酸法分解包頭稀土礦新工藝的製作方法

2023-08-09 07:29:51 3

專利名稱：酸法分解包頭稀土礦新工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及酸法分解包頭稀土礦生產工藝。
稀土是現代科技和高新技術產業必不可少的材料。我國稀土儲量佔全世界總儲量80％以上，而包頭稀土礦佔我國總儲量90％以上，因此，包頭稀土礦是全世界稀土材料的主要來源。包頭稀土礦是獨居石和氟碳鈰鑭礦的混合礦，包頭礦的分解有酸法和鹼法兩種，由於鹼法引入的雜質多，現主要採用酸法分解，其工藝為把現成的包頭精礦放入密封攪拌器，再加入1.1-1.7倍的硫酸攪拌均勻，流入密封池，將密封池中的硫酸拌礦放入隧道窯，用500-600℃的高溫進行培燒，出口流出的硫酸鹽混合物為燒結礦，其工藝中的主要化學反應是(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)反應中釋放出大量二氧化硫SO2與氟化氫HF等氣體，給環境造成巨大的危害，在工藝上採用噴淋等使二氧化硫SO2、氟化氫HF等氣體進入液相再進行處理，如噴淋中採用氫氧化鈉NaOH溶液吸收二氧化硫SO2、氟化氫HF等氣體，反應式為
但是由於硫酸拌礦中硫酸的過量巨大，硫酸分解成二氧化硫SO2的量巨大，即使採用三道噴淋，二氧化硫SO2與氟化氫HF氣體吸收也不完全，仍有很多的二氧化硫SO2與氟化氫HF氣體進入大氣中汙染空氣，而且這種噴淋工藝投資巨大，成本高，因此酸法分解包頭稀土礦的工藝已難以實施。
本發明就是克服了上述工藝的缺點，提供了一種抑制二氧化硫SO2氣體的產生，吸收產生的氧化氫HF氣體的工藝，達到不汙染大氣環境的酸法分解包頭礦新工藝。
從現有工藝中的化學反應式(6)可知，H2SO4分解為二氧化硫SO2的反應溫度條件為大於338℃，而反應式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(7)的反應溫度條件為大於150℃，所以可以降低培燒溫度到不大於338℃，從而達到抑制二氧化硫SO2產生。
本發明的目的是這樣實現的包頭精礦與硫酸按重量比1∶1.1-1.7的比例混合攪拌均勻形成硫酸拌礦，將硫酸拌礦從進口放入培燒窯中，150-337℃的溫度尤其為200-300℃的高溫進行培燒，培燒窯出口流出的硫酸鹽混合物即是燒結礦，在煙道內加一產生氨氣的裝置，以吸收氟化氫HF氣體，此種工藝中，硫酸拌礦培燒時產生的主要化學反應為(9)(10)(11)(12)(13)(14)而在煙囪中發生的反應為(15)由於本發明酸法分解包頭稀土礦由原工藝中的培燒溫度500-600℃降低到150-337℃，從而抑制了二氧化硫SO2氣體的產生，而培燒反應中產生的氟化氫HF氣體又被產生氨氣的裝置所吸收，形成固體廢渣，不進入大氣中；產生氨氣的裝置的成本低廉，與噴淋工藝相比，大大降低了成本。由於本發明工藝中只是原有工藝中降低了培燒溫度，對設備強度的要求大大降低，所有原設備都能使用，且保留了硫酸法分解包頭礦的優點，且稀土礦物的分解率不低於原有工藝中稀土礦物的分解率。
下面結合附圖與具體實施例對本發明做進一步詳細描述

圖1為本發明的工藝流程如圖1所示，包頭精礦與1∶1.1-1.7倍的硫酸加入密封攪拌器1中攪拌均勻形成硫酸拌礦，流入密封池2中，密封池2用一管道3與煙道5相通，將密封池2中的硫酸拌礦放入隧道窯4中，用150-337℃的高溫進行培燒，出口流出的硫酸鹽混合物即是燒結礦，隧道窯4上有一煙道5，在煙道5內加一產生氨氣的裝置6，如一裝有溫度保持在40-80℃的碳酸氫銨飽合水溶液的開口容器，容器中發生的化學反應式為，這樣氟化氫HF或可能產生的微量二氧化硫SO2等酸性氣體在進入煙囪排放前與氨氣反應生成固體銨鹽而不進入大氣中，本工藝的尤選溫度為200-300℃，因為溫度越低，反應速度越慢，培燒時間越長；溫度越高，產生二氧化硫SO2的可能性越大，所以200-300℃溫度區間最好。本工藝中稀土礦物的分解率不低於原有工藝中稀土礦物的分解率。
本發明工藝也可用迴轉窯生產，將包頭精礦與硫酸按1∶1.1-1∶1.7的配比加入迴轉窯中，用150-337℃的溫度，尤其200-300℃的高溫培燒，迴轉窯出口流出的硫酸鹽混合物為燒結礦，在煙道內加一產生氨氣的裝置。
權利要求
1.酸法分解包頭稀土礦工藝，將包頭精礦與硫酸按重量比1∶1.1-1.7的比例混合攪拌均勻形成硫酸拌礦，將硫酸拌礦從培燒窯進口放入培燒窯中，其特徵是用150-337℃的高溫進行培燒，培燒窯出口流出的硫酸鹽等混合物為燒結礦，煙道內設置一產生氨氣的裝置，此種工藝中硫酸拌礦培燒時，產生的主要化學反應為而在煙道中發生的反應為
2.根據權利要求1所述的酸法分解包頭稀土礦工藝，其特徵是最佳培燒溫度為200-300℃。
3.一種根據權利要求1所述的酸法分解包頭礦工藝，其特徵是所述的產生氨氣的裝置是一裝有溫度維持在40-80℃的碳酸氫銨飽合水溶液的開口容器，開口容器中發生的化學反應方程式為。
全文摘要
本發明公開了一種酸法分解包頭稀土礦工藝,將硫酸拌礦放入焙燒窯用150—337℃的高溫進行焙燒,焙燒窯出口流出的硫酸鹽混合物即為燒結礦,在焙燒窯煙道內設置一產生氨氣的裝置,將燒結產生的氟化氫HF等毒性氣體吸收,從而達到不汙染大氣環境的目的,而且大大降低了吸收氟化氫HF等酸性氣體的成本,對焙燒窯的強度要求也大大降低,而且稀土礦物的分解率不低於原有工藝中的分解率。
文檔編號C22B1/00GK1246540SQ9811815
公開日2000年3月8日 申請日期1998年8月28日 優先權日1998年8月28日
發明者胡克強 申請人:胡克強