CN111411219A - 一种稀土精矿低温酸化焙烧方法及装置 - Google Patents

一种稀土精矿低温酸化焙烧方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稀土精矿低温酸化焙烧方法及装置，经干燥的稀土精矿和铁精粉混合后进入外置恒温混合器；浓硫酸与稀土精矿送入外置恒温混合器；充分混合后的混酸生料送入间热式回转酸化器酸化反应，酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端进行第二次充分混合，一部分排出；混合后的一部分返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，一部分排出；酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统。本发明尾气处理量小，热效率高，温控精确，硫酸消耗量小，解决了筒体进料端结疤、结圈现象。

Description

一种稀土精矿低温酸化焙烧方法及装置
技术领域
本发明涉及一种稀土精矿低温酸化焙烧方法及装置，属于稀土冶炼技术领域。
背景技术
稀土是一组典型的金属元素，其之所以异常珍贵，不仅因为储存稀少、不可再生、分离提纯和加工难度较大，更因为其广泛应用于农业、工业、军事等行业，是新材料制造的关键性资源。我国稀土储量占全世界总储量80％以上，是全世界稀土材料的主要来源。
混合型稀土主要有酸化和碱法两种处理工艺。碱法工艺由于运行成本高、稀土收率较酸法低等弊端很少使用。目前普遍采用高温硫酸焙烧法即第三代酸法，使用的装置为内热式回转窑，此法生产成本较低，原料适应性强，在近年来得到了广泛的应用，也取得了一定的经济效益。
采用内热式硫酸高温焙烧法，即第三代高温硫酸法还存在以下不足：
1)采用内热式加热工艺，加热烟气和工艺尾气混合，造成尾气量大，尾气处理成本高、难度大，且大量余热被尾气带走，装置整体热效率低。同时，由于尾气量大，造成炉体内气速较大，大量的粉末状原料随尾气被带走，使原料的损耗较大。
2)内热式反应温度不容易控制，反应温度过高时，部分硫酸在反应过程中发生分解，使尾气中二氧化硫含量增多，增加了尾气处理的难度，且硫酸消耗量增多。
3)稀土精矿中一些杂质成分在焙烧过程中形成低温共熔物在进料端发生结疤、结圈现象，导致生产无法连续化。为了减轻窑头结疤、结圈现象，工艺操作时加入大量的硫酸进行冲洗，导致硫酸严重过量。
4)采用内热式加热工艺，导致加热烟气中的水分被浓硫酸吸收，对设备腐蚀加剧，循环酸浓度低，浓缩费用高。
5)浓硫酸、稀土精矿在窑内依靠窑体转动混合，窑内无专门的混合设备，物料混合均匀性不足，导致物料反应不充分，稀土精矿分解率较低。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种稀土精矿低温酸化焙烧方法和装置，浓硫酸、稀土精矿混合均匀，稀土精矿分解率高；尾气量小、能耗低、循环酸浓度高；酸化温度控制精确、物料受热均匀，无硫酸二次分解为二氧化硫反应发生，浓硫酸消耗量小；装置生产连续性好，无结疤、结圈现象。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
本发明提供一种稀土精矿低温酸化焙烧方法，包括以下步骤：
1)经过干燥的稀土精矿和铁精粉以质量比为(10～12):1的比例混合后，进入外置恒温混合器；
2)按照浓硫酸与稀土精矿的质量比为1：(1.0～1.3)的比例将浓硫酸送入外置恒温混合器或直接送入间热式回转酸化器；
3)稀土精矿与浓硫酸在外置恒温混合器中充分混合后的混酸生料送入间热式回转酸化器，进行酸化反应，其中间热式回转酸化器采用间接加热方式，加热烟气与物料不接触，工艺尾气与加热烟气不混合；
4)酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出；
