一種節能高效的稀土精礦硫酸分步焙燒方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種節能高效的稀土精礦硫酸分步焙燒方法，屬于濕法冶金和火法冶金技術領域。
【背景技術】
[0002]目前稀土精礦硫酸焙燒采用傳統“三代酸法”稀土精礦處理工藝，即采用稀土精礦與過量硫酸混合以后，進入轉爐內焙燒分解的工藝，其存在以下缺陷:①硫酸消耗高。為了保證混合后的漿液在工藝運行過程中的流動性，混合拌料過程中硫酸嚴重過量，最高硫酸單耗可以達到1.8倍。②生產運行過程中，轉爐內容易結圈堵塞，生產運行不暢。③由于物料形態差別太大，導致焙燒不均勻，精礦分解也不均勻，收率較低。④由于精礦分解過程中產生的廢氣、硫酸分解以后產生的廢氣、燃燒廢氣及空氣全部混合后進入尾氣洗滌系統，廢氣處理量非常大，系統也很復雜，同時洗滌后的廢水還需要進行蒸發分離，運行成本及投資成本非常高。⑤由于存在諸多的不確定和不可控因素，生產運行很不穩定，產品質量波動較大。
【發明內容】
[0003]本發明就是針對上述現有工藝技術的不足之處，提供一種節能高效稀土精礦硫酸分步焙燒工藝。
[0004]本發明具體技術方案如下:
一種節能高效稀土精礦硫酸分步焙燒工藝，其特征是根據物料不同階段的特性，采取不同的工藝進行處理，使生產運行過程中工藝達到穩定，并可以實現尾氣分類洗滌，洗滌水可以直接回收利用，降低了原輔料消耗和尾氣洗滌系統的投資成本，提高收率，穩定產品質量。具體工藝步驟為:將稀土精礦與硫酸重量比按照1:1.0?1.3進行混合，然后通過滾筒造粒機進行造粒；造粒后的顆粒料進入一段焙燒窯，溫度控制在130?260°C范圍內，焙燒2小時以上，使得稀土精礦中的氟離子與水分完全揮發掉，汽化的氟離子與水分經過冷凝以后回收氫氟酸，焙燒脫氟以后的干礦顆粒，進入二段焙燒窯進行分解，溫度控制在400?600°C之間，時間控制在2小時以上，焙燒過程中分解的硫酸氣體經過洗滌吸收以后，回收硫酸，焙燒礦直接進行浸出，得到硫酸稀土水溶液。
[0005]所述稀土精礦為獨居石稀土精礦、包頭稀土精礦中的至少一種。
[0006]所述稀土溶液為硫酸稀土水溶液。
[0007]焙燒窯的爐體外設燃燒室，燃燒室底部設有火嘴，燃燒室外表面上設有保溫層。
[0008]本發明的優點是:
1、采用分步焙燒工藝以后，造粒段產生的廢氣為水蒸汽，可以直接排放；低溫焙燒段(一段)產生的廢氣為氟化氫廢氣，通過洗滌吸收以后，可以直接回收HF酸；中溫焙燒段(二段)產生的廢氣為硫酸廢氣，通過洗滌吸收以后，可以直接回收硫酸，返回拌料過程使用。
[0009]2、由于分步焙燒工藝采用外加熱的方式，所以生產運行過成中的工藝廢氣和燃燒廢氣不會混合在一起，只需要將工藝廢氣進行洗滌吸收，燃燒廢氣直接排放，所以廢氣洗滌吸收系統較現行工藝降低了 70%以上。
[0010]3、由于分步焙燒工藝有造粒工序，物料以球團狀進入焙燒窯，不存在流通和結圈問題，而傳統工藝的依靠加大礦酸比來保證物料流通性；傳統工藝硫酸單耗通常在1.6到
1.8倍之間，分步焙燒工藝的硫酸單耗通常在1.0到1.1倍之間，所以降低了硫酸單耗。
[0011]4、由于分步焙燒工藝實現了廢氣的分類洗滌吸收，并且吸收后的廢酸可以單獨使用，傳統工藝由于廢氣混合洗滌吸收，后續需要利用大量的蒸發分離裝置進行分離，所以分步焙燒工藝環保投入相比較傳統工藝降低80%以上。
