CN115449651A - 一种稀土原矿溶解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种稀土原矿溶解方法，涉及稀土分离技术领域。该一种稀土原矿溶解方法，包括以下制取步骤：S1：在对稀土原矿物进行溶解之前，需要将稀土原矿物和碳粉进行多次的反复过筛处理，将稀土原矿物和碳粉之中的颗粒物杂质进行去除，提高稀土原矿和碳粉的质量和细腻性；S2：在对稀土原矿物进行加工处理的时候。通过将稀土原矿物和碳粉进行混合，然后通过双螺杆挤出机将其进行制成固体团状或者颗粒状，之后通过竖式氯化炉进行加热升温的同时向炉内通入氯气，使其在炉内根据不通过氯化物沸点的差异生成三种不同的产物，对产生的三废可以进行单独的分离处理，可选择性强，便于对稀土原矿物进行溶解操作作业。
Description
技术领域
本发明涉及稀土分离技术领域，具体为一种稀土原矿溶解方法。
背景技术
稀土矿在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分，这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳饰矿等，作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和稀有金属矿物中，这类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等，呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间，这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物，这类状态的稀土元素很容易提取。
酸分解法包括硫酸、盐酸和氟氢酸分解等，硫酸分解法适用于处理磷酸盐矿物和氢碳酸盐矿物，盐酸分解法应用有限，只适于处理硅酸盐矿物，氢氟酸分解法适于分解银钮酸盐矿物，酸分解法的特点是分解矿物能力强，对精矿品位、粒度要求不严，适用而广，但选择性差，腐蚀严重，操作条件差，三废较多，因此本领域技术人员提出了一种稀土原矿溶解方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种稀土原矿溶解方法，解决了传统处理方法适用性差、腐蚀情况严重、可选择性校、产生的三废问题较多的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种稀土原矿溶解方法，包括以下制取步骤：
S1：在对稀土原矿物进行溶解之前，需要将稀土原矿物和碳粉进行多次的反复过筛处理，将稀土原矿物和碳粉之中的颗粒物杂质进行去除，提高稀土原矿和碳粉的质量和细腻性；
S2：在对稀土原矿物进行加工处理的时候，首先将按照规定比例向混合容器之中进行添加稀土氧化物和碳粉，然后向反应容器之中进行添加一定比例的水，并采用搅拌装置将其进行充分搅拌混合；
S3：将制取之后的稀土氧化物和碳粉的混合物添加到双螺杆挤出机之内，通过双螺杆挤出机将其制成团状或者颗粒状，并需要保证其一定的含水率；
S4：将通过双螺杆挤出机制成的团状或者颗粒状的稀土氧化物和碳粉混合物放置于竖式氯化炉之内，并且将其进行升温加热；
S5：待竖式铝化炉升温到一定的情况之后，向竖式氯化炉内进入通入氯气，竖式氯化炉之内根据生成不同氯化物的沸点差异，可同时得到三种产物：稀土、钙、钡等金属氯化物；
S6：竖式氯化炉之中生成的呈熔体状流入氯化物溶盐接收器，低沸点的氯化物为气态产物，从熔岩中挥发后，然后将其收集在冷凝器内之中，之后将其在进行综合回收，未分解的稀土矿物质与碳渣等高沸点成分则为残渣进行后续的集中收集处理。
