CN108559851B - 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法 - Google Patents
一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108559851B CN108559851B CN201810648415.8A CN201810648415A CN108559851B CN 108559851 B CN108559851 B CN 108559851B CN 201810648415 A CN201810648415 A CN 201810648415A CN 108559851 B CN108559851 B CN 108559851B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rare earth
- cement kiln
- bin
- polishing powder
- roasting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 137
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 101
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 70
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 62
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 51
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 45
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 42
- -1 rare earth salt Chemical class 0.000 claims description 36
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 36
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 28
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 27
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 18
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 16
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 15
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000011278 co-treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 239000008239 natural water Substances 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical group [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B59/00—Obtaining rare earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法，系统包括：废料预处理系统、转化焙烧系统、浸取分离系统以及水泥窑系统；其采取铵盐焙烧、溶解回收提取稀土抛光粉废料中高价的稀土物质；利用水泥窑的原材料适用性强的特点处置因稀土抛光粉废料化学回收处理中产生的残渣，利用水泥窑高温碱性处理稀土抛光粉废料化学回收处理中排放的气体，利用水泥窑废弃的低温余热蒸发结晶和干燥物料，以及利用水泥窑脱硝需要的铵类脱硝剂作为化学处理稀土抛光粉废料所需要的铵盐，处理后排出的氨气作为水泥窑脱硝剂，实现三废的有效治理；从而真正实现稀土抛光粉废料的无害化、资源化和终极化处置。
Description
技术领域
本发明涉及一种稀土抛光粉废料的系统及方法，尤其涉及一种利用水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法，属于稀土抛光粉废料回收再利用技术领域。
背景技术
主要成分为二氧化铈（CeO2）的铈基稀土抛光粉是目前使用最为广泛的稀土抛光粉，它通过分散液添加到贴在旋转磨床上面的平面或者去面的玻璃上，进行化学溶解和机械研磨并达到抛光目的。随着科技的发展，稀土抛光粉因其无法取代的性能得到了十分快速的发展，据统计，近年来我国稀土抛光粉用量每年按照30%的比例快速增长，目前，年产生的稀土抛光粉废料超过200000t。
稀土抛光粉废料就是稀土抛光粉经过使用后，导致抛光粉中稀土含量逐渐降低，抛光性能失效后产生的残渣。由于稀土抛光粉对玻璃、石材、金属材料粉等材料进行抛光作业，这些残渣中由于吸收了大量的K2O、Na2O、SiO2、Al2O3等杂质，产生的废料成分复杂，同时由于稀土物质具有一定毒性，还有少量的有毒的氟化物、重金属物质和有机物质，一般被环保部门认定为危险废物，导致难以回收处理。目前，稀土抛光粉废料的回收应用一直处于实验室的研发阶段，没有得到工业化的有效利用，因而不仅造成稀土资源浪费，也对环境有一定程度的污染。稀土抛光粉废料中稀土氧化物含量超过50%，对于稀土抛光粉废料的回收应用符合国家加快发展循环经济和环境保护的主导思想，具有很好的发展前景。
从目前资料表明，稀土抛光粉废料的回收方法主要采用凝聚剂浮选法和化学再生法。化学再生法又分为碱液分解法、浓硫酸分解法、盐酸分解法、铵盐分解法等。这些方法使用过程中都不可避免的产生大量的废水、废气和废渣，无法实现最终处理，没有达到理想的环保目标。
有人提出利用稀土抛光粉废料作为烟气脱硫脱硝剂，用于脱硫脱硝。但是，这些脱硫剂使用后必将吸收一些其他其他重金属物质，给进一步处置增加困难，如不处置则仍然是浪费了稀土资源，经济性也不理想。
水泥窑协同处理固体废弃物是一种水泥熟料矿物化的高温烧结过程中实现对固体废物毒害特性高温强碱性焚烧、分解、降解、消除、惰性化和稳定化等目的的废物处置手段。近十年来，水泥窑协同处置固体废物发展迅速，水泥窑协同处理具有适用范围广、消纳量大、热容量大、热惯性大和热传递效率高的技术优势，其独特的高温和强碱性环境是其他处理手段无法相比的。特别是2014年颁布的《水泥窑协同处置固体废物技术规范》为水泥窑协同处置固体废物明确了基本原则和技术方向。
