CN100475984C - 一种冶金物料与碳酸钠机械活化焙烧方法 - Google Patents
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Abstract
一种冶金物料与碳酸钠机械活化焙烧方法，将冶金物料与碳酸钠经机械活化——粉碎成粒度达负150目的细粉，冶金物料包括含钨冶金物料黑钨精矿、白钨精矿及低品位钨中矿，高杂质钼铁合金，稀土精矿，机械活化可在冶金物料与碳酸钠拌和前分别进行也可在两者拌和后进行。本发明的优点在于，采用机械活化工艺，使冶金物料与碳酸钠反应接触面增大，接触更加充分、紧密，从而使焙烧反应的活化能减小，加快反应速度，降低焙烧温度，节约能源，保护环境，降低成本，且有效地防止焙烧物粘结。
Description
技术领域：
本发明涉及一种冶金物料与碳酸钠焙烧方法，特别是一种冶金物料与碳酸钠机械活化焙烧方法。
背景技术：
目前冶金过程中现有的冶金物料与碳酸钠焙烧工艺是：冶炼物料与工业无水碳酸钠混合后直接焙烧，使物料中的主金属或杂质转化成可溶性的钠盐。众所周知，在一定的反应温度和反应时间的条件下，固-固反应的进行程度取决于反应物的比表面积。比表面积越大，反应物之间的接触越好，反应进行得越彻底。工业无水碳酸钠的粒度大多在60目以上，将工业无水碳酸钠与冶炼物料混合后直接焙烧存在许多缺点。例如：1、黑钨精矿、白钨精矿或低品位钨中矿碳酸钠焙烧，焙烧温度一般控制在800-900℃，焙烧时间5-7小时。因为工业无水碳酸钠粒度很粗，混合后直接焙烧，只有当温度达到或超过Na2CO3的熔点730℃，反应物之间才能充分接触，而反应生成的Na2WO4的熔点为695℃，因此焙烧过程物料容易粘结。如果钨精矿与碳酸钠焙烧在回转窑内进行，必须加入大量返渣将WO3含量稀释至20％，否则设备无法正常运行。若采用反射炉焙烧，操作工人的劳动强度很大；2、如果将工业无水碳酸钠与高杂质钼铁合金粉末混合后直接焙烧，也无法实施，这是由于高杂质钼铁合金软化温度较低，一般低于500℃，当温度升到500℃左右，来不及反应物料就已烧结成块，导致反应无法继续进行；3、工业无水碳酸钠与稀土精矿混合后直接焙烧，也同样存在问题，焙烧温度高700℃，碳酸钠加入量少，为混合稀土精矿重量的15-30％，但由于焙烧温度高混合稀土精矿碳酸钠焙烧过程中容易形成低共熔混合物550℃，物料粘结严重，设备难以正常进行；焙烧温度低550℃，碳酸钠加入量大，为混合稀土精矿重量的60％，由于碳酸钠用量大，生产成本高。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术冶金物料与碳酸钠混合焙烧方法的上述缺陷，提供一种焙烧温度低，碳酸钠耗量小，物料粘结少，焙烧效果好，生产成本低的冶金物料与碳酸钠的焙烧方法。
本发明的技术解决方案是一种冶金物料与碳酸钠机械活化焙烧方法，将冶金物料与碳酸钠拌和后焙烧，焙烧前，先将冶金物料及碳酸钠，经机械活化——粉碎成粒度达负150目的细粉，机械活化可在冶金物料与碳酸钠拌和前分别进行也可在两者拌和后进行，冶金物料包括钨冶金物料黑钨精矿、白钨精矿及低品位钨中矿，高杂质钼铁合金，稀土精矿。含钨冶金物料与碳酸钠焙烧的工艺条件如下：碳酸钠加入量为黑钨精矿理论反应量的1.2-1.5倍，或为白钨精矿理论反应量的1.4-1.8倍，或为低品位钨中矿理论反应量的5-7倍；焙烧温度为450-750℃，焙烧时间为20-120min。高杂质钼铁合金与碳酸钠焙烧的工艺条件如下：Na2CO3的加入量为Mo、P、As、Si、V焙烧反应化学计量的0.5-0.8倍，焙烧温度450-750℃，焙烧时间20-90min。稀土精矿与碳酸钠焙烧的工艺条件如下：Na2CO3的加入量为F、P焙烧反应化学计量的0.7-1.1倍，焙烧温度350-650℃，焙烧时间20-100min。
将冶金物料及碳酸钠经机械活化——粉碎成粒度达150目的细粉，粒度变细，从而产生晶格缺陷，比表面积增大，表面能增大。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有以下优点及效果：