优选的，所述S1中对稀土原矿物和碳粉进行反复过筛的时候，第一次过筛的筛目大小为500目，第二过筛的筛目大小为400目，通过多重的反复过筛处理可以保证稀土原矿物和碳粉的质量与细腻性。
优选的，所述S2中稀土氧化物和碳粉的比例为8:1，所述稀土氧化物和碳粉混合物与水的比例12:1.4，所述对反应容器之中的制备物进行搅拌的时候搅拌速度为400r/min，搅拌时间为1-2小时。
优选的，所述S3中双螺杆挤出机的机筒温度为245-275摄氏度，螺杆转速为300-500rpm，稀土氧化物和碳粉的混合物团状物或者颗粒物的含水率为5-7％。
优选的，所述S4中对竖式氯化炉中进行加热升温的温度为600-720摄氏度，加热升温的方式为逐步加热升温。
优选的，所述S6中低沸点的氯化物为钍、铀、铌、钽、钛、铁、硅等气态产物。
本发明提供了一种稀土原矿溶解方法。具备以下有益效果：
1、本发明通过将稀土原矿物和碳粉进行混合，然后通过双螺杆挤出机将其进行制成固体团状或者颗粒状，之后通过竖式氯化炉进行加热升温的同时向炉内通入氯气，使其在炉内根据不通过氯化物沸点的差异生成三种不同的产物，并且将未分解的稀土矿物质与碳渣可以进行后续的集中收集处理，对产生的三废可以进行单独的分离处理，可选择性强，便于对稀土原矿物进行溶解操作作业。
2、本发明通过竖式氯化炉和双螺杆挤出机对稀土矿物物质进行一系列的溶解和加工操作，可以防止稀土矿物质在加工时生成一系列固体和气体物质对周围环境的腐蚀，提高整体稀土矿物质溶解加工时的操作条件，适用度较高，便于进行推广使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本发明实施例提供一种稀土原矿溶解方法，包括以下制取步骤：
S1：在对稀土原矿物进行溶解之前，需要将稀土原矿物和碳粉进行多次的反复过筛处理，将稀土原矿物和碳粉之中的颗粒物杂质进行去除，提高稀土原矿和碳粉的质量和细腻性；
S2：在对稀土原矿物进行加工处理的时候，首先将按照规定比例向混合容器之中进行添加稀土氧化物和碳粉，然后向反应容器之中进行添加一定比例的水，并采用搅拌装置将其进行充分搅拌混合；
S3：将制取之后的稀土氧化物和碳粉的混合物添加到双螺杆挤出机之内，通过双螺杆挤出机将其制成团状或者颗粒状，并需要保证其一定的含水率；
S4：将通过双螺杆挤出机制成的团状或者颗粒状的稀土氧化物和碳粉混合物放置于竖式氯化炉之内，并且将其进行升温加热；
S5：待竖式铝化炉升温到一定的情况之后，向竖式氯化炉内进入通入氯气，竖式氯化炉之内根据生成不同氯化物的沸点差异，可同时得到三种产物：稀土、钙、钡等金属氯化物；
S6：竖式氯化炉之中生成的呈熔体状流入氯化物溶盐接收器，低沸点的氯化物为气态产物，从熔岩中挥发后，然后将其收集在冷凝器内之中，之后将其在进行综合回收，未分解的稀土矿物质与碳渣等高沸点成分则为残渣进行后续的集中收集处理。
整体加工过程中通过稀土原矿物和碳粉进行反复过筛，第一次过筛的筛目大小为500目，第二过筛的筛目大小为400目，通过多重的反复过筛处理可以保证稀土原矿物和碳粉的质量与细腻性，通过保证稀土矿物质的原料和碳粉原料加工前的细腻性可以增加后续稀土原矿物和碳粉的细腻程度，便于后续通过双螺杆挤出机对其进行加工处理。
稀土氧化物和碳粉的比例为8:1，稀土氧化物和碳粉混合物与水的比例12:1.4，对反应容器之中的制备物进行搅拌的时候搅拌速度为400r/min，搅拌时间为1-2小时，通过按照一定比例对其进行加工处理，使得稀土氧化物和碳粉可以充分均匀混合。
双螺杆挤出机的机筒温度为245-275摄氏度，螺杆转速为300-500rpm，稀土氧化物和碳粉的混合物团状物或者颗粒物的含水率为5-7％，通过双螺杆挤出机对稀土氧化物和碳粉混合物进行制团或者制成颗粒状，并且通过保证其的一定的含水率可以在一定程度上加速团状或者颗粒状混合物成型的速度。
