CN115725868A - 热浸槽、提高高温焙烧稀土浸出率的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热浸槽，包括依次相连通的热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段，热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段分别设置有搅拌设备；筛分设备的入口通过管路连通热浸槽中段，筛分设备的轻相出口通过管路连通热浸槽后段，筛分设备的重相出口通过管路连通热浸槽中段；破碎设备的入口通过管路连通热浸槽中段，出口通过管路连通热浸槽前段，热浸槽后段用于输出浸出的矿浆液。本发明还公开了一种提高高温焙烧稀土浸出率的装置，以及提高高温焙烧稀土浸出率的方法。本发明能够实现焙烧矿的连续、高效浸出，在保证水浸液质量的前提下，缩短浸出时间，降低外排渣中的REO含量。

Description

热浸槽、提高高温焙烧稀土浸出率的装置及方法

技术领域

本发明属稀土湿法冶金领域，具体涉及一种热浸槽、提高高温焙烧稀土浸出率的装置及方法。

背景技术

白云鄂博混合稀土矿以其储量大而闻名于世界，其处理工艺采用的是浓硫酸高温焙烧强化焙烧工艺，处理后的焙烧矿经过水浸、中和除杂、洗涤后形成水浸液和废渣。目前，大量的焙烧矿和浸出液经过多次调浆，多级连续浸出和四次以上固液分离等操作，实现了REO(稀土元素氧化物)浸出，耗时为4-5h，存在效率低，能耗高的问题。近些年，随着国家对环保及耗能要求的不断提升，各稀土冶炼企业已经开始对工艺环节进行综合评价及工艺优化，例如水浸工艺的过滤设备由原来的厢式压滤机升级改造为自清洗表面过滤器，尾气处理系统回收的约60-70％的硫酸回用到焙烧工序，转型工序产生的废水回用于水浸工序，但是上述工艺会出现了水浸液浓度降低，外排渣中的REO含量升高、水浸液中的非稀土杂质含量有所升高及浸出率下降的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热浸槽、提高高温焙烧稀土浸出率的装置及方法，能够实现焙烧矿的连续、高效浸出，在保证水浸液质量的前提下，缩短浸出时间，降低外排渣中的REO含量。

为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

热浸槽，包括依次相连通的热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段，热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段分别设置有搅拌设备；筛分设备的入口通过管路连通热浸槽中段，筛分设备的轻相出口通过管路连通热浸槽后段，筛分设备的重相出口通过管路连通热浸槽中段；破碎设备的入口通过管路连通热浸槽中段，出口通过管路连通热浸槽前段，热浸槽后段用于输出浸出的矿浆液。

进一步，热浸槽包括1-N级热浸槽单体，1-N级热浸槽单体依次相连通，热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段分别包括至少一级的热浸槽单体，N为自然数。

进一步，筛分设备的入口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体，筛分设备的轻相出口通过管路连通热浸槽后段的任一级热浸槽单体，筛分设备的重相出口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体；破碎设备的入口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体，出口通过管路连通热浸槽前段的任一级热浸槽单体。

进一步，重相出口所连接的热浸槽单体位于破碎设备的入口所连接的热浸槽单体的上一级。

进一步，破碎设备包括：破碎泵、球磨机、破碎机，破碎泵的入口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体，出口通过管路连接破碎机的入口，破碎机的出料口通过管路连接球磨机的入口，球磨机的出料口通过管路连接热浸槽前段的任一级热浸槽单体。

提高高温焙烧稀土浸出率的装置，热浸槽后段通过管路连接有固液分离设备，固液分离设备的出液口通过管路连接有中和除杂设备，出渣口通过管路连接有洗渣设备。

进一步，固液分离设备的出渣口设置有螺旋送料机，螺旋送料机的出料口连通洗渣设备。

提高高温焙烧稀土浸出率的方法，包括：

将稀土精矿经浓硫酸高温焙烧后得到的稀土焙烧矿固体颗粒送入热浸槽前段，注入生产回用水到热浸槽前段，稀土焙烧矿固体颗粒、生产回用水在溶解、搅拌作用下得到矿浆液；

从热浸槽中段抽出矿浆液进入筛分设备，将矿浆液中大小颗粒的分离，重相矿浆液流入热浸槽中段，轻相矿浆液流入热浸槽后段；热浸槽中段的矿浆液经破碎设备破碎后返回到热浸槽前段；