[0012]5、由于分步焙燒工藝采用外加熱的方式，稀土精礦在分解過程中受熱更加均勻，稀土精礦分解率更聞，所以收率也可以提聞到95%左右。
[0013]6、由于分步焙燒工藝生產過程可控，所以運行更加穩定，產品質量均一性更好。
【具體實施方式】
[0014]以下實例對本發明的方法及其應用作進一步說明。本發明保護范圍不受這些實施例的限制，本發明保護范圍由權利書決定。
[0015]實施例1、
①將500g包頭稀土精礦(RE0質量百分含量50.8%)，加入550g硫酸(硫酸質量百分含量92.5%)，進行攪拌混合造粒。
[0016]②然后將混合造粒的物料在260°C范圍內進行一段焙燒窯，120分鐘，檢測礦中含F+量為 150pp。
[0017]③烘焙過程中稀土精礦中的氟離子與水分完全揮發掉，汽化的氟離子與水分經過冷凝以后回收氫氟酸，產生的HF酸含量為15.3%。
[0018]④洗滌后的尾氣中含氟量為0.0053mg/l，達到國家環保標準要求。
[0019]⑤烘焙后的硫酸和稀土精礦球團狀干礦顆粒混合物，進入二段焙燒窯，升溫到435°C進行焙燒分解120分鐘，檢測焙燒礦的分解率為98.32%。
[0020]⑥焙燒過程中產生的廢氣經過冷卻洗滌吸收以后，洗滌水硫酸含量達到3.21%。
[0021]⑦洗漆吸收以后的煙氣含硫量為0.0082mg/l,達到國家標準要求。
[0022]⑧將焙燒礦與水按照8:1的比例進行混合攪拌浸出，浸出時間40分鐘。
[0023]⑨浸出以后的礦渣洗滌烘干以后檢測稀土含量1.027%。
[0024]⑩核算稀土收率為98.6%。
[0025]本發明焙燒窯采用外部加熱:在焙燒窯的爐體外設燃燒室，燃燒室底部設有火嘴，燃燒室外表面上設有保溫層。
[0026]實施例2、
①將500g包頭稀土精礦(RE0質量百分含量5 0.8%)，加入500g硫酸(硫酸百分含量92.5%)，進行攪拌混合造粒。
[0027]②然后在260°C范圍內烘焙120分鐘，檢測礦中含F+量為230pp。
[0028]③烘焙過程中產生的煙氣經過洗滌吸收以后，產生的HF酸含量為12.13%。
[0029]④洗滌后的尾氣中含氟量為0.0039mg/l，達到國家環保標準要求。
[0030]⑤烘焙后的硫酸和稀土精礦的混合物，升溫到435°C進行焙燒分解120分鐘，檢測焙燒礦的分解率為97.22%。
[0031]⑥焙燒過程中產生的廢氣經過冷卻洗滌吸收以后，洗滌水硫酸含量達到1.89%。
[0032]⑦洗滌吸收以后的煙氣含硫量為0.0066mg/l,達到國家標準要求。
[0033]⑧將焙燒礦與水按照8:1的比例進行混合攪拌浸出，浸出時間40分鐘。
[0034]⑨浸出以后的礦渣洗滌烘干以后檢測稀土含量3.44%。
[0035]⑩核算稀土收率為95.4%。
[0036]實施例3
①將500g獨居石稀土精礦(RE0質量百分含量51%)，加入605g硫酸(硫酸百分含量92.5%)和50g鐵粉(含鐵量百分含量為66%)，進行攪拌混合造粒。
[0037]②混合造粒后的硫酸和稀土精礦的混合物，升溫到435°C進行焙燒分解60分鐘，檢測焙燒礦的分解率為99.42%。
[0038]③焙燒過程中產生的廢氣經過冷卻洗滌吸收以后，洗滌水硫酸含量達到4.47%。
[0039]④洗滌吸收以后的煙氣含硫量為0.0073mg/l,達到國家標準要求。
[0040]⑤將焙燒礦與水按照8:1的比例進行混合攪拌浸出，浸出時間40分鐘。
