CN104561539A - 一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法，属于湿法冶金和火法冶金技术领域。发明将稀土精矿与质量浓度≥92.5%的硫酸按照重量比1:1.0～1.3进行混合，造粒后的颗粒料进入一段焙烧窑，焙烧后使得稀土精矿中的氟离子与水分完全挥发掉，汽化的氟离子与水分经过冷凝以后回收氢氟酸，焙烧脱氟以后的干矿颗粒，进入二段焙烧窑进行分解，焙烧过程中分解的硫酸气体经过洗涤吸收以后，回收硫酸，焙烧矿直接进行浸出,得到硫酸稀土水溶液。发明采用分步焙烧工艺以后，造粒段产生的废气为水蒸汽，可以直接排放；所以废气洗涤吸收系统较现行工艺降低了70%以上，环保投入相比较传统工艺降低80%以上。

Description

一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法

技术领域

本发明涉及一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法，属于湿法冶金和火法冶金技术领域。

背景技术

目前稀土精矿硫酸焙烧采用传统“三代酸法”稀土精矿处理工艺，即采用稀土精矿与过量硫酸混合以后，进入转炉内焙烧分解的工艺，其存在以下缺陷：①硫酸消耗高。为了保证混合后的浆液在工艺运行过程中的流动性，混合拌料过程中硫酸严重过量，最高硫酸单耗可以达到1.8倍。②生产运行过程中，转炉内容易结圈堵塞，生产运行不畅。③由于物料形态差别太大，导致焙烧不均匀，精矿分解也不均匀，收率较低。④由于精矿分解过程中产生的废气、硫酸分解以后产生的废气、燃烧废气及空气全部混合后进入尾气洗涤系统，废气处理量非常大，系统也很复杂，同时洗涤后的废水还需要进行蒸发分离，运行成本及投资成本非常高。⑤由于存在诸多的不确定和不可控因素，生产运行很不稳定，产品质量波动较大。

发明内容

本发明就是针对上述现有工艺技术的不足之处，提供一种节能高效稀土精矿硫酸分步焙烧工艺。

本发明具体技术方案如下：

一种节能高效稀土精矿硫酸分步焙烧工艺，其特征是根据物料不同阶段的特性，采取不同的工艺进行处理，使生产运行过程中工艺达到稳定，并可以实现尾气分类洗涤，洗涤水可以直接回收利用，降低了原辅料消耗和尾气洗涤系统的投资成本，提高收率，稳定产品质量。具体工艺步骤为：将稀土精矿与硫酸重量比按照1:1.0～1.3进行混合，然后通过滚筒造粒机进行造粒；造粒后的颗粒料进入一段焙烧窑，温度控制在130～260℃范围内，焙烧2小时以上，使得稀土精矿中的氟离子与水分完全挥发掉，汽化的氟离子与水分经过冷凝以后回收氢氟酸，焙烧脱氟以后的干矿颗粒，进入二段焙烧窑进行分解，温度控制在400～600℃之间，时间控制在2小时以上，焙烧过程中分解的硫酸气体经过洗涤吸收以后，回收硫酸，焙烧矿直接进行浸出，得到硫酸稀土水溶液。

所述稀土精矿为独居石稀土精矿、包头稀土精矿中的至少一种。

所述稀土溶液为硫酸稀土水溶液。

焙烧窑的炉体外设燃烧室，燃烧室底部设有火嘴，燃烧室外表面上设有保温层。

本发明的优点是：

1、采用分步焙烧工艺以后，造粒段产生的废气为水蒸汽，可以直接排放；低温焙烧段（一段）产生的废气为氟化氢废气，通过洗涤吸收以后，可以直接回收HF酸；中温焙烧段（二段）产生的废气为硫酸废气，通过洗涤吸收以后，可以直接回收硫酸，返回拌料过程使用。

2、由于分步焙烧工艺采用外加热的方式，所以生产运行过成中的工艺废气和燃烧废气不会混合在一起，只需要将工艺废气进行洗涤吸收，燃烧废气直接排放，所以废气洗涤吸收系统较现行工艺降低了70%以上。

3、由于分步焙烧工艺有造粒工序，物料以球团状进入焙烧窑，不存在流通和结圈问题，而传统工艺的依靠加大矿酸比来保证物料流通性; 传统工艺硫酸单耗通常在1.6到1.8倍之间，分步焙烧工艺的硫酸单耗通常在1.0到1.1倍之间，所以降低了硫酸单耗。

4、由于分步焙烧工艺实现了废气的分类洗涤吸收，并且吸收后的废酸可以单独使用，传统工艺由于废气混合洗涤吸收，后续需要利用大量的蒸发分离装置进行分离，所以分步焙烧工艺环保投入相比较传统工艺降低80%以上。