竖式氯化炉中进行加热升温的温度为600-720摄氏度，加热升温的方式为逐步加热升温，通过竖式氯化炉对其进行逐步的加热升温，使得竖式氯化炉中的制备物质逐渐发生反应而生成一些其他物质。
低沸点的氯化物为钍、铀、铌、钽、钛、铁、硅等气态产物，在低沸点生成的一系列气态产物可以通过冷凝器将其进行综合回收，降低稀土原矿物质溶解时产生的三废。
对稀土原矿物质采用酸分解法进行处理的话，酸分解法包括硫酸、盐酸和氟氢酸分解等，硫酸分解法适用于处理磷酸盐矿物和氢碳酸盐矿物，盐酸分解法应用有限，只适于处理硅酸盐矿物，氢氟酸分解法适于分解锯疸酸盐矿物，酸分解法的特点是分解矿物能力强，对精矿品位、粒度要求不严，适用而广，但选择性差，腐蚀严重，操作条件差，三废较多。
对稀土原矿物质采用碱分解法进行处理的话，碱分解法主要包括氢氧化钠分解和碳酸钠焙烧法等，它适合对稀土磷酸盐矿物和氟碳酸盐矿物的处理，对于个别难分解的稀土矿物亦有采用氢氧化钠熔合法的，碱法分解的特点是工艺方法成熟，设备简单，综合利用程度较高，但对精矿品位与粒度要求较高，污水排放量大。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种稀土原矿溶解方法，其特征在于，包括以下制取步骤：
S1：在对稀土原矿物进行溶解之前，需要将稀土原矿物和碳粉进行多次的反复过筛处理，将稀土原矿物和碳粉之中的颗粒物杂质进行去除，提高稀土原矿和碳粉的质量和细腻性；
S2：在对稀土原矿物进行加工处理的时候，首先将按照规定比例向混合容器之中进行添加稀土氧化物和碳粉，然后向反应容器之中进行添加一定比例的水，并采用搅拌装置将其进行充分搅拌混合；
S3：将制取之后的稀土氧化物和碳粉的混合物添加到双螺杆挤出机之内，通过双螺杆挤出机将其制成团状或者颗粒状，并需要保证其一定的含水率；
S4：将通过双螺杆挤出机制成的团状或者颗粒状的稀土氧化物和碳粉混合物放置于竖式氯化炉之内，并且将其进行升温加热；
S5：待竖式铝化炉升温到一定的情况之后，向竖式氯化炉内进入通入氯气，竖式氯化炉之内根据生成不同氯化物的沸点差异，可同时得到三种产物：稀土、钙、钡等金属氯化物；
S6：竖式氯化炉之中生成的呈熔体状流入氯化物溶盐接收器，低沸点的氯化物为气态产物，从熔岩中挥发后，然后将其收集在冷凝器内之中，之后将其在进行综合回收，未分解的稀土矿物质与碳渣等高沸点成分则为残渣进行后续的集中收集处理。
2.根据权利要求1所述的一种稀土原矿溶解方法，其特征在于：所述S1中对稀土原矿物和碳粉进行反复过筛的时候，第一次过筛的筛目大小为500目，第二过筛的筛目大小为400目，通过多重的反复过筛处理可以保证稀土原矿物和碳粉的质量与细腻性。
3.根据权利要求1所述的一种稀土原矿溶解方法，其特征在于：所述S2中稀土氧化物和碳粉的比例为8:1，所述稀土氧化物和碳粉混合物与水的比例12:1.4，所述对反应容器之中的制备物进行搅拌的时候搅拌速度为400r/min，搅拌时间为1-2小时。
4.根据权利要求1所述的一种稀土原矿溶解方法，其特征在于：所述S3中双螺杆挤出机的机筒温度为245-275摄氏度，螺杆转速为300-500rpm，稀土氧化物和碳粉的混合物团状物或者颗粒物的含水率为5-7％。
5.根据权利要求1所述的一种稀土原矿溶解方法，其特征在于：所述S4中对竖式氯化炉中进行加热升温的温度为600-720摄氏度，加热升温的方式为逐步加热升温。
6.根据权利要求1所述的一种稀土原矿溶解方法，其特征在于：所述S6中低沸点的氯化物为钍、铀、铌、钽、钛、铁、硅等气态产物。
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