经过连续浸出的矿浆液从热浸槽后段通过泵送入到固液分离设备，经过固液分离后的水相和固相，固相进行洗渣及过滤处理形成外排渣。

优选的，稀土焙烧矿固体颗粒的30-36wt％，按照1：6-1：10的固液比注入生产回用水。

优选的，水相进入中和除杂设备进行除杂，除杂后的水相形成稀土水浸液，生产回用水为硫酸铵回用水或硫酸镁回用水。

本发明技术效果包括：

本发明在利用现有热浸槽的条件下，通过新设备的引入以及工艺的优化控制，实现焙烧矿的连续、高效浸出，在保证水浸液质量的前提下，缩短浸出时间，降低外排渣中的REO含量。

结合工艺及装备结构描述，技术效果如下：

1、在热浸槽中增加耐磨防腐性能强的筛分设备，通过将矿浆液中大小颗粒的分离，筛分后轻相矿浆液以小颗粒为主，且轻相固体中的REO含量已经达到下一道浸出工序终点指标，可以直接进行固液分离操作；

2、经筛分分离后的大颗粒经破碎设备破碎后，颗粒明显变小，极大地提高了内层颗粒的溶解速率；

3、通过新设备的应用及工艺控制的改进实现了热浸时间由原来的2h～2.5h缩短为1.2h～1.5h，大大的提高了浸出效率，外排渣中的可溶REO平均含量由原来的1.33％降低至0.32％。

附图说明

图1是本发明中提高高温焙烧稀土浸出率的装置的结构原理图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本发明中提高高温焙烧稀土浸出率的装置的结构原理图。

提高高温焙烧稀土浸出率的装置，包括：热浸槽1、筛分设备2、破碎设备3、固液分离设备4、中和除杂设备5、洗渣设备6；热浸槽1包括依次相连通的热浸槽前段11、热浸槽中段12、热浸槽后段13，热浸槽前段11、热浸槽中段12、热浸槽后段13分别设置有搅拌设备14；筛分设备2的入口通过管路连通热浸槽中段12，筛分设备2的轻相出口通过管路连通热浸槽后段13，筛分设备2的重相出口通过管路连通热浸槽中段12；破碎设备3的入口通过管路连通热浸槽中段12，出口通过管路连通热浸槽前段11；热浸槽后段13通过管路连接固液分离设备4，固液分离设备4的出液口通过管路连接中和除杂设备5，出渣口通过管路连通洗渣设备6。

热浸槽1用于浸出稀土焙烧矿中的稀土元素，包括1-N级热浸槽单体，1-N级热浸槽单体依次相连通，热浸槽前段11、热浸槽中段12、热浸槽后段13分别包括至少一级的热浸槽单体。

筛分设备2内部设置有旋流分流器、滚筒筛、振动筛等具有筛分功能的设备，轻相矿浆液以小颗粒为主，轻相矿浆液从轻相出口输出，重相矿浆液从重相出口输出。筛分设备2用于分离矿浆液中大颗粒物料，其入口通过管路可以连通热浸槽中段12的任一级热浸槽单体，筛分设备2的轻相出口通过管路可以连通热浸槽后段13的任一级热浸槽单体，重相出口通过管路可以连通热浸槽中段12的任一级热浸槽单体；破碎设备3的入口通过管路可以连通热浸槽中段12的任一级热浸槽单体，出口通过管路可以连通热浸槽前段11的任一级热浸槽单体。重相出口所连接的热浸槽单体位于破碎设备3的入口所连接的热浸槽单体的上一级。