近年来也有水泥生产企业试图利用水泥窑协同处置稀土抛光粉废料，用稀土抛光粉废料直接替代少量原料直接进入水泥窑烧成水泥熟料，这个方法简单，投资小，不会产生废水、废气和废渣，不会对环境造成二次污染，少量的轻稀土物质通过水泥窑高温矿化熔融进入水泥熟料晶格，不会影响水泥性能，可以实现稀土抛光粉废料的无害化处理。但是对于稀土抛光粉废料中具有相当价值的稀土元素制成廉价的建筑材料，应当说浪费了稀土资源，不符合发展循环经济的要求。
国内外对稀土抛光粉废料处理也有不少文献报道：
对比文件1：CN205235487U公开一种稀土抛光粉废料多级沉降回收装置，包括沉淀池，沉淀池为长方形池体，在沉淀池的前端上部设有废料料浆加入管道，在沉淀池的尾端上部设有排水管道，在沉淀池中等间隔的设有竖直挡板，在挡板上部的一个边角上开有流水口，且相邻挡板的流水口为左右错位布置。
对比文件2：CN 102115822A公开一种从荧光粉、抛光粉废料中回收稀土氧化物的方法，包括以下5个步骤：（1）使用自行设计的灼烧窑炉，对废料进行灼烧；（2）使用H2SO4、冰醋酸、助溶剂混合液溶解稀土废料，滤渣返回溶料，继续溶解；滤液进入多级萃取槽进行稀土萃取分离；（3）模糊萃取分离提纯技术萃取分离单一稀土氧化物；（4）在分离后所得SmEuGd稀土氯化物溶液中加入锌粉进行还原、萃取提纯，生产荧光级氧化铕；（5）采用无氨皂化，达到废水无氨、氮排放。
对比文件1公开的是一种稀土抛光粉废料的多级沉降回收装置；而对比文件2公开的是一种从抛光粉废料中回收稀土氧化物生产荧光级氧化铕的方法，并不能全方位地实现对抛光粉废料的回收利用。
本发明拟提供一种利用水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统和方法，拟利用水泥窑处理固废的有利条件，有针对性地根据稀土抛光粉废料的基本特征，选择科学、环保、经济的处置的工艺方法和设备，实现对稀土抛光粉废料有用物质的高效回收和利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法，采取铵盐焙烧、溶解回收提取稀土抛光粉废料中高价的稀土物质；利用水泥窑协同处理技术的优异条件，即水泥窑的原材料适用性强的特点处置因稀土抛光粉废料化学回收处理中产生的残渣，利用水泥窑高温碱性处理稀土抛光粉废料化学回收处理中排放的气体，利用水泥窑废弃的低温余热蒸发结晶和干燥物料，利用水泥窑脱硝需要的铵类脱硝剂作为化学处理稀土抛光粉废料所需要的铵盐，处理后排出的氨气作为水泥窑脱硝剂，实现三废的有效治理；从而真正实现稀土抛光粉废料的无害化、资源化和终极化处置。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
提供一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统，包括：废料预处理系统、转化焙烧系统、浸取分离系统以及水泥窑系统；废料预处理系统、转化焙烧系统、浸取分离系统之间依次连接，转化焙烧系统、浸取分离系统分别与水泥窑系统连接；整个系统内的装置均采用密封装置，并通过抽风机形成微负压；
所述转化焙烧系统包括立式焙烧炉；所述立式焙烧炉具体包括：
炉本体，所述炉本体为由外部机壳构成的一个立式整体，包括由中间隔墙分隔而成的左炉体和右炉体；
左炉体由上往下包括蒸发室、反应室；左炉体的上部设有进料口和低温蒸汽出口；左炉体的下部设有高温蒸汽入口和固定炉篦子；右炉体包括由倾斜隔板分隔而成的上部的烟气室和下部的炉膛；
所述中间隔墙包括上隔墙和下隔墙，上隔墙的底端与倾斜隔板的上端面之间为上部隔墙开口，用于高温烟气进入烟气室；下隔墙的顶端与倾斜隔板的下端面之间为下部隔墙开口，用于焙烧渣卸出；
所述固定炉箅子倾斜设置，其一端固定在机壳上，另一端固定在下隔墙的顶端；
右炉体的烟气室通过上部隔墙开口与左炉体相连，便于引出烟气；烟气室的上部设置烟气出口，烟气进入烟气室进行粉尘的沉降分离后从烟气出口排出炉外；
右炉体的炉膛通过下部隔墙开口与左炉体相连，炉膛右侧设有燃料入口，炉膛底部设置出渣机构和冷空气入口，沉积分离后的粉尘顺着倾斜隔板的表面从下部隔墙开口落入出渣机构。
优选地，
所述固定炉箅子覆盖整个左炉体截面，所述固定炉箅子两侧边也与机壳相连。
优选地，
所述炉膛右侧还设有人工监视门和操作台。
进一步地，
所述出渣机构包括：可转动的塔式炉篦子、传动立轴、驱动机构、渣料斗、卸料管、出料口、耐磨环形钢衬；塔式炉篦子与驱动机构通过传动立轴相连；渣料斗与炉体机壳相连，渣料斗下部与卸料管相连，渣料斗上部与耐磨环形钢衬相连，卸料管连通渣料斗和出料口，冷空气入口设置在渣料斗上，冷空气入口通过穿过渣料斗的冷风管道连通至塔式炉篦子底部。
优选地，
所述驱动机构包括减速机和电动机，驱动机构直接固定安装在外部的混凝土支座上。
优选地，所述固定炉箅子为特种陶瓷多孔板或特种耐高温防腐不锈钢多孔板。
优选地，所述固定炉箅子的倾斜角度优选为35-60°。
进一步地，
所述机壳包括钢制机壳本体、覆盖在机壳本体上的保温材料层和覆盖在保温材料层上的耐火砖层。具体生产制作时，即在钢制机壳本体上贴加保温材料后再砌筑耐火材料，并根据窑内物质酸碱性能可选择耐酸或耐碱耐火材料。
进一步地，
所述废料预处理系统包括依次连接的料仓、双轴搅拌机、轮辗均质机及挤压成型机；
所述料仓包括：稀土抛光粉废料仓、铵盐仓和助剂仓，所述稀土抛光粉废料仓、铵盐仓和助剂仓的底部分别设有喂料计量机构；喂料计量机构用于将稀土抛光粉废料、铵盐、助剂按比例计量；各料仓分别通过输送机构与双轴搅拌机连接；轮辗均质机的出料口通过输送机构与挤压成型机连接。
进一步地，
所述稀土抛光粉废料仓包括堆棚和位于堆棚底部的受料斗，喂料计量机构设于受料斗底部。
优选地，稀土抛光粉废料仓底部的喂料计量机构为皮带喂料计量称。
优选地，铵盐仓、助剂仓底部的喂料计量机构为螺旋喂料计量称。
优选地，各料仓通过皮带输送机与双轴搅拌机连接；轮辗均质机的出料口通过皮带输送机与挤压成型机连接。
进一步地，
所述水泥窑系统包括：水泥窑分解炉、水泥窑窑尾烟室、水泥窑收尘系统、回转窑、余热锅炉以及五级旋风预热器、三次风管，水泥窑系统的三次风管与立式焙烧炉的高温蒸汽入口连接。
进一步地，
所述浸取分离系统包括：板式出料机、斗式提升机、焙烧渣仓、洗涤球磨机、料浆池、板框压滤机、静置沉淀池、清液池、仓式蒸发器；
