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一.稀土精矿硫酸焙烧现有方法---浓硫酸高温强化焙烧法

我国从20?世纪70?年代开始研发以浓硫酸焙烧法冶炼包头混合型稀土精矿,?相继开发了第1?代、第2?代、第3?代硫酸法?,?其中浓硫酸高温强化焙烧法(?三代酸法)从20?世纪80?年代开始投入使用,?已成为处理包头稀土精矿的主导工业生产技术。目前,?90%?的包头稀土精矿均采用浓硫酸高温强化焙烧法处理。

浓硫酸高温强化焙烧法原理:先用回转式烘干机烘干精矿,然后将稀土精矿粉、铁粉、浓硫酸按一定比例配料,在容器内搅拌均匀后,进入回转窑在一定温度下煅烧,物料温度最高温度一般控制在?850?℃左右。硫酸与精矿在回转窑内发生化学反应,使稀土矿物分解成可溶性盐类,经水浸出得到稀土硫酸盐浸出液,然后进行稀土萃取分离得到稀土氧化物。

高温焙烧时磷酸稀土生成磷酸,其脱水后转变成焦磷酸,焦磷酸与硫酸钍作用生成难溶的焦磷酸钍。在浸出分离时焦磷酸钍留存于浸出渣中,难以回收,损失了钍资源。浸出渣放射性超标,需要专门放在放射性渣库储存。如任意存放会给环境造成辐射污染。

该工艺的优点是对精矿品位要求不高,?工艺简单。缺点是钍以焦磷酸盐形式进入渣中,无法回收,?造成放射性超标和钍资源的浪费,。同时,由于窑尾废气中同时含有氟酸、SO2、SO3、硫酸雾等,有害成分相对复杂,加大了净化处理难度,从而造成废气处理系统工艺复杂、投资和运行费用增加、系统操作难度增大。

二.稀土精矿硫酸焙烧新方法----两步煅烧法

洛阳水泥工程设计研究院在充分吸收现有稀土精矿浓硫酸高温强化焙烧法成熟技术的基础上,结合其他行业的先进技术,经多年科技攻关,研制出了《稀土精矿硫酸焙烧新方法----分解两步煅烧法》并已开发出成套装备,现已申报专利,其核心技术:

1).利用两台回转窑(低温焙烧窑和高温焙烧窑)串联实现稀土精矿粉浓硫酸强化焙烧;根据主要污染物的特性,实现尾气分流分治、有效回收、达标排放的目标。

2).低温焙烧窑在300?℃以下,完成精矿中氟碳铈矿、独居石、萤石、铁矿石、硅石等矿物的与浓硫酸的化学反应,稀土矿可转化成可溶性的硫酸盐。此时,低温焙烧窑尾气有害成分相对单一,主要是氟酸,可用氨吸收氟化氢生产氟化氢铵副产品,易于净化处理和达标排放。

3).高温焙烧窑在850?℃以下,主要反应为硫酸的热分解、硫酸铁的逐级分解和焦磷酸脱水,进一步出去铁、磷、钍等杂质、强化稀土矿的分解,提高稀土的回收率。同时在这一过程中窑尾废气主要有害成分为SO2、SO3、硫酸雾,主要是硫形成的有害物质,通过进一步的溶解、浓缩可以转化成浓硫酸,继续用于硫酸稀土生产,烟气的净化处理和达标排放容易实现。

4).稀土精矿粉快速干燥技术:利用窑尾气体的余热,采用特殊的换热装置,将稀土精矿粉中12%左右的水分快速烘干,即可节能减排,又省去传统的回转式烘干机系统。

5).采用先进的配料控制系统(QCX)实现精确配料和在线质量控制;

6).采用先进的集散控制系统(DCS)、闭路电视监控系统,实现整条生产线的集中控制,每班仅需1~2名中控操作员,提高生产效率。

7).与稀土精矿硫酸焙烧现有方法相比,两步煅烧法热耗可降低12%以上、稀土浸出率提高2~5%,废气可实现达标排放。

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