破碎设备3为连续湿式破碎设备，用于将矿浆液中固体颗粒破碎，其结构包括：破碎泵、球磨机、破碎机(可以选用鄂式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机)等具有破碎功能的设备。破碎泵的入口通过管路可以连通热浸槽中段12的任一级热浸槽单体，出口通过管路连接破碎机的入口，破碎机的出料口通过管路连接球磨机的入口，球磨机的出料口通过管路连接热浸槽前段11的任一级热浸槽单体。

可以在固液分离设备4、洗渣设备6之间设置螺旋送料机，固液分离设备4的出渣口设置有螺旋送料机的进料口，螺旋送料机的出料口连通洗渣设备6。

提高高温焙烧稀土浸出率的方法，具体步骤如下：

步骤1：将稀土精矿经浓硫酸高温焙烧后得到的稀土焙烧矿固体颗粒(稀土含量30％-36％，形状为大小不一的球状)送入到热浸槽前段11，同时按照1：6-1：10的固液比注入生产回用水(硫酸铵回用水或硫酸镁回用水)，稀土焙烧矿固体颗粒、生产回用水在溶解、搅拌作用下得到矿浆液；

步骤2：从热浸槽中段12抽出矿浆液进入具有耐磨防腐性能强的筛分设备2，经过筛分作用将矿浆液中大小颗粒的分离，重相矿浆液重新流入热浸槽中段12，轻相矿浆液流入热浸槽后段13；，

步骤3：热浸槽中段12的矿浆液经破碎设备3破碎后返回到热浸槽前段11；

步骤4：经过连续浸出(1-N级)的矿浆液从热浸槽后段13通过泵送入到固液分离设备4，经过固液分离后的水相进入到下一道工序，固相进行洗渣及过滤处理，得到符合工艺要求的REO含量较低的外排渣。

矿浆液通过泵送入到固液分离设备4，经过固液分离后的水相进入中和除杂设备5进行除杂，除杂后的水相形成稀土水浸液；经过固液分离后的固相进入洗渣设备6进行洗涤，形成废渣。

实施例1

稀土焙烧矿REO：32.43％，焙烧温度210℃，热浸槽1为10级(N＝10)，稀土焙烧矿的出料量由回转窑投矿量决定，稀土焙烧矿与回用水按照1：8首先进入热浸槽前段11，矿浆液从热浸槽中段12抽出进入耐磨防腐性能强的筛分设备2，经过筛分作用后的重相矿浆液流入热浸槽前段11，轻相矿浆液流入热浸槽后段13。热浸槽中段12的重相矿浆液进入破碎设备3，重相矿浆液通过破碎作用，产生的矿浆液返回到热浸槽前段11，热浸时间为1.3h，热浸后的矿浆液进入固液分离设备4，固液分离后的固相经过洗渣及过滤操作，外排渣中可溶稀土REO含量为0.34％，水相进入到中和除杂工序，经MgO中和除杂后得到的水浸液的REO含量为36.66g/L。

实施例2

稀土焙烧矿REO：33.56％，焙烧温度230℃，热浸槽1为10级，稀土焙烧矿的出料量由回转窑投矿量决定，稀土焙烧矿与回用水按照1:9首先进入热浸槽前段11，矿浆液从热浸槽中段12抽出进入耐磨防腐性能强的筛分设备2，经筛分作用后的重相矿浆液流入热浸槽前段11，轻相矿浆液流入热浸槽后段13。热浸槽中段12的重相矿浆液进入破碎设备3，重相矿浆液通过破碎的作用，产生的重相矿浆液返回到热浸槽前段11，热浸时间为1.5h，热浸后的矿浆液进入固液分离设备4，固液分离后的固相经过洗渣及过滤操作，外排渣中可溶稀土REO含量为0.53％，水相进入到中和除杂工序，经MgO中和除杂后得到的水浸液的REO含量为35.53g/L。