板式出料机与立式焙烧炉的出料口相连，并通过斗式提升机连接至焙烧渣仓的进料口；焙烧渣仓的出料口通过喂料计量机构连接至洗涤球磨机的物料进口；洗涤球磨机的料浆出口与料浆池的料浆进口连接，料浆池的料浆出口通过输送管路连接至板框压滤机的进料口，板框压滤机的清液出口连接至静置沉淀池进料口，板框压滤机还设有不溶物残渣出口；静置沉淀池上部设有清液出口，清液出口与清液池连接，清液池的出液口通过管路连接至仓式蒸发器；
所述仓式蒸发器设有结晶物出料口，其通过输送机构与成品仓连接；还设有高温烟气入口、低温烟气出口，仓式蒸发器的高温烟气入口与水泥窑系统的余热锅炉连接；低温烟气出口与水泥窑窑尾烟室连接；还设有蒸发气体出口，其通过管路连接至冷凝器。
仓式蒸发器中，烟气与被蒸发液体是用钢板隔离的，烟气热量通过间接传热方式加热被蒸发液体。
进一步地，所述洗涤球磨机、料浆池、焙烧渣仓、板框压滤机、静置沉淀池、板式出料机均设有抽风口，其抽风口通过管路连接至焙烧炉的高温蒸汽入口，所述管路上设有高温风机，用于形成微负压。
本发明还提供上述水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统的处理方法，具体包括如下步骤：
步骤（1）、废料预处理：
将稀土抛光粉废料、铵盐、助剂按比例计量，然后将物料混合均匀并挤压成型后输送至下一工序；
步骤（2）、焙烧转化：
从步骤（1）过来的物料进入立式焙烧炉内的物料经过充分反应（优选1-4h）后形成稀土盐和其他盐的混合物，即为焙烧渣，焙烧渣经窑内冷却破碎后由板式出料机均匀卸出窑外并通过斗式提升机输送到焙烧渣仓储存，待进行下一步处理；
步骤（3）、浸取分离：
将步骤（2）焙烧渣仓内的焙烧渣通过洗涤球磨机进行粉磨和清洗；出磨泥浆进入料浆池通过搅拌进一步完成稀土盐的溶解；充分溶解后的泥浆泵（优选耐酸污水泵）送入板框压滤机，经挤压液固分离后得到清液和固体不溶物（CaSO4、Al2O3、Fe2O3、SiO2等酸性或弱碱性物质）残渣；稀土盐进入清液再经静置沉淀池进一步去除不溶杂质，静置沉淀池的上部清液用泵送到仓式蒸发器蒸发结晶，得到固态稀土硫酸盐或稀土氯盐原料；下部不溶杂质回流到出磨料浆池再进行板框压滤机分离；
步骤（4）、水泥窑协同处理：
从步骤（3）经板框压滤机分离得到的固体不溶物，其主要成分为CaSO4、Al2O3、Fe2O3、SiO2，送入水泥窑系统作为水泥原料使用；
步骤（3）仓式蒸发器蒸发结晶所需要的热源采用水泥窑系统的余热锅炉发电后的烟气（200℃左右），通过仓式蒸发器后的烟气用排风机再送回水泥窑窑尾烟室进行处理；仓式蒸发器蒸发液体所产生的气体主要是水蒸气和氨气，经过冷凝器冷凝后回收作为转化渣的洗涤水（包括洗涤球磨机的洗涤水、洗涤塔的洗涤水）使用，少量不凝气体再与立式焙烧炉烟气混合送至水泥窑窑尾烟室统一处理排放；
上述步骤的所有装置均采取密封装置，并采用抽风机形成微负压，所有气体全部送入立式焙烧炉统一处理，防止气体和粉尘外溢，防止产生二次污染。
进一步地，步骤（1）中，是先将稀土抛光粉废料储存在稀土抛光粉废料仓内，铵盐、助剂分别储存在铵盐仓、助剂仓内；再通过各料仓底部的喂料计量机构按比例计量后通过输送机构依次输送至双轴搅拌机和轮辗均质机混合均匀，然后再用挤压成型机制成颗粒，输送至下一工序；
优选地，步骤（1）中稀土抛光粉废料、铵盐、助剂的质量比为1:1-2:0.05-0.5。
优选地，所述铵盐为(NH4)2SO4或NH4Cl中的一种或其结合，铵盐采用的是(NH4)2SO4则焙烧转化形成的是稀土硫酸盐和其他硫酸盐的混合物，铵盐采用的是NH4Cl则焙烧转化形成的是稀土氯盐和其他氯盐的混合物。
优选地，所述助剂为糖类、淀粉、活性炭、双氧水中的一种或其结合。
进一步的，步骤（1）中，所选双轴搅拌机和轮辗均质机采用耐酸防腐设计，均采取耐酸防腐材料制作。
进一步地，步骤（1）中，稀土抛光粉废料干燥处理至含水量为18-22%。
进一步地，步骤（1）中，挤压成型机制成的颗粒为10-20mm的球形颗粒。
进一步地，步骤（2）中，进入立式焙烧炉内的物料在自身重力的作用下，从炉体上部缓慢往下部移动，物料自上而下通过蒸发、分解、烧结和冷却，形成焙烧渣。
进一步的，步骤（2）中，立式焙烧炉焙烧所需高温蒸汽从水泥窑系统的三次风管引出900-1100℃热风再掺入冷风和尾气调配成500-600℃后直接从立式焙烧炉高温蒸汽入口进入炉内。
进一步地，步骤（2）中，立式焙烧炉所产生的烟气（主要成分为CO2、NH3、HF及H2O气体）通入洗涤塔用石灰水洗涤后再用引风机直接送入水泥窑旋风预热器作为水泥窑脱硝剂使用；烟气中的部分酸性物质与石灰水的主要成分Ca（OH）2形成的CaCO3、CaF2沉淀进入洗涤后的水溶液中，通过沉降去除固体残渣，这些残渣为水泥原料，进一步进入水泥窑系统内进行处理；
进一步地，洗涤后的水溶液送至氨水池，用氨水调节浓度后用于水泥窑系统脱硝和步骤（3）浸取分离工序中出磨泥浆的pH值调节。
进一步地，立式焙烧炉产的烟气中未吸收完的少量HF进入水泥窑系统内，被水泥窑大量的CaO吸收形成CaF2并作为水泥助熔剂进入水泥熟料。
进一步的，立式焙烧炉的上部蒸发室内所蒸发的自然水份，从窑体顶部排出后冷凝成液态水，作为烟气洗涤使用；不凝气体再与热风混合进入立式焙烧炉内。
进一步地，步骤（3）中，加入2-3倍清水采用洗涤球磨机进行粉磨和清洗，出磨泥浆用NH4OH调节pH值后进入料浆池通过搅拌并进一步完成稀土盐(稀土硫酸盐或者稀土氯盐)的溶解，出磨泥浆设置两个料浆池，进出料分开作业。
本发明的有益效果：
本发明采取水泥窑协同处理稀土抛光粉废料具有投资小、生产简便、安全可靠、能耗少、处理费用低、没有三废排放即不会产生二次环境污染等特点，其主要技术优势如下：
1、本发明能将稀土抛光粉废料中中有用物质稀土物质95%以上转化为稀土盐类资源，其用途广泛，能实现资源化处理，符合发展循环经济的要求。
2、本发明设计一种废弃稀土抛光粉废料的立式焙烧炉，实现对稀土抛光粉废料中有用稀土物质的转化，得到固体稀土盐渣。这些稀土盐渣经立式焙烧炉底部的出料机构的冷却破碎后排出，经过浸取分离获得成品稀土盐。
3、所需要的转化剂铵盐，使用后所产生的NH3全部回收用于水泥窑脱硝，所产生的废渣全部用于水泥生产原料，所有废水实现了生产线内部循环使用，没有三废排放，不仅不会造成环境二次污泥，还可以大大节约转发成本。
4、所需要的热源采用水泥窑富余热量，不会对水泥窑系统造成影响，有利于节约能耗。
5、所使用的设备结构简单，操作方便，工艺可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的整体工艺流程图
图2为本发明实施例立式焙烧炉的整体结构示意图；
图3为本发明实施例立式焙烧炉的出渣机构的结构示意图；
上述附图标记：