[0041]⑥浸出以后的礦渣洗滌烘干以后檢測稀土含量0.64%。7、核算稀土收率為98.95%。
[0042]實施例4
①將500g獨居石稀土精礦(RE0質量百分含量51%)，加入560g硫酸(硫酸百分含量92.5%)和50g鐵粉(含鐵量百分含量為66%)，進行攪拌混合造粒。
[0043]②混合造粒后的硫酸和稀土精礦的混合物，升溫到435°C進行焙燒分解60分鐘，檢測焙燒礦的分解率為98.39%。
[0044]③焙燒過程中產生的廢氣經過冷卻洗滌吸收以后，洗滌水硫酸含量達到2.46%。
[0045]④洗漆吸收以后的煙氣含硫量為0.0061mg/l,達到國家標準要求。
[0046]⑤將焙燒礦與水按照8:1的比例進行混合攪拌浸出，浸出時間40分鐘。
[0047]⑥浸出以后的礦渣洗滌烘干以后檢測稀土含量2.08%。
[0048]⑦核算稀土收率為96.62%。
[0049]本發明采用分步焙燒實現了廢氣的分類洗滌吸收，并且吸收后的廢酸可以單獨使用。傳統工藝由于廢氣混合洗滌吸收，后續需要利用大量的蒸發分離裝置進行分離，所以分步焙燒環保投入相比較傳統工藝降低80%以上。
【主權項】
1.一種節能高效的稀土精礦硫酸分步焙燒方法，其特征在于，將稀土精礦與質量濃度彡92.5%的硫酸按照重量比1: 1.0?1.3進行混合，然后通過滾筒造粒機進行造粒；造粒后的顆粒料進入一段焙燒窯，焙燒窯爐體采用外加熱方式，焙燒窯爐在溫度控制在130?260°C范圍內，焙燒2小時以上，使得稀土精礦中的氟離子與水分完全揮發掉，汽化的氟離子與水分經過冷凝以后回收氫氟酸，焙燒脫氟以后的干礦顆粒，進入二段焙燒窯進行分解，溫度控制在400?600°C之間，時間控制在2小時以上，焙燒過程中分解的硫酸氣體經過洗滌吸收以后，回收硫酸，焙燒礦直接進行浸出，得到硫酸稀土水溶液。
2.根據權利要求1所述的一種節能高效的稀土精礦硫酸分步焙燒方法，其特征在于，所述稀土精礦為獨居石稀土精礦、包頭稀土精礦中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種節能高效的稀土精礦硫酸分步焙燒方法，其特征在于，所述稀土溶液為硫酸稀土水溶液。
4.根據權利要求1所述的一種節能高效的稀土精礦硫酸分步焙燒方法，其特征在于，焙燒窯的爐體外設燃燒室，燃燒室底部設有火嘴，燃燒室外表面上設有保溫層。
【專利摘要】本發明涉及一種節能高效的稀土精礦硫酸分步焙燒方法，屬于濕法冶金和火法冶金技術領域。發明將稀土精礦與質量濃度≥92.5%的硫酸按照重量比1:1.0～1.3進行混合，造粒后的顆粒料進入一段焙燒窯，焙燒后使得稀土精礦中的氟離子與水分完全揮發掉，汽化的氟離子與水分經過冷凝以后回收氫氟酸，焙燒脫氟以后的干礦顆粒，進入二段焙燒窯進行分解，焙燒過程中分解的硫酸氣體經過洗滌吸收以后，回收硫酸，焙燒礦直接進行浸出,得到硫酸稀土水溶液。發明采用分步焙燒工藝以后，造粒段產生的廢氣為水蒸汽，可以直接排放；所以廢氣洗滌吸收系統較現行工藝降低了70%以上，環保投入相比較傳統工藝降低80%以上。
【IPC分類】C22B1-02, C22B3-08, C22B59-00
【公開號】CN104561539
【申請號】CN201510082995
【發明人】郝勝民, 史雙勤
【申請人】包頭市錦園化工科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月16日