实施例3

稀土焙烧矿REO：33.25％，温度235℃，热浸槽1为10级，稀土焙烧矿的出料量由回转窑投矿量决定，稀土焙烧矿与回用水按照1:10首先进入热浸槽前段11，矿浆液从热浸槽中段12抽出进入耐磨防腐性能强的筛分设备2，经过筛分作用后的重相矿浆液流入热浸槽后段，轻相流入热浸槽后段13。热浸槽中段12的重相矿浆液进入破碎设备3，重相矿浆液通过破碎设备的作用，产生的重相矿浆液返回到热浸槽前段11，热浸时间为1.4h，热浸后的矿浆液进入固液分离设备4，固液分离后的固相经过洗渣及过滤操作，外排渣中可溶稀土REO含量为0.43％，水相进入到中和除杂工序，经MgO中和除杂后得到的水浸液的REO含量为35.21g/L。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种热浸槽，其特征在于，包括依次相连通的热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段，热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段分别设置有搅拌设备；筛分设备的入口通过管路连通热浸槽中段，筛分设备的轻相出口通过管路连通热浸槽后段，筛分设备的重相出口通过管路连通热浸槽中段；破碎设备的入口通过管路连通热浸槽中段，出口通过管路连通热浸槽前段，热浸槽后段用于输出浸出的矿浆液。

2.如权利要求1所述的热浸槽，其特征在于，热浸槽包括1-N级热浸槽单体，1-N级热浸槽单体依次相连通，热浸槽前段、热浸槽中段、热浸槽后段分别包括至少一级的热浸槽单体，N为自然数。

3.如权利要求2所述的热浸槽，其特征在于，筛分设备的入口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体，筛分设备的轻相出口通过管路连通热浸槽后段的任一级热浸槽单体，筛分设备的重相出口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体；破碎设备的入口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体，出口通过管路连通热浸槽前段的任一级热浸槽单体。

4.如权利要求3所述的热浸槽，其特征在于，重相出口所连接的热浸槽单体位于破碎设备的入口所连接的热浸槽单体的上一级。

5.如权利要求3所述的热浸槽，其特征在于，破碎设备包括：破碎泵、球磨机、破碎机，破碎泵的入口通过管路连通热浸槽中段的任一级热浸槽单体，出口通过管路连接破碎机的入口，破碎机的出料口通过管路连接球磨机的入口，球磨机的出料口通过管路连接热浸槽前段的任一级热浸槽单体。

6.使用权利要求1～5任一项所述的热浸槽的提高高温焙烧稀土浸出率的装置，其特征在于，热浸槽后段通过管路连接有固液分离设备，固液分离设备的出液口通过管路连接有中和除杂设备，出渣口通过管路连接有洗渣设备。

7.如权利要求6所述的提高高温焙烧稀土浸出率的装置，其特征在于，固液分离设备的出渣口设置有螺旋送料机，螺旋送料机的出料口连通洗渣设备。

8.使用权利要求6所述的装置的提高高温焙烧稀土浸出率的方法，其特征在于，包括：

将稀土精矿经浓硫酸高温焙烧后得到的稀土焙烧矿固体颗粒送入热浸槽前段，注入生产回用水到热浸槽前段，稀土焙烧矿固体颗粒、生产回用水在溶解、搅拌作用下得到矿浆液；

从热浸槽中段抽出矿浆液进入筛分设备，将矿浆液中大小颗粒的分离，重相矿浆液流入热浸槽中段，轻相矿浆液流入热浸槽后段；热浸槽中段的矿浆液经破碎设备破碎后返回到热浸槽前段；

经过连续浸出的矿浆液从热浸槽后段通过泵送入到固液分离设备，经过固液分离后的水相和固相，固相进行洗渣及过滤处理形成外排渣。

9.如权利要求8所述的提高高温焙烧稀土浸出率的方法，其特征在于，稀土焙烧矿固体颗粒的30-36wt％，按照1：6-1：10的固液比注入生产回用水。

10.如权利要求8所述的提高高温焙烧稀土浸出率的方法，其特征在于，水相进入中和除杂设备进行除杂，除杂后的水相形成稀土水浸液，生产回用水为硫酸铵回用水或硫酸镁回用水。

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