1、稀土抛光粉废料仓；2、皮带喂料计量秤；301、铵盐仓；302、助剂仓；4、螺旋喂料计量秤；5、皮带输送机一；6、双轴搅拌机；7、轮辗均质机；8、皮带输送机二；9、挤压成型机；10、立式焙烧炉；11、板式出料机；12、斗式提升机；13、焙烧渣仓；14、洗涤塔；15、引风机；16、冷凝器一；17、高温风机；18、鼓风机；19、氨水池；20、冷水池；21、皮带称；22、洗涤球磨机；23、料浆池；24、耐酸污水泵一；25、板框压滤机；26、皮带输送机三；27、残渣池；28、静置沉淀池；29、清液池；30、耐酸污水泵二；31、仓式蒸发器；32、皮带输送机四；33、成品库（稀土盐仓）；34、排风机；35、冷凝器二；36、水泥窑分解炉；37、水泥窑窑尾烟室；38、回转窑；
1001、进料口；1002、出料口；1003、高温蒸汽入口；1004、冷空气入口；1005、低温蒸汽出口；1006、烟气出口；1007、燃料入口；1008、蒸发室；1009、烟气室；1010、反应室；1011、炉膛；1012、上隔墙；1013、倾斜隔板；1014、上部隔墙开口；1015、下部隔墙开口；1016、固定炉箅子；1017、观察门；1018、耐磨环形钢衬；1019、操作台；1020、传动立轴；1021、驱动机构；1022、渣料斗；1023、塔式炉篦子；1024、下隔墙；1025、卸料管；
Bh、Bw、泵；F1-F4、气体流量阀；T1-T2、液体物料阀；Z1-Z4、固体物料阀；C1-C5、第一级到第五级旋风预热器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1-3所示，本发明提供一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统，包括：废料预处理系统、转化焙烧系统、浸取分离系统以及水泥窑系统；废料预处理系统、转化焙烧系统、浸取分离系统之间依次连接，转化焙烧系统、浸取分离系统分别与水泥窑系统连接；整个系统内的装置均采用密封装置，并通过抽风机形成微负压；
所述转化焙烧系统包括立式焙烧炉10；立式焙烧炉10具体包括：
炉本体，所述炉本体为由外部机壳构成的一个立式整体，包括由中间隔墙分隔而成的左炉体和右炉体；
左炉体由上往下包括蒸发室、反应室；左炉体的上部设有进料口1001和低温蒸汽出口1005；左炉体的下部设有高温蒸汽入口1003和固定炉箅子1016；右炉体包括由倾斜隔板1013分隔而成的上部的烟气室1009和下部的炉膛1011；
所述中间隔墙包括上隔墙1012和下隔墙1024，上隔墙1012的底端与倾斜隔板1013的上端面之间为上部隔墙开口1014，用于高温烟气进入烟气室1009；下隔墙1024的顶端与倾斜隔板1013的下端面之间为下部隔墙开口1015，用于焙烧渣卸出；
固定炉箅子1016倾斜设置，其一端固定在机壳上，另一端固定在下隔墙1024的顶端；
右炉体的烟气室1009通过上部隔墙开口1014与左炉体相连，便于引出烟气；烟气室1009的上部设置烟气出口1006，烟气进入烟气室1009进行粉尘的沉降分离后从烟气出口1006排出炉外；
右炉体的炉膛1011通过下部隔墙开口1015与左炉体相连，炉膛1011右侧设有燃料入口1007，炉膛1011底部设置出渣机构和冷空气入口1004，沉积分离后的粉尘顺着倾斜隔板1013的表面从下部隔墙开口落入出渣机构。
固定炉箅子1016覆盖整个左炉体截面，固定炉箅子1016两侧边也与机壳相连。
炉膛1011右侧还设有人工监视门和操作台。
所述出渣机构包括：可转动的塔式炉篦子1023、传动立轴1020、驱动机构1021、渣料斗1022、卸料管1025、出料口1002、耐磨环形钢衬1018；塔式炉篦子1023与驱动机构1021通过传动立轴1020相连；渣料斗1022与炉体机壳相连，渣料斗1022下部与卸料管1025相连，渣料斗1022上部与耐磨环形钢衬1018相连，卸料管1025连通渣料斗1022和出料口1002，冷空气入口1004设置在渣料斗1022上，冷空气入口1004通过穿过渣料斗1022的冷风管道连通至塔式炉篦子1023底部。
驱动机构1021包括减速机和电动机，驱动机构1021直接固定安装在外部的混凝土支座上。
固定炉箅子1016为特种陶瓷多孔板或特种耐高温防腐不锈钢多孔板。固定炉箅子1016的倾斜角度优选为35-60°。
所述机壳包括钢制机壳本体、覆盖在机壳本体上的保温材料层和覆盖在保温材料层上的耐火砖层。具体生产制作时，即在钢制机壳本体上贴加保温材料后再砌筑耐火材料，并根据窑内物质酸碱性能可选择耐酸或耐碱耐火材料。
所述废料预处理系统包括依次连接的料仓、双轴搅拌机6、轮辗均质机7及挤压成型机9；
所述料仓包括：稀土抛光粉废料仓1、铵盐仓301和助剂仓302，稀土抛光粉废料仓1、铵盐仓301和助剂仓302的底部分别设有喂料计量机构；喂料计量机构用于将稀土抛光粉废料、铵盐、助剂按比例计量；各料仓分别通过输送机构与双轴搅拌机6连接；轮辗均质机7的出料口通过输送机构与挤压成型机9连接。
稀土抛光粉废料仓1包括堆棚和位于堆棚底部的受料斗，喂料计量机构设于受料斗底部。作为优选实施例，本实施例中，稀土抛光粉废料仓1底部的喂料计量机构为皮带喂料计量称2；铵盐仓301、助剂仓302底部的喂料计量机构为螺旋喂料计量称4。各料仓通过皮带输送机一5与双轴搅拌机6连接；轮辗均质机7的出料口通过皮带输送机二8与挤压成型机9连接。
所述水泥窑系统包括：水泥窑分解炉36、水泥窑窑尾烟室37、水泥窑收尘系统、回转窑38、余热锅炉39以及五级旋风预热器C1-C5、三次风管，水泥窑系统的三次风管与立式焙烧炉10的高温蒸汽入口1003与连接。
所述浸取分离系统包括：板式出料机11、斗式提升机12、焙烧渣仓13、洗涤球磨机22、料浆池23、板框压滤机25、静置沉淀池28、清液池29、仓式蒸发器31；
板式出料机11与立式焙烧炉10的出料口相连，并通过斗式提升机12连接至焙烧渣仓13的进料口；焙烧渣仓13的出料口通过皮带称21连接至洗涤球磨机22的物料进口；洗涤球磨机22的料浆出口与料浆池23的料浆进口连接，料浆池23的料浆出口通过输送管路连接至板框压滤机25的进料口，板框压滤机25的清液出口连接至静置沉淀池28进料口，板框压滤机25还设有不溶物残渣出口；静置沉淀池28上部设有清液出口，清液出口与清液池29连接，清液池29的出液口通过管路连接至仓式蒸发器31；
仓式蒸发器31设有结晶物出料口，其通过皮带输送机四32与成品仓（稀土盐仓）33连接；还设有高温烟气入口、低温烟气出口，仓式蒸发器的高温烟气入口与水泥窑系统的余热锅炉39连接；低温烟气出口与水泥窑窑尾烟室37连接；还设有蒸发气体出口，其通过管路连接至冷凝器二35。