1、机械活化后反应物的比表面积增大，反应物之间的接触面增大，因而碳酸钠的单耗减小。
2、机械活化后碳酸钠晶体不仅粒度变细，而且存在大量晶格缺陷和悬空键，碳酸钠与冶金物料之间的接触更充分更紧密，从而使焙烧反应的活化能减小，反应速度加快，焙烧温度降低。
3、机械活化后，Na2CO3单耗小，反应速度快，焙烧温度低，不仅有利于降低成本、节约能源及保护环境，而且有效避免了因焙烧产物的熔化而造成的粘结，从而使钨精矿碳酸钠焙烧不再需要加返渣稀释。
具体实施方式：
下面结合实施例，对本实用新型作进一步描述：
本发明用于高杂质钼铁合金碳酸钠焙烧，其工艺方法为：高杂质钼铁合金粉末与无水碳酸钠粉末混合后于研钵中研细磨匀，在马弗炉中加热焙烧。高杂质钼铁合金与碳酸钠机械活化焙烧的试剂用量及工艺条件为：由于焙烧过程Mo优先与Na2CO3反应，Na2CO3的加入量为(Mo、P、As、Si、V)焙烧反应化学计量的0.5～0.8倍；研磨后物料粒度负150目；焙烧温度450-700℃；焙烧时间30-60min。
实施例1
取5吨高杂质钼铁合金粉(-200目)，加入2.5吨无水碳酸钠(Mo、P、As、Si、V焙烧反应化学计量的0.76倍)，在磨粉机内磨细研匀后，550℃焙烧50分钟，焙砂加水浸出。高杂质钼铁合金与碳酸钠机械活化焙烧结果(％)如下：
| Mo | P | As | Si | V | |
| 化学含量 | 18.68 | 5.66 | 0.280 | 6.01 | 1.42 |
| 浸出率 | 97.23 | 63.24 | 50.10 | 55.71 | 91.42 |
本发明还可用于含钨冶金物料及稀土矿物的碳酸钠焙烧过程。
实施例2
取50kg黑钨精矿，按理论量的1.5倍加无水碳酸钠24kg在磨粉机内磨细研匀后，650℃焙烧60分钟，焙砂加水浸出。黑钨精矿碳酸钠机械活化焙烧实验结果(％)如下：
| WO<sub>3</sub> | P | As | SiO<sub>2</sub> | Mn | |
| 化学含量 | 68.7 | 0.06 | 0.08 | 2.91 | 8.75 |
| 浸出率 | 97.6 | 33.3 | 38.0 | 45.1 | --- |
实施例3
取50g混合型稀土精矿，加入10g无水碳酸钠于研钵内磨细研匀后，500℃焙烧60分钟。焙砂先用水洗去反应生成的可溶性钠盐，然后用稀盐酸洗去反应生成的碳酸钙和碳酸钡，最后用稀硫酸浸出稀土。混合型稀土精矿碳酸钠机械活化焙烧结果(％)如下：
| RE<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | F | P | Fe | CaO | Ba(Sr)O | |
| 化学含量 | 51.8 | 7.61 | 0.23 | 2.31 | 5.46 | 6.81 |
| 浸出率 | 98.70 | --- | --- | --- | --- | --- |
本发明的优点在于，采用机械活化工艺，使冶金物料与碳酸钠反应接触面增大、接触更加充分、紧密，从而使焙烧反应的活化能减小，加快反应速度，降低焙烧温度，节约能源，保护环境，降低成本，且有效地防止焙烧物料粘结。
Claims (1)
1、一种冶金物料与碳酸钠机械活化焙烧方法，将冶金物料与碳酸钠拌和后焙烧，其特征在于：焙烧前，先将冶金物料及碳酸钠，经机械活化——粉碎成粒度达负150目的细粉，机械活化在冶金物料与碳酸钠拌和前分别进行或在两者拌和后进行，冶金物料为含Mo、P、As、Si和V的高杂质钼铁合金，高杂质钼铁合金与碳酸钠焙烧的工艺条件如下：Na2CO3的加入量为Mo、P、As、Si和V焙烧反应化学计量总和的0.5-0.8倍，焙烧温度450-750℃，焙烧时间20-90min。
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| 机械活化及其在浸出过程中应用. 陈世官.上海有色金属，第19卷第2期. 1998 |
| 机械活化及其在浸出过程中应用. 陈世官.上海有色金属，第19卷第2期. 1998 * |
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