5)返回间热式回转酸化器进料端的稀土酸化熟料与混酸生料通过筒体进料端设置的破碎螺旋和自由螺旋进行第二次充分混合，混合后的物料在间热式回转酸化器中发生酸化反应后，一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，酸化熟料质量为稀土精矿进料量的2～8倍；一部分从间热式回转酸化器的出料口排出；
6)酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统。
进一步，本发明方法中：
所述步骤1)中，稀土精矿是经过选矿处理后的混合型稀土精矿，粒度为200～600目；干燥后的铁精粉中Fe≥66％；水分≤1％；ZnO≤0.11％。
所述步骤3)中，外置恒温混合器的混料温度为30～60℃；
所述步骤3)和5)中，酸化反应物料温度控制在180～320℃，压力为-2000Pa～2000Pa，酸化熟料的分解率为90～98％。
本发明进而提供一种上述方法采用的一种稀土精矿低温酸化焙烧装置，包括料仓、浓硫酸高位槽、外置恒温混合器、间热式回转酸化器和尾气处理系统；所述料仓和浓硫酸高位槽连接外置恒温混合器；所述外置恒温混合器连接间热式回转酸化器；所述间热式回转酸化器连接尾气处理系统；
所述间热式回转酸化器为外混型间热式回转酸化器或内混型间热式酸化反应器。
进一步，本发明装置中：
所述外置恒温混合器包括驱动机构、恒温混合器本体、混料机构、恒温机构、进料口和出料口；所述恒温混合器本体上设驱动机构连接的至少一个混料轴，混料轴上设有若干个倾斜分布的混料叶片，在恒温混合器本体上下方分别设有进出料口，在恒温混合器本体夹层中连通有循环水出水和循环水进水，循环水进水端连接一个恒温机构；所述混料叶片和混料轴为相互连通的空心结构。
所述间热式回转酸化器包括筒体、支撑装置、滚圈、大齿圈、夹套装置、进料密封、出料密封、传动装置、外置恒温混合器、酸化熟料反向输送机构、出料螺旋输送机，所述筒体通过支撑装置上的滚圈支撑，传动装置通过小齿轮啮合大齿圈传动带动筒体转动；在夹套装置上设有进出风口。
所述筒体前端设有外置恒温混合器和清灰出气装置，外置恒温混合器和清灰出气装置与筒体之间通过进料密封连接；筒体尾部端设有出料螺旋输送机，出料螺旋输送机与筒体之间通过出料密封连接。
所述筒体内部设有酸化熟料反向输送机构或筒体外壁上设有螺旋形返料通道，所述酸化熟料反向输送机构设有内部螺旋；所述螺旋形返料通道设在夹套装置内。
所述筒体前端设置进料输送机和出气箱，出气箱上设置出气管，出气管上设进酸口。
在筒体内部前端设有破碎螺旋、自由螺旋或破碎螺旋与自由螺旋组合；筒体内壁设有若干排环向分布的抄板，各抄板间隔分布，相邻排之间抄板错位分布；筒体末端设有提料板，其上设有加强板。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
(1)由于间热式回转酸化器采用间热式加热方式，加热烟气和工艺尾气不混合，尾气量小，大大降低了尾气处理难度，而且酸化器气速低，粉尘量小。加热烟气循环利用，装置整体热效率高，温度控制精确，避免了由于局部过热造成硫酸二次分解使尾气中二氧化硫含量增加、硫酸消耗量大的弊端。
本发明可以用浓硫酸外部混合方式或浓硫酸内部混合方式。
(2)由于间热式回转酸化器设置了酸化熟料反向输送装置以及筒体前段设置破碎螺旋和自由螺旋，有效的解决了筒体进料端发生结疤、结圈现象，生产连续性好。
(3)由于间热式回转酸化器采用间热式加热方式，加热烟气与工艺尾气不混合，避免了加热烟气中的水分被浓硫酸吸收，导致浓硫酸浓度降低，设备腐蚀严重，且循环酸浓度低的弊端。
(4)设置了专门的外置恒温混合器，物料混合均匀，反应充分，稀土精矿分解率达90～98％。考虑稀土精矿和浓硫酸在常温下就会发生反应，放出大量热量，故外置恒温混合器需要设置了循环水恒温机构，能够将反应热导出，避免由于外置恒温混合器内物料温度升高，反应加快，导致物料发生结疤、结块现象堵塞外置恒温混合器。
(5)由于采用了浓度为90～98％的浓硫酸，浓硫酸和稀土精矿的质量比为1：(1.0～1.3)的配比，循环酸量小，装置能耗低。
(6)由于外置恒温混合器的混料温度为30～60℃，防止物料在外置恒温混合器中剧烈反应，发生结疤、结块现象堵塞外置恒温混合器。
(7)由于酸化反应物料温度控制在180～320℃，既避免了硫酸的大量挥发及分解，又能使物料充分反应；设置外置恒温混合器、破碎螺旋和自由螺旋等专门的混料设备，物料混合均匀，反应充分，酸化熟料的分解率为90～98％。
(8)由于通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端的酸化熟料质量为稀土精矿进料量的2～8倍，有效的解决了物料反应过程的结疤、结圈现象。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1(a)是本发明的浓硫酸外部混合方案工艺流程图；
图1(b)是本发明的浓硫酸内部混合方案工艺流程图；
图2是本发明外置恒温混合器结构示意图；
图3是本发明用于稀土精矿酸化焙烧的外混型间热式回转酸化器的结构示意图；
图4是本发明用于稀土精矿酸化焙烧的内混型间热式回转酸化器的结构示意图；
图5是筒体装置结构示意图；
图6是出料密封装置结构示意图；
图7是外壁返料筒体装置结构示意图。
图中附图标记表示为：101、料仓；102、浓硫酸高位槽；103、外置恒温混合器；104、外混型间热式回转酸化器；105、尾气处理系统；106、内混型间热式回转酸化器。
301、驱动机构；302、进料口；303、恒温混合器本体；304、混料轴；305、混料叶片；306、恒温机构；307、出料口。
1、限位装置；2、传动装置；4、清灰出气装置；5、大齿圈；6、滚圈Ⅰ；7、夹套密封；8、夹套Ⅰ；9、夹套Ⅱ；10、夹套Ⅲ；11、出风口；12、滚圈Ⅱ；13、出料密封；14、出料支架；15、出料螺旋输送机；16、出料小车；17、支撑装置；18、支座；19、酸化熟料反向输送机构；20、进风口；21、筒体；22、破碎螺旋；23、自由螺旋；24、抄板；25、提料板；26、加强板；27、动环支撑架；28、动环；29、静环；30、静环支撑架；31、膨胀节；32、气缸；33、支架；34、滚动支撑底座；35、滚动支撑；36、油槽；37、进料密封；38、出料口；39、进料螺旋输送机；40、出气管；41、进酸口；42、螺旋形返料通道。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1(a)所示，为本发明稀土精矿低温酸化焙烧装置，包括料仓101、浓硫酸高位槽102、外置恒温混合器103、外混型间热式回转酸化器104和尾气处理系统105；其中料仓101和浓硫酸高位槽102连接外置恒温混合器103；外置恒温混合器103连接外混型间热式回转酸化器；外混型间热式回转酸化器连接尾气处理系统105。
如图1(b)所示，本发明装置可以在间热式回转酸化器端不设置外置恒温混合器103，而由进料输送机代替，稀土精矿直接由进料输送机送入内混型间热式回转酸化器106。浓硫酸通过出气管上设置的进酸口喷淋进入内混型间热式酸化反应器106，浓硫酸需要洒落在酸化熟料反向输送机构送至筒体进料端的酸化熟料料面上；稀土精矿、浓硫酸和酸化熟料通过破碎螺旋和自由螺旋充分混合均匀。
如图2所示，外置恒温混合器103包括驱动机构301、恒温混合器本体303、混料机构(混料轴304、混料叶片305)、恒温机构306、进料口302和出料口307。其中，在恒温混合器本体303上装有一个由驱动机构301输出轴连接的混料轴304，混料轴可以是1个或多个，混料机构通过驱动机构做旋转运动，使物料混合均匀。混料轴304上装有若干个倾斜分布的混料叶片305，混料叶片和混料轴为空心式，且混料叶片和混料轴内部是连通的。在恒温混合器本体303上下方分别设有进出料口，恒温混合器本体303为夹层式，循环水出水和循环水进水分别自恒温混合器本体303壳体通入其夹层中。循环水进水端连接一个恒温机构306。
恒温机构由安装于外置恒温混合器出料口的测温元件、冷却介质控制阀组成；冷却介质可通入壳体夹层、混料叶片和混料轴空心内，快速导出物料混合时的反应热，维持物料混合温度，防止物料剧烈反应，发生结疤、结块现象堵塞外置恒温混合器。
如图3所示，上述的间热式回转酸化器为外混型间热式回转酸化器104，包括筒体21、支撑装置17、滚圈Ⅰ6和滚圈Ⅱ12、大齿圈5、夹套装置(夹套Ⅰ8、夹套Ⅱ9、夹套Ⅲ10)、密封装置(进料密封37、出料密封13)、传动装置2、进料装置和出料装置(外置恒温混合器3、酸化熟料反向输送机构19、出料螺旋输送机15)，筒体21通过支撑装置17上的滚圈Ⅰ6、Ⅱ12支撑，传动装置2上通过小齿轮啮合大齿圈5传动带动筒体21转动。大齿圈5通过限位装置1定位。在夹套装置(夹套Ⅰ8、夹套Ⅱ9、夹套Ⅲ10)上设有进风口20和出风口11。筒体21上还设有支座18。
筒体21前端设有外置恒温混合器3和清灰出气装置4，外置恒温混合器3和清灰出气装置4与筒体21之间通过进料密封37连接；筒体21尾部端设有出料螺旋输送机15，出料螺旋输送机15与筒体21之间通过出料密封13连接。筒体21内部设有酸化熟料反向输送机构19，酸化熟料反向输送机构19设有内部螺旋。出料螺旋输送机15上设有出料口38，物料从出料口38排出，进入下一道工序。
通过酸化熟料反向输送机构19内部螺旋，将反应后的稀土酸化熟料输送到进料端，与进入筒体21前端的粘稠状态的稀土酸化生料混合，形成不易结疤、结圈且腐蚀性较轻的松散物料，减少粘稠状态物料的结疤、结圈和强酸介质与筒体内壁接触，从而防止结疤、结圈和减轻腐蚀，保证物料在筒体内的流动顺畅。酸化熟料反向输送机构19返料的同时还带来大量热量，使反应物料活性增强，快速升温，提高物料的反应速度，改变了物料的形态。该酸化熟料反向输送机构19在本实施例中为有轴内螺旋结构，还可以做成无轴内螺旋结构，或两者混合搭配的结构。
出料螺旋输送机15与筒体21之间通过出料密封13连接；出料密封13具有良好的密封性能，能够有效防止筒体21内部有害气体及粉尘溢出污染环境，并减少硫酸的消耗量，节约生产成本。出料密封13由出料支架14支撑，出料密封13、出料支架14、出料螺旋输送机15设置在出料小车16上，以便在设备检修时整体拉出。
其中，传动装置2中的主电机采用变频调速电机，可以适应不同工况条件下对筒体21转速的要求。
夹套Ⅰ8、夹套Ⅱ9、夹套Ⅲ10上设有多处用来测量热风温度的测温装置；测温装置由无线温度传感器和无线温度接收仪组成，可以精确地测量夹套内热风的温度，并将温度信息反馈到中控室，通过反馈的温度信息，及时调整各段夹套内部通过的热风风量，使物料在合理的反应温度下充分反应。
夹套Ⅰ8、夹套Ⅱ9、夹套Ⅲ10上设有一个或多个进风口20和出风口11；载热气体从进风口20进入夹套装置与筒体21以及夹套密封7形成的热风通道里，间接地对物料加热；夹套装置采用内外复合保温结构，安装、维修简单方便。夹套装置两端的夹套密封7有效的防止热风溢出，降低热量损失。通过循环的载热气体间接的对筒体内物料进行加热，环形热风通道上的密封装置可以减少热量损失。
如附图4相对附图3所示的结构，为本发明另一种实施方式，在间热式回转酸化器端可以不设置外置恒温混合器，由进料输送机代替，稀土精矿直接由进料输送机送入内混型间热式回转酸化器；内混型间热式酸化反应器筒体21前端设置进料螺旋输送机39和出气箱，出气箱上设置出气管40，出气管40上设进酸口41。浓硫酸通过出气管上设置的进酸口喷淋进入内混型间热式酸化反应器，浓硫酸需要洒落在酸化熟料反向输送机构送至筒体进料端的酸化熟料料面上，稀土精矿、浓硫酸和酸化熟料通过破碎螺旋和自由螺旋充分混合均匀。
如图5所示，为筒体结构示意图，在筒体21内部前端设有破碎螺旋22或自由螺旋23，或者两者的组合形式，筒体21内壁设有若干排环向分布的抄板24，各抄板24间隔分布，相邻排之间抄板24错位分布；筒体21末端设有提料板25，其上设有加强板26。
破碎螺旋22和自由螺旋23可以破碎结块物料，还能防止物料结疤、结圈，同时还有搅拌物料的作用，使稀土精矿和硫酸混料均匀混合且快速进入筒体21内反应段。抄板24分布在筒体21内部后端，可以促进物料与筒体之间的换热，并降低物料对筒体21的磨损，提高设备使用寿命。加强板26可以保证提料板25的强度，提料板25能有效地将物料送入出料螺旋输送机15。
在筒体内设有破碎螺旋和自由螺旋的两者组合形式，也可只用破碎螺旋来替代两者组合使用的形式，或者只使用自由螺旋来替代两者组合的形式，搅拌混料防止物料粘结粘壁。
如图6所示，为出料密封装置结构示意图，出料密封13主要由动环28和静环29组成，动环28固定在动环支撑架27上，设备运转时随筒体21一起转动；静环29固定在静环支撑架30上，静环支撑架30固定在出料小车6的支架33上，在支架33上设有气缸32，气缸32连接到静环支撑架30上，在支架33与静环支撑架30之间设有膨胀节31，可以通过膨胀节31的拉伸或压缩来弥补筒体21在热态或冷态的伸长或回缩量。静环支撑架30上设有滚动支撑35，用来支撑静环29和静环支撑架30，滚动支撑35固定在出料小车16的滚动支撑底座34上，在滚动支撑35的连接板上设有油槽36，用来回收润滑动环28和静环29的多余油脂，以便循环利用。
出料密封可以使用动静环密封和鱼鳞密封两种组合方式，或只有动静环密封。
如图7所示，为本发明酸化熟料反向输送机构19的另一种实施方式，在筒体的外壁上设有螺旋形返料通道42，夹套装置包覆在螺旋形返料通道42外部。
采用本发明上述装置可以进行稀土精矿低温酸化焙烧过程：
(1)经过干燥的稀土精矿和铁精粉以质量比为(10～12):1的比例混合后，进入外置恒温混合器103；其中，选用稀土精矿是经过选矿处理后的混合型稀土精矿，粒度为200～600目；非稀土杂质含量S≤2.86％；F≤10.60％；Ba≤1.11％；Th≤0.07；Fe≤3.98；Si≤1.07；Ca≤11.51；Mg≤0.26；P≤4.17；水分≤1.18％。干燥后的铁精粉中Fe≥66％；水分≤1％；ZnO≤0.11％。
(2)按照浓度为90～98％的浓硫酸与稀土精矿的质量比为1：(1.0～1.3)的比例将浓硫酸送入外置恒温混合器103，混合温度控制为40～60℃；或直接进入內混型间热式回转酸化器106。
(3)稀土精矿与浓硫酸在外置恒温混合器103中充分混合，混料温度为30～60℃，混合后的混酸生料送入外混型间热式回转酸化器104，进行酸化反应，酸化反应物料温度控制在180～320℃，压力为-2000Pa～2000Pa，其中间热式回转酸化器采用间接加热方式，加热烟气与物料不接触，工艺尾气与加热烟气不混合。
(4)酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过酸化熟料反向输送机构返回外混型间热式回转酸化器104进料端，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出。其中返回的稀土酸化熟料质量为稀土精矿进料量的2～8倍，酸化熟料的分解率为90～98％。
(5)返回间热式回转酸化器进料端的稀土酸化熟料与混酸生料通过筒体进料端设置的破碎螺旋和自由螺旋进行第二次充分混合，混合后的物料在间热式回转酸化器中发生酸化反应，酸化反应物料温度控制在180～320℃，压力为-2000Pa～2000Pa，酸化反应后一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出。
(6)酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统105。
下面通过不同的实施例来进一步说明本发明。
实施例1
(1)经过干燥的稀土精矿和铁精粉以10:1的比例组成混合料送入料仓101，经精确计量后进入外置恒温混合器103。
其中干燥后的稀土精矿粒度为500目，组成如下：
Figure BDA0002463975250000111
其中干燥后的铁精粉的组成Fe含量≥66％；水分≤1％；ZnO≤0.11％。
(2)浓度98.3％浓硫酸送入浓硫酸高位槽102，以质量比为稀土精矿：浓硫酸＝1:1.1的比例进入外置恒温混合器103，混合温度控制为40～45℃。
(3)稀土精矿和铁精粉混合料和浓硫酸在外置恒温混合器103中充分混合混料温度为60℃，混合后的混酸生料送入外混型间热式回转酸化器104，酸化反应温度为220～250℃，压力为-500Pa～500Pa。
(4)酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过酸化熟料反向输送机构19返回外混型间热式回转酸化器104进料端，一部分从外混型间热式回转酸化器的出料口38排出，其中返回的稀土酸化熟料质量为稀土精矿进料量的5倍，酸化熟料的分解率为93.2％。
(5)返回间热式回转酸化器进料端的稀土酸化熟料与混酸生料通过筒体进料端设置的破碎螺旋和自由螺旋进行第二次充分混合，混合后的物料在间热式回转酸化器中发生酸化反应后，一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出。
(6)酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统。
实施例2
经过干燥的稀土精矿和铁精粉以10:1的比例组成混合料送入料仓101。
其中干燥后的稀土精矿粒度为200目，的组成如下：
Figure BDA0002463975250000121
其中干燥后的铁精粉的组成Fe含量≥66％；水分≤1％；ZnO≤0.11％。
(2)浓度98.3％浓硫酸送入浓硫酸高位槽102，以质量比为稀土精矿：浓硫酸＝1:1.0的比例进入內混型间热式回转酸化器106，本实施例的内混型间热式回转酸化器106如附图4，酸化反应温度为180～250℃，压力为-2000Pa～1000Pa。
(3)酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过酸化熟料反向输送机构19返回內混型回转稀土酸化器106进料端，一部分从內混型回转稀土酸化器106的出料口38排出，其中返回的稀土酸化熟料质量为稀土精矿进料量的3倍，酸化熟料的分解率为92.8％。
(4)返回间热式回转酸化器进料端的稀土酸化熟料与混酸生料通过筒体进料端设置的破碎螺旋和自由螺旋进行第二次充分混合，混合后的物料在间热式回转酸化器中发生酸化反应后，一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出。
(5)酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统。
实施例3
(1)经过干燥的稀土精矿和铁精粉以11:1的比例组成混合料送入料仓101，经精确计量后进入外置恒温混合器103。
其中干燥后的稀土精矿600目，的组成如下：
Figure BDA0002463975250000131
其中干燥后的铁精粉的组成Fe含量≥66％；水分≤1％；ZnO≤0.11％。
(2)浓度97％浓硫酸送入浓硫酸高位槽102，以质量比为稀土精矿：浓硫酸＝1:1.2的比例进入外置恒温混合器103，混合温度控制为45～60℃。
(3)稀土精矿和铁精粉混合料和浓硫酸在外置恒温混合器103中充分混合后的混酸生料送入外混型间热式回转酸化器104，酸化反应温度为250～300℃，压力为1000Pa～2000Pa。
(4)酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过螺旋形返料通道42返回外混型间热式回转酸化器104进料端，一部分从外混型间热式回转酸化器的出料口38排出，其中返回的稀土酸化熟料质量为稀土精矿进料量的4倍，酸化熟料的分解率为94.6％。
(5)返回间热式回转酸化器进料端的稀土酸化熟料与混酸生料通过筒体进料端设置的破碎螺旋和自由螺旋进行第二次充分混合，混合后的物料在间热式回转酸化器中发生酸化反应，反应物料温度控制在180～320℃，压力为1000Pa～2000Pa，酸化后一部分通过螺旋形返料通道42返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出。
(6)酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统。
本实施例采用外壁返料筒体装置，在筒体21外壁上设有螺旋形返料通道42，在筒体21前端设有破碎螺旋22和自由螺旋23。
实施例4
(1)经过干燥的稀土精矿和铁精粉以12:1的比例组成混合料送入料仓101。
其中干燥后的稀土精矿粒度为200目，的组成如下：
Figure BDA0002463975250000141
其中干燥后的铁精粉的组成Fe含量≥66％；水分≤1％；ZnO≤0.11％。
(2)浓度98％浓硫酸送入浓硫酸高位槽102，以质量比为稀土精矿：浓硫酸＝1:1.3的比例进入內混型间热式回转酸化器106，酸化反应温度为280～320℃，压力为-1800Pa～1000Pa。
(3)酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过螺旋形返料通道42返回外混型间热式回转酸化器104进料端，一部分从外混型间热式回转酸化器的出料口38排出，其中返回的稀土酸化熟料质量为稀土精矿进料量的8倍，酸化熟料的分解率为98％。
(4)返回间热式回转酸化器进料端的稀土酸化熟料与混酸生料通过筒体进料端设置的破碎螺旋和自由螺旋进行第二次充分混合，混合后的物料在间热式回转酸化器中发生酸化反应后，一部分通过螺旋形返料通道42返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出。
(5)酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统。
本实施例筒体21内部设有螺旋形返料通道42，该机构设置在筒体21外壁上，通过其内部螺旋通道，该酸化熟料反向输送机构19在本实施例中为筒体外壁上设置螺旋形返料通道。本实施例外壁返料筒体装置在筒体21外壁上设有螺旋形返料通道42，在筒体21前端设有破碎螺旋22和自由螺旋23。
通过本发明得到的稀土精矿分解率最低为92.8％，优于现有技术。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种稀土精矿低温酸化焙烧方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)经过干燥的稀土精矿和铁精粉以质量比为(10～12):1的比例混合后，进入外置恒温混合器；
2)按照浓硫酸与稀土精矿的质量比为1：(1.0～1.3)的比例将浓硫酸送入外置恒温混合器或直接送入间热式回转酸化器；
3)稀土精矿与浓硫酸在外置恒温混合器中充分混合后的混酸生料送入间热式回转酸化器，进行酸化反应，其中间热式回转酸化器采用间接加热方式，加热烟气与物料不接触，工艺尾气与加热烟气不混合；
4)酸化反应生成的稀土酸化熟料一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端，一部分从间热式回转酸化器的出料口排出；
5)返回间热式回转酸化器进料端的稀土酸化熟料与混酸生料通过筒体进料端设置的破碎螺旋和自由螺旋进行第二次充分混合，混合后的物料在间热式回转酸化器中发生酸化反应后，一部分通过酸化熟料反向输送机构返回间热式回转酸化器进料端与混酸生料混合，酸化熟料质量为稀土精矿进料量的2～8倍；一部分从间热式回转酸化器的出料口排出；
6)酸化反应生成的尾气通过间热式回转酸化器出气口排出，进入尾气处理系统。
2.根据权利要求1所述的一种稀土精矿低温酸化焙烧方法，其特征在于，所述步骤1)中，稀土精矿是经过选矿处理后的混合型稀土精矿，粒度为200～600目；干燥后的铁精粉中Fe≥66％；水分≤1％；ZnO≤0.11％。
3.根据权利要求1所述的一种稀土精矿低温酸化焙烧方法，其特征在于，所述步骤3)中，外置恒温混合器的混料温度为30～60℃；
所述步骤3)和5)中，酸化反应物料温度控制在180～320℃，压力为-2000Pa～2000Pa，酸化熟料的分解率为90～98％。
4.一种权利要求1-3任一项所述方法采用的稀土精矿低温酸化焙烧装置，其特征在于，包括料仓(101)、浓硫酸高位槽(102)、外置恒温混合器(103)、间热式回转酸化器(104)和尾气处理系统(105)；所述料仓(101)和浓硫酸高位槽(102)连接外置恒温混合器(103)；所述外置恒温混合器(103)连接间热式回转酸化器(104)；所述间热式回转酸化器(104)连接尾气处理系统(105)；
所述间热式回转酸化器(104)为外混型间热式回转酸化器或内混型间热式酸化反应器。
5.根据权利要求4所述的稀土精矿低温酸化焙烧装置，其特征在于，所述外置恒温混合器(103)包括驱动机构(301)、恒温混合器本体(303)、混料机构、恒温机构(306)、进料口(302)和出料口(307)；所述恒温混合器本体(303)上设驱动机构(301)连接的至少一个混料轴(304)，混料轴(304)上设有若干个倾斜分布的混料叶片(305)，在恒温混合器本体(303)上下方分别设有进出料口，在恒温混合器本体(303)夹层中连通有循环水出水和循环水进水，循环水进水端连接一个恒温机构(306)；
所述混料叶片(305)和混料轴(304)为相互连通的空心结构。
6.根据权利要求4所述的稀土精矿低温酸化焙烧装置，其特征在于，所述间热式回转酸化器(104)包括筒体(21)、支撑装置(17)、滚圈(Ⅰ6、Ⅱ12)、大齿圈(5)、夹套装置(Ⅰ8、Ⅱ9、Ⅲ10)、进料密封(37)、出料密封(13)、传动装置(2)、外置恒温混合器(103)、酸化熟料反向输送机构(19)、出料螺旋输送机(15)，所述筒体(21)通过支撑装置(17)上的滚圈(Ⅰ6、Ⅱ12)支撑，传动装置(2)通过小齿轮啮合大齿圈(5)传动带动筒体(21)转动；在夹套装置上设有进出风口。
7.根据权利要求4所述的稀土精矿低温酸化焙烧装置，其特征在于，所述筒体(21)前端设有外置恒温混合器(103)和清灰出气装置(4)，外置恒温混合器(3)和清灰出气装置(4)与筒体(21)之间通过进料密封(37)连接；筒体(21)尾部端设有出料螺旋输送机(15)，出料螺旋输送机(15)与筒体(21)之间通过出料密封(13)连接。
8.根据权利要求4所述的稀土精矿低温酸化焙烧装置，其特征在于，所述筒体(21)内部设有酸化熟料反向输送机构(19)或筒体(21)外壁上设有螺旋形返料通道(42)，所述酸化熟料反向输送机构(19)设有内部螺旋；所述螺旋形返料通道(42)设在夹套装置内。
9.根据权利要求4所述的稀土精矿低温酸化焙烧装置，其特征在于，所述筒体(21)前端设置进料输送机和出气箱，出气箱上设置出气管(40)，出气管(40)上设进酸口(41)。
10.根据权利要求4所述的稀土精矿低温酸化焙烧装置，其特征在于，在筒体(21)内部前端设有破碎螺旋(22)、自由螺旋(23)或破碎螺旋(22)与自由螺旋(23)组合；筒体(21)内壁设有若干排环向分布的抄板(24)，各抄板(24)间隔分布，相邻排之间抄板(24)错位分布；筒体(21)末端设有提料板(25)，其上设有加强板(26)。
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