洗涤球磨机22、料浆池23、焙烧渣仓13、板框压滤机25、静置沉淀池28、板式出料机11均设有抽风口，其抽风口通过管路连接至焙烧炉的高温蒸汽入口，所述管路上设有高温风机，用于形成微负压。
本实施例提供的水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统的处理方法，具体包括如下步骤：
步骤（1）、废料预处理：
将含水量约20%左右的稀土抛光粉废料采用专用汽车运输进厂并卸入稀土抛光粉废料仓1（预处理车间）的堆棚内，然后用铲车送到受料斗内，受料斗底部设有皮带喂料计量秤2计量喂料。铵盐和助剂采用汽车运输进厂并分别存放于两个铵盐仓301、助剂仓302内，铵盐仓301、助剂仓302底部分别设有螺旋喂料计量秤4，通过分别按比例计量后与稀土抛光粉废料一起采用皮带输送机一5输送到双轴搅拌机6和轮辗均质机7混合均匀，之后皮带输送机二8输送至挤压成型机9，通过再用挤压成型机9制成颗粒，然后直接送到立式焙烧炉10内进行焙烧转化。
本实施例中稀土抛光粉废料：铵盐：助剂的质量比为1:1:0.05；铵盐为(NH4)2SO4；助剂为淀粉、双氧水的混合物。挤压成型机9制成的颗粒为15mm的球形颗粒。
双轴搅拌机6和轮辗均质机7采用耐酸防腐设计，均采取耐酸防腐材料制作。
步骤（2）、焙烧转化：
从步骤（1）过来的物料进入立式焙烧炉内的物料经过反应3h后形成稀土硫酸盐和其他硫酸盐的混合物，即为焙烧渣，焙烧渣经窑内冷却破碎后由板式出料机均匀卸出窑外并通过斗式提升机输送到焙烧渣仓储存，待进行下一步处理；
步骤（2）中，进入立式焙烧炉10内的物料在自身重力的作用下，从炉体上部缓慢往下部移动，物料自上而下通过蒸发、反应、烧结和冷却，形成焙烧渣。
步骤（2）中，立式焙烧炉10焙烧所需高温蒸汽从水泥窑系统的三次风管引出900-1100℃热风再掺入冷风和尾气调配成500-600℃后直接从立式焙烧炉10高温蒸汽入口1003进入炉内。
步骤（2）中，立式焙烧炉10所产生的烟气（主要成分为CO2、NH3、HF及H2O气体）通入洗涤塔14用石灰水洗涤后再用引风机15直接送入水泥窑旋风预热器作为水泥窑脱硝剂使用；烟气中的部分酸性物质与石灰水的主要成分Ca（OH）2形成的CaCO3、CaF2沉淀进入洗涤后的水溶液中，通过沉降去除固体残渣，这些残渣为水泥原料，进一步进入水泥窑系统内进行处理；
洗涤后的水溶液送至氨水池19，经氨水调节浓度后用于水泥窑系统脱硝和步骤（3）浸取分离工序中出磨泥浆的pH值调节。
立式焙烧炉10产的烟气中未吸收完的HF进入水泥窑系统内，被水泥窑大量的CaO吸收形成CaF2并作为水泥助熔剂进入水泥熟料。
立式焙烧炉10的上部蒸发室内所蒸发的自然水份，从窑体顶部排出后冷凝成液态水，作为烟气洗涤使用；不凝气体再与热风混合进入立式焙烧炉内。
步骤（3）、浸取分离：
将步骤（2）焙烧渣仓13内的焙烧渣加入2倍清水通过洗涤球磨机22进行粉磨和清洗；出磨泥浆用NH4OH调节pH值后进入料浆池23通过搅拌进一步完成稀土盐(稀土硫酸盐)的溶解；充分溶解后的耐酸污水泵一24送入板框压滤机25，经挤压液固分离后得到清液和固体不溶物（CaSO4、Al2O3、Fe2O3、SiO2等酸性或弱碱性物质）残渣；稀土盐(稀土硫酸盐)进入清液再经静置沉淀池进一步去除不溶杂质，静置沉淀池28的上部清液用耐酸污水泵二30送到仓式蒸发器31蒸发结晶，得到固态稀土硫酸盐原料；下部不溶杂质回流到料浆池23再进行板框压滤机25分离；本实施例中出磨泥浆设置两个料浆池23，进出料分开作业。
步骤（4）、水泥窑协同处理：
从步骤（3）经板框压滤机25分离得到的固体不溶物，其主要成分为CaSO4、Al2O3、Fe2O3、SiO2，送入水泥窑系统作为水泥原料使用；
步骤（3）仓式蒸发器31蒸发结晶所需要的热源采用水泥窑系统的余热锅炉39发电后的烟气（200℃左右），通过仓式蒸发器31后的烟气用排风机34再送回水泥窑窑尾烟室进行处理；仓式蒸发器31蒸发液体所产生的气体主要是水蒸气和氨气，经过冷凝器二35冷凝后回收作为洗涤球磨机22的洗涤水、洗涤塔14的的洗涤水使用，少量不凝气体再与立式焙烧炉10烟气混合送至水泥窑窑尾烟室37统一处理排放；仓式蒸发器的烟气与被蒸发液体是用钢板隔离的，烟气热量通过间接传热方式加热被蒸发液体。
上述步骤的所有装置均采取密封装置，并采用抽风机形成微负压，所有气体全部送入立式焙烧炉统一处理，防止气体和粉尘外溢，防止产生二次污染。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，
本实施例中，步骤（1）中，首先将稀土抛光粉废料干燥处理至含水量为22%后储存在稀土抛光粉废料仓内，稀土抛光粉废料：铵盐：助剂的质量比为1:2:0.5；铵盐为(NH4)2Cl；助剂为糖、活性炭的混合物；挤压成型机9制成的颗粒为20mm的球形颗粒。
步骤（2）中，立式焙烧炉内的物料经过反应4h后形成稀土氯盐和其他氯盐的混合物，即为焙烧渣；
步骤（3）中，加入3倍清水采用洗涤球磨机进行粉磨和清洗。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，
本实施例中，步骤（1）中，首先将稀土抛光粉废料干燥处理至含水量为18%后储存在稀土抛光粉废料仓内，稀土抛光粉废料：铵盐：助剂的质量比为1:1.5:0.2；铵盐为(NH4)2Cl；助剂为淀粉、活性炭的混合物；挤压成型机9制成的颗粒为10mm的球形颗粒。
步骤（2）中，立式焙烧炉内的物料经过反应1h后形成稀土氯盐和其他氯盐的混合物，即为焙烧渣；
步骤（3）中，加入2.5倍清水采用洗涤球磨机进行粉磨和清洗。
本发明采取水泥窑协同处理稀土抛光粉废料具有投资小、生产简便、安全可靠、能耗少、处理费用低、没有三废排放等特点，其主要技术优势如下：
本发明能将稀土抛光粉废料中中有用物质稀土物质95%以上转化为稀土盐类资源，其用途广泛，能实现资源化处理，符合发展循环经济的要求。
本发明设计一种废弃稀土抛光粉废料的立式焙烧炉，实现对稀土抛光粉废料中有用稀土物质的转化，得到固体稀土盐渣。这些稀土盐渣经立式焙烧炉底部的出料机构的冷却破碎后排出，经过浸取分离获得成品稀土盐。
所需要的转化剂铵盐，使用后所产生的NH3全部回收用于水泥窑脱硝，所产生的废渣全部用于水泥生产原料，所有废水实现了生产线内部循环使用，没有三废排放，不仅不会造成环境污泥，还可以大大节约转发成本。
所需要的热源采用水泥窑富余热量，不会对水泥窑系统造成影响，有利于节约能耗；所使用的设备结构简单，操作方便，工艺可靠。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统，其特征在于，包括：废料预处理系统、转化焙烧系统、浸取分离系统以及水泥窑系统；废料预处理系统、转化焙烧系统、浸取分离系统之间依次连接，转化焙烧系统、浸取分离系统分别与水泥窑系统连接；整个系统内的装置均采用密封装置，并通过抽风机形成微负压；