5、由于分步焙烧工艺采用外加热的方式，稀土精矿在分解过程中受热更加均匀，稀土精矿分解率更高，所以收率也可以提高到95%左右。

6、由于分步焙烧工艺生产过程可控，所以运行更加稳定，产品质量均一性更好。

具体实施方式

以下实例对本发明的方法及其应用作进一步说明。本发明保护范围不受这些实施例的限制，本发明保护范围由权利书决定。

实施例1、

①将500g包头稀土精矿（REO质量百分含量50.8%），加入550g硫酸（硫酸质量百分含量92.5%），进行搅拌混合造粒。

②然后将混合造粒的物料在260℃范围内进行一段焙烧窑，120分钟，检测矿中含F⁺量为150pp。

③烘焙过程中稀土精矿中的氟离子与水分完全挥发掉，汽化的氟离子与水分经过冷凝以后回收氢氟酸，产生的HF酸含量为15.3%。

④洗涤后的尾气中含氟量为0.0053mg/l,达到国家环保标准要求。

⑤烘焙后的硫酸和稀土精矿球团状干矿颗粒混合物，进入二段焙烧窑，升温到435℃进行焙烧分解120分钟，检测焙烧矿的分解率为98.32%。

⑥焙烧过程中产生的废气经过冷却洗涤吸收以后，洗涤水硫酸含量达到3.21%。

⑦洗涤吸收以后的烟气含硫量为0.0082mg/l,达到国家标准要求。

⑧将焙烧矿与水按照8:1的比例进行混合搅拌浸出，浸出时间40分钟。

⑨浸出以后的矿渣洗涤烘干以后检测稀土含量1.027%。

⑩核算稀土收率为98.6%。

本发明焙烧窑采用外部加热：在焙烧窑的炉体外设燃烧室，燃烧室底部设有火嘴，燃烧室外表面上设有保温层。

实施例2、

①将500g包头稀土精矿（REO质量百分含量5 0.8%），加入500g硫酸（硫酸百分含量92.5%），进行搅拌混合造粒。

②然后在260℃范围内烘焙120分钟，检测矿中含F⁺量为230pp。

③烘焙过程中产生的烟气经过洗涤吸收以后，产生的HF酸含量为12.13%。

④洗涤后的尾气中含氟量为0.0039mg/l,达到国家环保标准要求。

⑤烘焙后的硫酸和稀土精矿的混合物，升温到435℃进行焙烧分解120分钟，检测焙烧矿的分解率为97.22%。

⑥焙烧过程中产生的废气经过冷却洗涤吸收以后，洗涤水硫酸含量达到1.89%。

⑦洗涤吸收以后的烟气含硫量为0.0066mg/l,达到国家标准要求。

⑧将焙烧矿与水按照8:1的比例进行混合搅拌浸出，浸出时间40分钟。

⑨浸出以后的矿渣洗涤烘干以后检测稀土含量3.44%。

⑩核算稀土收率为95.4%。

实施例3

①将500g独居石稀土精矿（REO质量百分含量51%），加入605g硫酸（硫酸百分含量92.5%）和50g铁粉（含铁量百分含量为66%），进行搅拌混合造粒。

②混合造粒后的硫酸和稀土精矿的混合物，升温到435℃进行焙烧分解60分钟，检测焙烧矿的分解率为99.42%。

③焙烧过程中产生的废气经过冷却洗涤吸收以后，洗涤水硫酸含量达到4.47%。

④洗涤吸收以后的烟气含硫量为0.0073mg/l,达到国家标准要求。

⑤将焙烧矿与水按照8:1的比例进行混合搅拌浸出，浸出时间40分钟。

⑥浸出以后的矿渣洗涤烘干以后检测稀土含量0.64%。7、核算稀土收率为98.95%。

实施例4

①将500g独居石稀土精矿（REO质量百分含量51%），加入560g硫酸（硫酸百分含量92.5%）和50g铁粉（含铁量百分含量为66%），进行搅拌混合造粒。

②混合造粒后的硫酸和稀土精矿的混合物，升温到435℃进行焙烧分解60分钟，检测焙烧矿的分解率为98.39%。

③焙烧过程中产生的废气经过冷却洗涤吸收以后，洗涤水硫酸含量达到2.46%。

④洗涤吸收以后的烟气含硫量为0.0061mg/l,达到国家标准要求。

⑤将焙烧矿与水按照8:1的比例进行混合搅拌浸出，浸出时间40分钟。

⑥浸出以后的矿渣洗涤烘干以后检测稀土含量2.08%。

⑦核算稀土收率为96.62%。

本发明采用分步焙烧实现了废气的分类洗涤吸收，并且吸收后的废酸可以单独使用。传统工艺由于废气混合洗涤吸收，后续需要利用大量的蒸发分离装置进行分离，所以分步焙烧环保投入相比较传统工艺降低80%以上。

Claims (4)

1.一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法，其特征在于，将稀土精矿与质量浓度≥92.5%的硫酸按照重量比1:1.0～1.3进行混合，然后通过滚筒造粒机进行造粒；造粒后的颗粒料进入一段焙烧窑，焙烧窑炉体采用外加热方式，焙烧窑炉在温度控制在130～260℃范围内，焙烧2小时以上，使得稀土精矿中的氟离子与水分完全挥发掉，汽化的氟离子与水分经过冷凝以后回收氢氟酸，焙烧脱氟以后的干矿颗粒，进入二段焙烧窑进行分解，温度控制在400～600℃之间，时间控制在2小时以上，焙烧过程中分解的硫酸气体经过洗涤吸收以后，回收硫酸，焙烧矿直接进行浸出,得到硫酸稀土水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法，其特征在于，所述稀土精矿为独居石稀土精矿、包头稀土精矿中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法，其特征在于，所述稀土溶液为硫酸稀土水溶液。

4. 根据权利要求1所述的一种节能高效的稀土精矿硫酸分步焙烧方法，其特征在于，焙烧窑的炉体外设燃烧室，燃烧室底部设有火嘴，燃烧室外表面上设有保温层。