浓NaOH溶液分解包头混合稀土矿的工艺研究

摘要

随着科技的迅速发展，绿色、环保理念的深入人心，碱法分解包头稀土精矿工艺越来越受到人们的青睐。为克服现有碱法生产工艺中首先要进行化学选矿而使生产不连续的缺点，本文对浓碱法直接分解包头混合稀土矿工艺进行了研究，实验采用包头混合稀土矿与70％的氢氧化钠溶液混合焙烧，反应由开始时的固-液相反应到结束时的固-固相反应，研究了反应前后相变化的工艺条件对稀土分解率的影响。
　　 论文主要内容有以下三个方面：
　　 1.机理探讨。
　　 对包头稀土精矿添加NaOH进行了热分析研究，探讨该复杂体系的热分解机理。
　　 2.静态条件下稀土矿物的焙烧分解及浸出。
　　 研究了包头稀土矿中钙在工艺过程中对稀土分解率及回收率的影响。通过对比实验数据表明，在本工艺研究中，除钙和不除钙时稀土浸出率相差较小，说明钙的存在不是影响稀土分解率的主要因素，因此，不进行化学选矿除钙而直接进行稀土精矿的碱分解工艺是可行的。
　　 采用一个三因素四水平的正交实验，探讨在静态条件下矿碱比、焙烧温度和焙烧时间对稀土分解率的影响。结果表明矿碱比对焙烧反应影响最大，其次为焙烧温度和焙烧时间，试验得到了最佳工艺条件：矿碱比为1:1，焙烧温度为400℃，焙烧时间为90min。稀土分解率可以达到84.80％。
　　 静态焙烧实验中，随着焙烧温度的升高，F在焙烧矿中含量降低，400℃以后反应的固氟效果变差，氟以气体形式逸出污染空气。
　　 3.动态条件下稀土矿物的焙烧分解及浸出。
　　 采用矿碱比为1:1，分别在低温和中温条件下，对不同品位的稀土精矿与70％的NaOH溶液混匀后进行动态焙烧。实验结果显示，动态焙烧下，50％以上品位稀土精矿的稀土分解率可达到93.84％，最高达98.44％。
　　 在动态焙烧实验中，氟碳铈矿分解较完全，水沈后F以F形式存在于水洗液中。焙烧矿经酸溶后，98％以上的Th以Th4+存在于稀土浸出液中，即经碱分解后的渣为非放射性渣，且渣量小。
　　 该碱分解工艺可以去除传统工艺的“酸洗除钙”工序，工艺连续，工艺过程无废气和放射性废渣，稀土、钍、氟和磷等均得到回收，达到了清洁生产和资源综合利用的目的。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 浓硫酸分解

1.2 烧碱法

1.2.1 液碱常压分解法．．

1.2.2 固碱电场分解

1.2.3 浓碱液电加热分解

1.2.4 烧碱法处理包头矿的工艺改革

1.3 纯碱法

1.4 高温氯化法

1.5 氧化焙烧法

1.6 论文研究的目的及内容

第二章 包头混合稀土精矿与氢氧化钠焙烧的热分解机理

2.1 样品制备

2.2 热分析

第三章 静态实验

3.1 实验原料、试剂及仪器

3.2 碱法工艺中Ca对稀土分解率的影响

3.2.1 实验用包头稀土精矿

3.2.2 对比实验

3.2.3 分析探讨

3.3 空白实验

3.4 静态正交试验

3.4.1 实验技术路线

3.4.2 实验方案及内容

3.4.3 实验结果及讨论

3.5 本章小结

第四章 动态实验

4.1 管式倾斜连续进给电阻炉简介

4.2 低温动态焙烧

4.2.1 58%稀土精矿与浓NaOH溶液混合动态焙烧

4.2.2 57%稀土精矿与浓NaOH溶液混合动态焙烧

4.2.3 化学选矿与浓NaOH溶液混合动态焙烧

4.3 中温动态焙烧

4.3.1 57%稀土精矿与浓NaOH溶液中温动态焙烧

4.3.2 50%稀土精矿与浓NaOH溶液中温动态焙烧

4.4 动态焙烧过程中F的走向

4.5 动态焙烧过程中Th的走向

4.6 本章小结

第五章 结论

参考文献

附录

致谢

攻读硕士期间发表论文情况