所述转化焙烧系统包括立式焙烧炉；所述立式焙烧炉具体包括：
炉本体，所述炉本体为由外部机壳构成的一个立式整体，包括由中间隔墙分隔而成的左炉体和右炉体；
左炉体由上往下包括蒸发室、反应室；左炉体的上部设有进料口和低温蒸汽出口；左炉体的下部设有高温蒸汽入口和固定炉箅子；右炉体包括由倾斜隔板分隔而成的上部的烟气室和下部的炉膛；物料自进料口进入自上而下通过蒸发、分解、烧结和冷却形成焙烧渣；
所述中间隔墙包括上隔墙和下隔墙，上隔墙的底端与倾斜隔板的上端面之间为上部隔墙开口，用于引出高温烟气进入烟气室；下隔墙的顶端与倾斜隔板的下端面之间为下部隔墙开口，用于焙烧渣卸出；
所述固定炉箅子倾斜设置，其一端固定在机壳上，另一端固定在下隔墙的顶端；
右炉体的烟气室通过上部隔墙开口与左炉体相连，烟气室的上部设置烟气出口；右炉体的炉膛通过下部隔墙开口与左炉体相连，炉膛右侧设有燃料入口，炉膛底部设置出渣机构和冷空气入口；
所述废料预处理系统包括依次连接的料仓、双轴搅拌机、轮辗均质机及挤压成型机；
所述料仓包括：稀土抛光粉废料仓、铵盐仓和助剂仓，所述稀土抛光粉废料仓、铵盐仓和助剂仓的底部分别设有喂料计量机构；喂料计量机构用于将稀土抛光粉废料、铵盐、助剂按比例计量；各料仓分别通过输送机构与双轴搅拌机连接；轮辗均质机的出料口通过输送机构与挤压成型机连接；
所述水泥窑系统包括：水泥窑分解炉、水泥窑窑尾烟室、水泥窑收尘系统、回转窑、余热锅炉以及五级旋风预热器、三次风管，水泥窑系统的三次风管与立式焙烧炉的高温蒸汽入口连接；
所述浸取分离系统包括：板式出料机、斗式提升机、焙烧渣仓、洗涤球磨机、料浆池、板框压滤机、静置沉淀池、清液池、仓式蒸发器；
板式出料机与立式焙烧炉的出料口相连，并通过斗式提升机连接至焙烧渣仓的进料口；焙烧渣仓的出料口通过喂料计量机构连接至洗涤球磨机的物料进口；洗涤球磨机的料浆出口与料浆池的料浆进口连接，料浆池的料浆出口通过输送管路连接至板框压滤机的进料口，板框压滤机的清液出口连接至静置沉淀池进料口，板框压滤机还设有不溶物残渣出口；静置沉淀池上部设有清液出口，清液出口与清液池连接，清液池的出液口通过管路连接至仓式蒸发器；
所述仓式蒸发器设有结晶物出料口，其通过输送机构与成品仓连接；仓式蒸发器还设有高温烟气入口、低温烟气出口，其高温烟气入口与水泥窑系统的余热锅炉连接；其低温烟气出口与水泥窑窑尾烟室连接；仓式蒸发器还设有蒸发气体出口，其通过管路连接至冷凝器。
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统，其特征在于，
所述出渣机构包括：可转动的塔式炉篦子、传动立轴、驱动机构、渣料斗、卸料管、出料口、耐磨环形钢衬；塔式炉篦子与驱动机构通过传动立轴相连；渣料斗与炉体机壳相连，渣料斗下部与卸料管相连，渣料斗上部与耐磨环形钢衬相连，卸料管连通渣料斗和出料口，冷空气入口设置在渣料斗上，冷空气入口通过穿过渣料斗的冷风管道连通至塔式炉篦子底部。
3.根据权利要求1或2所述的一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统，其特征在于，
所述固定炉箅子覆盖整个左炉体截面，所述固定炉箅子两侧边也与机壳相连；所述固定炉箅子为特种陶瓷多孔板或特种耐高温防腐不锈钢多孔板；所述固定炉箅子的倾斜角度为35-60°。
4.一种如权利要求1-3任一所述的水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统的水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤（1）、废料预处理：将稀土抛光粉废料、铵盐、助剂按比例计量，然后将物料混合均匀并挤压成型后输送至下一工序；
步骤（2）、焙烧转化：从步骤（1）过来的物料进入立式焙烧炉内的物料经过充分反应后形成稀土盐及其他盐的混合物，即为焙烧渣，焙烧渣经窑内冷却破碎后由板式出料机均匀卸出窑外并通过斗式提升机输送到焙烧渣仓储存，待进行下一步处理；
步骤（3）、浸取分离：将步骤（2）焙烧渣仓内的焙烧渣通过洗涤球磨机进行粉磨和清洗；出磨泥浆进入料浆池通过搅拌进一步完成稀土盐的溶解；充分溶解后的泥浆送入板框压滤机，经挤压液固分离后得到清液和固体不溶物残渣；稀土盐进入清液再经静置沉淀池进一步去除不溶杂质，静置沉淀池的上部清液用泵送到仓式蒸发器蒸发结晶，得到固态稀土硫酸盐或稀土氯盐原料；下部不溶杂质回流到出磨料浆池再进行板框压滤机分离；
步骤（4）、水泥窑协同处理：从步骤（3）经板框压滤机分离得到的固体不溶物送入水泥窑系统作为水泥原料使用；步骤（3）仓式蒸发器蒸发结晶所需要的热源采用水泥窑系统的余热锅炉发电后的烟气，通过仓式蒸发器后的烟气用排风机再送回水泥窑窑尾烟室进行处理；仓式蒸发器蒸发液体所产生的气体主要是水蒸气和氨气，经过冷凝器冷凝后回收作为转化渣的洗涤水使用，少量不凝气体再与立式焙烧炉烟气混合送至水泥窑窑尾烟室统一处理排放；
上述步骤的所有装置均采取密封装置，并采用抽风机形成微负压，所有气体全部送入立式焙烧炉统一处理。
5.根据权利要求4所述的水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的方法，其特征在于，
步骤（1）中，是先将稀土抛光粉废料干燥处理至含水量为18-22%后储存在稀土抛光粉废料仓内，铵盐、助剂分别储存在铵盐仓、助剂仓内；再通过各料仓底部的喂料计量机构按比例计量后通过输送机构依次输送至双轴搅拌机和轮辗均质机混合均匀，然后再用挤压成型机制成10-20mm的球形颗粒，输送至下一工序；
其中，稀土抛光粉废料：铵盐：助剂的质量比为1:1-2:0.05-0.5。
6.根据权利要求4所述的水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的方法，其特征在于，
步骤（2）中，立式焙烧炉焙烧所需高温蒸汽从水泥窑系统的三次风管引出900-1100℃热风再掺入冷风和尾气调配成500-600℃后直接从立式焙烧炉高温蒸汽入口进入炉内；
立式焙烧炉所产生的烟气通入洗涤塔用石灰水洗涤后再用引风机直接送入水泥窑旋风预热器作为水泥窑脱硝剂使用；烟气中的部分酸性物质与石灰水的主要成分Ca(OH)2形成的CaCO3、CaF2沉淀进入洗涤后的水溶液中，通过沉降去除固体残渣，这些残渣为水泥原料，进一步进入水泥窑系统内进行处理；洗涤后的水溶液送至氨水池，用氨水调节浓度后用于水泥窑系统脱硝和步骤（3）浸取分离工序中出磨泥浆的pH值调节；立式焙烧炉产的烟气中未吸收完的少量HF进入水泥窑系统内，被水泥窑大量的CaO吸收形成CaF2并作为水泥助熔剂进入水泥熟料；立式焙烧炉的上部蒸发室内所蒸发的自然水份，从窑体顶部排出后冷凝成液态水，作为烟气洗涤使用；不凝气体再与热风混合进入立式焙烧炉内。
7.根据权利要求4所述的一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的方法，其特征在于，
步骤（3）中，加入2-3倍清水采用洗涤球磨机进行粉磨和清洗，出磨泥浆用NH4OH调节pH值后进入料浆池通过搅拌并进一步完成稀土盐的溶解，出磨泥浆设置两个料浆池，进出料分开作业。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810648415.8A CN108559851B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810648415.8A CN108559851B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108559851A CN108559851A (zh) | 2018-09-21 |
| CN108559851B true CN108559851B (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=63554165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810648415.8A Active CN108559851B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108559851B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109776001B (zh) * | 2019-02-28 | 2021-08-03 | 长沙中硅环保科技有限公司 | 一种砷碱渣磨浸脱碱与水泥窑资源化协同处理系统与方法 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1188155A (zh) * | 1997-12-26 | 1998-07-22 | 清华大学 | 黑色风化矿泥氯化铵焙烧提取混合氧化稀土的方法 |
| CN1237539A (zh) * | 1999-04-29 | 1999-12-08 | 清华大学 | 一种氯化铵焙烧法分解氟碳铈矿回收碳酸稀土的方法 |
| CN1935658A (zh) * | 2006-09-25 | 2007-03-28 | 包头市图南稀土有限责任公司 | 氯化铵焙烧法分解混合稀土精矿生产氯化稀土的方法 |
| CN200958757Y (zh) * | 2006-10-19 | 2007-10-10 | 化学工业第二设计院宁波工程有限公司 | 热分解立式焚烧炉 |
| CN101560070A (zh) * | 2009-05-25 | 2009-10-21 | 四川利森建材集团有限公司 | 用有机垃圾替代部分燃煤生产水泥的工艺 |
| CN102296182A (zh) * | 2011-07-28 | 2011-12-28 | 包头市新源稀土高新材料有限公司 | 一种由废稀土研磨材料回收稀土元素的方法 |
| CN203065541U (zh) * | 2013-01-28 | 2013-07-17 | 长沙高新开发区大沅能源科技有限公司 | 高效炼钒脱碳焙烧锅炉 |
| CN103397183A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-11-20 | 韦祖森 | 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土金属氧化物的方法 |
| JP2014173188A (ja) * | 2014-02-04 | 2014-09-22 | Taiheiyo Cement Corp | 廃棄物中の有価金属回収方法 |
| CN104060111A (zh) * | 2014-07-12 | 2014-09-24 | 连云港健发磁性材料有限公司 | 一种从稀土抛光粉废渣中清晰化分段回收稀土元素的方法 |
| KR20150076347A (ko) * | 2013-12-26 | 2015-07-07 | 주식회사 포스코 | 광석으로부터 유가금속 및 희토류금속 회수장치 |
| CN104946895A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-09-30 | 包头市新世纪稀土有限责任公司 | 利用废稀土抛光粉循环再生稀土化合物方法 |
| CN108036323A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-15 | 长沙中硅水泥技术开发有限公司 | 水泥窑协同混烧垃圾飞灰与污泥制生态水泥的系统和方法 |
| CN208328078U (zh) * | 2018-06-22 | 2019-01-04 | 长沙中硅水泥技术开发有限公司 | 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统 |
-
2018
- 2018-06-22 CN CN201810648415.8A patent/CN108559851B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1188155A (zh) * | 1997-12-26 | 1998-07-22 | 清华大学 | 黑色风化矿泥氯化铵焙烧提取混合氧化稀土的方法 |
| CN1237539A (zh) * | 1999-04-29 | 1999-12-08 | 清华大学 | 一种氯化铵焙烧法分解氟碳铈矿回收碳酸稀土的方法 |
| CN1935658A (zh) * | 2006-09-25 | 2007-03-28 | 包头市图南稀土有限责任公司 | 氯化铵焙烧法分解混合稀土精矿生产氯化稀土的方法 |
| CN200958757Y (zh) * | 2006-10-19 | 2007-10-10 | 化学工业第二设计院宁波工程有限公司 | 热分解立式焚烧炉 |
| CN101560070A (zh) * | 2009-05-25 | 2009-10-21 | 四川利森建材集团有限公司 | 用有机垃圾替代部分燃煤生产水泥的工艺 |
| CN102296182A (zh) * | 2011-07-28 | 2011-12-28 | 包头市新源稀土高新材料有限公司 | 一种由废稀土研磨材料回收稀土元素的方法 |
| CN203065541U (zh) * | 2013-01-28 | 2013-07-17 | 长沙高新开发区大沅能源科技有限公司 | 高效炼钒脱碳焙烧锅炉 |
| CN103397183A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-11-20 | 韦祖森 | 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土金属氧化物的方法 |
| KR20150076347A (ko) * | 2013-12-26 | 2015-07-07 | 주식회사 포스코 | 광석으로부터 유가금속 및 희토류금속 회수장치 |
| JP2014173188A (ja) * | 2014-02-04 | 2014-09-22 | Taiheiyo Cement Corp | 廃棄物中の有価金属回収方法 |
| CN104060111A (zh) * | 2014-07-12 | 2014-09-24 | 连云港健发磁性材料有限公司 | 一种从稀土抛光粉废渣中清晰化分段回收稀土元素的方法 |
| CN104946895A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-09-30 | 包头市新世纪稀土有限责任公司 | 利用废稀土抛光粉循环再生稀土化合物方法 |
| CN108036323A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-15 | 长沙中硅水泥技术开发有限公司 | 水泥窑协同混烧垃圾飞灰与污泥制生态水泥的系统和方法 |
| CN208328078U (zh) * | 2018-06-22 | 2019-01-04 | 长沙中硅水泥技术开发有限公司 | 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108559851A (zh) | 2018-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108480360B (zh) | 回转窑熔融法飞灰全资源回收利用及尾气超净排放方法 | |
| CN108585564B (zh) | 水泥窑协同处置电解铝废渣联产双快水泥的系统及方法 | |
| CN111068612B (zh) | 利用固体废弃物制备类沸石型多孔材料的方法、类沸石型多孔材料及其应用 | |
| CN101817650A (zh) | 一种水泥窑协同处理生活垃圾焚烧飞灰的方法 | |
| CN111410446B (zh) | 一种回转窑资源化处理铝工业固废的方法及生产系统 | |
| CN212349844U (zh) | 一种飞灰水洗脱盐联合高温熔融处置的系统 | |
| CN111100719A (zh) | 一种水洗飞灰衍生燃料制备方法 | |
| CN111499348A (zh) | 一种烧结砖的生产工艺 | |
| CN116689445A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰脱毒的系统与方法 | |
| CN113913618A (zh) | 一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法及系统 | |
| CN114054469A (zh) | 一种铝灰无害化处理并资源再生利用方法及系统 | |
| CN113353956A (zh) | 一种飞灰水洗脱盐联合水泥窑协同处置的系统和方法 | |
| CN109748526B (zh) | 一种水泥窑资源化协同处置砷碱渣工艺系统与方法 | |
| CN109776001B (zh) | 一种砷碱渣磨浸脱碱与水泥窑资源化协同处理系统与方法 | |
| CN116283094A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰和富硅废弃物的协同处理方法与系统 | |
| CN108559851B (zh) | 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统与方法 | |
| CN208545315U (zh) | 水泥窑协同处置电解铝废渣联产双快水泥的系统 | |
| CN114517915A (zh) | 一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统及工艺方法 | |
| CN108679628B (zh) | 水泥窑旁路焚烧处置铝电解槽大修渣的系统与方法 | |
| CN208328078U (zh) | 一种水泥窑协同处置稀土抛光粉废料的系统 | |
| CN116496071A (zh) | 一种飞灰低碳陶粒及其制备方法和生产系统 | |
| CN111282961A (zh) | 网带式悬浮组合还原炉处置钢铁厂收尘灰系统及方法 | |
| CN212356565U (zh) | 一种飞灰水洗脱盐联合水泥窑协同处置的系统 | |
| CN216175281U (zh) | 用于垃圾焚烧飞灰资源化利用的处置装置 | |
| CN213495622U (zh) | 一种铝灰脱氨装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 224, Building D, Lugu Business Center, No. 199 Lugu Lulong Road, High tech Development Zone, Changsha City, Hunan Province, 410075 Applicant after: Changsha Zhongsi Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: 410075 No. d-244, Lugu coordinate, No. 199, Lugu Lulong Road, high tech Zone, Changsha City, Hunan Province Applicant before: CHANGSHA ZHONGGUI CEMENT TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |