專利名稱：一種稀土精礦多級焙燒方法及其設(shè)備的制作方法
一種稀土精礦多級焙燒方法及其設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于稀土濕法生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及一種稀土精礦多級焙燒方 法及其設(shè)備，尤其是一種以稀土氟碳酸鹽(REFCO3)、稀土磷酸鹽(REPO4)、螢石(CaF2)為主 的混合稀土精礦濃硫酸焙燒方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
本技術(shù)涉及稀土精礦成分主要以稀土氟碳酸鹽、稀土磷酸鹽、螢石為主的混合稀 土精礦。我國稀土精礦資源豐富，占世界儲藏量近50%。
該類混合稀土精礦的礦物分解方法主要是濃硫酸焙燒方法，在該方法中，主要發(fā) 生的反應(yīng)為
a. 2REFC03+3H2S04 — RE2 (SO4) 3+3Η20 +2C02 +2HF 個(gè)
b. CaF2+H2S04 — CaS04+2HF 個(gè)
c. 2REP04+3H2S04 — 2RE2 (SO4) 3+2H3P04
d. H2SO4 — H2O +SO2 +O2
e. 2H3P04 — H2O +H4P2O7
f. 3H4P207+2RE2 (SO4) 3 — RE4 (P2O7) 3+6H2S04
g. H4P207+Th (SO4) 2 — ThP207+2H2S04
i. H4P207+2CaS04 — Ca2P207+2H2S04
現(xiàn)有的混合稀土精礦濃硫酸焙燒方法，是在一條內(nèi)徑1. 5米至2. 2米，長度在25 米至35米的單級回轉(zhuǎn)焙燒窯中進(jìn)行焙燒。在保證窯尾溫度達(dá)到200°C以上時(shí)。窯頭通過燃 煤、燃燒重油、燃燒煤氣使窯頭溫度達(dá)到800°C以上，即所謂“混合稀土精礦濃硫酸高溫焙燒 工藝”。
現(xiàn)有方法由于窯頭溫度高達(dá)800°C以上，因此在窯頭高溫區(qū)域反應(yīng)e大量發(fā)生，使 磷的主要存在方式以焦磷酸為主，由于焦磷酸的生成極易生成焦磷酸釷、焦磷酸稀土和其 它焦磷酸鹽。焦磷酸釷不溶于酸、堿，而且強(qiáng)酸、強(qiáng)堿亦難以分解，因此焦磷酸釷只能并入水 浸渣，使水浸渣成為放射性廢渣。為避免焦磷酸稀土的生成導(dǎo)致稀土收得率降低，現(xiàn)有的混 合稀土精礦濃硫酸焙燒方法通過焙燒時(shí)加入鐵精礦或在焙燒礦浸出時(shí)補(bǔ)加三價(jià)鐵鹽，使焦 磷酸優(yōu)先生成焦磷酸鐵，減少焦磷酸稀土的生成。但此類方法的缺點(diǎn)一是磷的存在形式以 焦磷酸鹽為主，焦磷酸鹽不僅不能回收磷、釷等資源，而且焦磷酸鹽(含焦磷酸釷)并入水 浸渣，使水浸渣成為放射性廢渣。二是現(xiàn)有方法產(chǎn)生的焙燒尾氣中，焙燒前期反應(yīng)生成的 HF，揮發(fā)的水分和焙燒后期(窯頭附近)揮發(fā)的硫酸霧、硫酸分解產(chǎn)生的三氧化硫、二氧化 硫等等一并排放，不僅煙氣量大，難以回收，即使回收也使得回收酸濃度低且含有大量HF， 無法返回系統(tǒng)使用，或者說大量HF混入回收硫酸，也難以分離利用。
混合稀土精礦濃硫酸低溫焙燒方法，在1960年代曾在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。由于 沒有合適的連續(xù)工藝生產(chǎn)設(shè)備，該方法為反應(yīng)缶內(nèi)間斷操作，因此沒有得到推廣。發(fā)明內(nèi)容
目前，沒有一種工業(yè)上的連續(xù)工藝生產(chǎn)設(shè)備和方法能夠控制濃硫酸焙燒稀土精礦 的反應(yīng)在低溫下連續(xù)進(jìn)行。本發(fā)明通過分段焙燒的方法控制具體反應(yīng)的發(fā)生，最終克服現(xiàn) 有的高溫焙燒技術(shù)方法生成含焦磷酸釷放射性廢渣的缺陷，同時(shí)也保證了稀土和釷較高的 回收率，提高了反應(yīng)的效能。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種混合稀土精礦濃硫酸焙燒工藝，通過多級串聯(lián)回轉(zhuǎn)焙燒方法進(jìn) 行焙燒，能夠處理含REO ^ 50%的混合稀土精礦。雖然在焙燒過程也發(fā)生上述a i的反 應(yīng)，但本發(fā)明對各反應(yīng)發(fā)生的區(qū)段與程度進(jìn)行了控制，因此有效地抑制生成焦磷酸的反應(yīng)， 由于對反應(yīng)的控制提高了稀土和釷的高回收率。同時(shí)分段的多級串聯(lián)回轉(zhuǎn)焙燒方法使分段 分別進(jìn)行的反應(yīng)產(chǎn)生的不同成分尾氣可以分段分別單獨(dú)回收，易于回收處理。
由此，本發(fā)明的稀土精礦多級焙燒方法依次包括以下步驟
(1)混料將稀土精礦與濃硫酸按照1 1. 1 1 1.5的比例混合，優(yōu)選混合比 例為 1 1. 1 1 1. 3 ；
(2)第一級焙燒將混合物料于400-500°C在密閉回轉(zhuǎn)窯焙燒；
(3)第二級及以后級焙燒將上一級焙燒完畢的混合物料通過密閉轉(zhuǎn)移裝置轉(zhuǎn)入 第二級及以后級焙燒，混合物料于300-350°C在密閉回轉(zhuǎn)窯焙燒。
其中優(yōu)選第一級焙燒裝置的傾角大于第二級及以后級焙燒裝置。
優(yōu)選地，還包括若干個(gè)級間轉(zhuǎn)移步驟，用于在將上一級的焙燒產(chǎn)物密閉環(huán)境下轉(zhuǎn) 移至下一級。
優(yōu)選地，還包括回收尾氣的步驟，用以在第一級焙燒之后和第二級及以后級焙燒 之后收集尾氣。
優(yōu)選地，第一級焙燒之后的尾氣可用來回收氟資源。
優(yōu)選地，第二級及以后級焙燒之后的尾氣可用來回收高濃度的硫酸，可返回混料 步驟循環(huán)使用。
優(yōu)選地，第一級回轉(zhuǎn)焙燒窯的窯體中的加料速度為1. 05 1. 75噸/小時(shí)。
本發(fā)明為了配合該多級焙燒方法的實(shí)施，還提供了一種稀土精礦多級焙燒設(shè)備， 該設(shè)備包括二至三級，或多級焙燒裝置串聯(lián)而成，其中，第一級焙燒裝置的傾角大于第二級 及以后級焙燒裝置。
優(yōu)選地，該設(shè)備還包括若干個(gè)將各級焙燒裝置密閉串聯(lián)在一起的級間物料密閉轉(zhuǎn) 移裝置，用以在密閉環(huán)境下將上一級的焙燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至下一級。
優(yōu)選地，第一級密閉焙燒裝置傾角為5% 6 %，第二級及以后級密閉焙燒裝置傾 角為2% 3%。
優(yōu)選地，每個(gè)焙燒裝置分別設(shè)置獨(dú)立的燃燒裝置，為該級焙燒裝置提供熱能，優(yōu)選 這些獨(dú)立的燃燒裝置設(shè)置成獨(dú)立控制溫度的裝置，更優(yōu)選第一級焙燒裝置的溫度高于以后 級焙燒裝置的溫度，最優(yōu)選的，每級焙燒裝置為回轉(zhuǎn)焙燒窯，其中，獨(dú)立的燃燒裝置設(shè)置在 窯頭位置。
優(yōu)選地，每級密閉焙燒裝置之間存在高度差，以利于物料從第一級轉(zhuǎn)移至第二級， 并從第二級轉(zhuǎn)移至以后級。
優(yōu)選地，每一單級焙燒裝置，即單級回轉(zhuǎn)焙燒窯，分別在窯頭配置獨(dú)立的煤氣燃燒裝置，使得第一級回轉(zhuǎn)焙燒窯的焙燒溫度可以控制在500°C以下，第二級及以后各級回轉(zhuǎn)焙 燒窯的焙燒溫度可以控制在350°C以下。
優(yōu)選地，各單體回轉(zhuǎn)焙燒窯的直徑可以相同，也可以不同；各單體回轉(zhuǎn)焙燒窯的傾 角也可以相同或不同。從而實(shí)現(xiàn)物料在連續(xù)焙燒過程中，對不同階段焙燒溫度，反應(yīng)條件的 精準(zhǔn)控制。
優(yōu)選地，級間產(chǎn)物密閉轉(zhuǎn)移裝置為固定式結(jié)構(gòu)，預(yù)留有煤氣燃燒器安裝位置和尾 氣排放接口，并且在與各單級回轉(zhuǎn)焙燒窯接口處由耐火棉密封。
優(yōu)選地，煤氣燃燒器和尾氣排放接口與密閉物料轉(zhuǎn)移裝置也可以做成一體化結(jié) 構(gòu)。
優(yōu)選地，各級焙燒裝置為回轉(zhuǎn)焙燒窯，第一級的窯襯采用石墨磚，其余各級窯襯采 用高鋁磚。
優(yōu)選地，每級焙燒的裝置為回轉(zhuǎn)焙燒窯，其中，第一級窯體長度14 17米，窯體傾 角為5 6%，窯體轉(zhuǎn)速為1 2轉(zhuǎn)/分鐘；和/或第二級以后每一單級窯體的長度為8 18m，窯體傾角為2 3%，窯體轉(zhuǎn)速為1 2轉(zhuǎn)/分鐘；優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)焙燒窯包括兩級，第一 級窯體長度14 17米，第二級窯體12 18m。優(yōu)選地，所述多級回轉(zhuǎn)焙燒裝置各單級回轉(zhuǎn) 焙燒窯長度之和為26米 45米。
優(yōu)選地，第一級窯體內(nèi)徑為1. 8 2. 5米，第二級窯體直徑為1. 2 2. 5m，不同的 內(nèi)徑的作用是調(diào)節(jié)產(chǎn)量和熱量損失，采用以上內(nèi)徑能夠在基本保證產(chǎn)量的前提下，降低設(shè) 備造價(jià)、減少熱能損失。
優(yōu)選地，為減少熱量損失，窯體外壁以及密閉物料轉(zhuǎn)移裝置外壁均用石棉保溫氈 等進(jìn)行保溫處理，窯體旋轉(zhuǎn)部位與固定密閉物料轉(zhuǎn)移裝置銜接部位，用防火棉密封。
本發(fā)明通過對混合稀土精礦進(jìn)行多級焙燒，在每一單級回轉(zhuǎn)焙燒窯發(fā)生不同的化 學(xué)反應(yīng)。
其中，在第一級焙燒，主要發(fā)生稀土氟碳酸鹽、螢石的濃硫酸分解反應(yīng)即反應(yīng)a、 b
a. 2REFC03+3H2S04 — RE2 (SO4) 3+3Η20 +2C02 +2HF 個(gè)
b. CaF2+H2S04 — CaS04+2HF 個(gè)
第二級及以后級焙燒，發(fā)生稀土磷酸鹽的濃硫酸分解反應(yīng)，即反應(yīng)c
c. 2REP04+3H2S04 — 2RE2 (SO4) 3+2H3P04
因此，第一級產(chǎn)生以氫氟酸為主的焙燒尾氣，單獨(dú)回收治理，使氟資源的回收更加 方便易行；第二級及以后級產(chǎn)生以硫酸為主僅含微量氫氟酸的焙燒尾氣，單獨(dú)回收治理，可 以得到高濃度回收硫酸，達(dá)到直接返回焙燒利用的目的。
本發(fā)明通過對稀土精礦進(jìn)行多級焙燒，可以使每一單級回轉(zhuǎn)焙燒窯的長度縮短， 在保證窯尾溫度的條件下使通過煤氣燃燒提供熱能的窯頭溫度降低，因此系統(tǒng)焙燒溫度得 以降低，避免了焦磷酸釷和其它焦磷酸鹽的生成，有利于釷資源、磷資源回收，提高了稀土 元素的收得率。
另一方面，本發(fā)明的稀土精礦多級焙燒方法，使得燃燒尾氣的分別回收成為可能， 有利于回收利用尾氣；降低了整體焙燒溫度，從而提高了硫酸利用率，減少硫酸配入量，抑 制了焦磷酸的生成反應(yīng)所引起的焦磷酸釷、焦磷酸稀土和其它焦磷酸鹽的生成，提高了稀土、釷、磷等資源的回收率。


圖1為本發(fā)明的工藝示意圖。
圖2為圖1中1-1所示部分的放大圖。
圖3為圖1中2-2所表示的面的左視圖。
符號說明()
1-濃硫酸與稀土精礦混合膏狀物料加料裝置；
2-1級焙燒回轉(zhuǎn)窯(含氟)尾氣排放至氟回收裝置；
3-1級焙燒回轉(zhuǎn)窯，傾角5% ；
4-1級、2級焙燒回轉(zhuǎn)窯之間的密閉連接及物料轉(zhuǎn)移裝置；
5-1級焙燒回轉(zhuǎn)窯煤氣燃燒器；
6-1級、2級焙燒回轉(zhuǎn)窯之間的密閉連接及物料轉(zhuǎn)移裝置上的(含硫酸霧)尾氣排 放口(多級回轉(zhuǎn)窯之間的密閉連接及物料轉(zhuǎn)移裝置上均設(shè)有獨(dú)立的尾氣排放口)；
7-2級焙燒回轉(zhuǎn)窯，傾角3% ；
8-2級焙燒回轉(zhuǎn)窯煤氣燃燒器；
9-焙燒礦排出口；
10-石棉保溫氈；
11-1級為碳磚，2級為高鋁磚；
12-窯壁鋼板。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的稀土精礦多級焙燒方法，具體包括以下工序
(1)混料此多級串聯(lián)回轉(zhuǎn)焙燒方法適合處理含REO彡50%的混合稀土精礦?；?合稀土精礦與濃硫酸按規(guī)定比例混合均勻，以目前通常的含RE050%的混合稀土精礦為例， 混合稀土精礦與濃硫酸(92% )的比例為1 1. 1 1. 3。與傳統(tǒng)工藝相比，由于采用低溫 焙燒，硫酸揮發(fā)減少10 15%。因此，混合稀土精礦與濃硫酸(92% )的比例由現(xiàn)有工業(yè) 企業(yè)通常的消耗比值1 1. 4 1.6下降為1 1.1 1.3。
(2)第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒在窯尾接收的物料為常溫下混合稀土精礦與濃硫酸混合 均勻的膏狀物料，在第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒主要發(fā)生反應(yīng)a，b和由混合稀土精礦、濃硫酸帶 入的水分和反應(yīng)生成水分的揮發(fā)，第一級焙燒產(chǎn)物的表面應(yīng)是干態(tài)，內(nèi)部仍保持膏狀，內(nèi)部 物料仍保持膏狀則表明內(nèi)部反應(yīng)溫度在硫酸沸點(diǎn)以下，因此生成焦磷酸的反應(yīng)得到有效抑 制，而僅在顆粒表面允許發(fā)生生成焦磷酸的反應(yīng)。焙燒產(chǎn)物的表面為干態(tài)，則在表面可能發(fā) 生生成焦磷酸的反應(yīng)，為了控制焦磷酸的生成量，干態(tài)表面的厚度應(yīng)嚴(yán)格控制。在焙燒裝置 長度、內(nèi)徑、加料速度確定的條件下，窯頭溫度的控制根據(jù)第一級焙燒產(chǎn)物的狀態(tài)決定。經(jīng) 過多次試驗(yàn)分析，第一級回轉(zhuǎn)焙燒窯的窯頭溫度控制在400°C 500°C時(shí)，焙燒產(chǎn)物的狀態(tài) 能夠較好地控制在所需要的內(nèi)部膏狀狀態(tài)而表面呈干態(tài)狀態(tài)。在操作中，通過肉眼觀察由 第一級輸出的物料狀態(tài)，當(dāng)物料狀態(tài)為內(nèi)部濕潤、外部為較薄的干燥層時(shí)，則判斷第一級焙 燒基本完畢，由以上指標(biāo)決定是否調(diào)節(jié)窯頭溫度，例如在干態(tài)表面厚度偏低，即干態(tài)表面不完整時(shí)，將窯頭溫度調(diào)節(jié)至接近500°C，如果溫度調(diào)至500°C時(shí)，表面仍形不成完整且較薄 的干態(tài)時(shí)，降低物料給料量直至表面形成完整且較薄的干態(tài)。而當(dāng)干態(tài)表面厚度偏高時(shí)，則 將窯頭溫度調(diào)節(jié)至接近400°C。在反應(yīng)過程中持續(xù)觀察物料狀態(tài)，根據(jù)表面干態(tài)層的情況調(diào) 節(jié)溫度或給料量。焙燒尾氣含有大量HF，可單獨(dú)回收治理，以回收氟資源。
第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒窯的窯體長度14 17米，窯體傾角可為5 6%，窯頭溫度 400°C 500°C，窯體內(nèi)襯為石墨磚，窯體轉(zhuǎn)速可為1 2轉(zhuǎn)/分鐘，窯體內(nèi)徑1. 8 2. 5米， 混合稀土精礦的加料速度可以在1. 05 1. 75噸/小時(shí)。當(dāng)窯體內(nèi)徑增大或減少時(shí)混合稀 土精礦的加料速度隨之增大或減少。而窯體傾角、窯體轉(zhuǎn)速、窯體長度是控制物料在窯體停 留時(shí)間的主要參數(shù)，窯體傾角加大、窯體轉(zhuǎn)速提高、窯體長度縮短則物料在窯體停留時(shí)間減 少；反之亦然。因此窯體傾角、窯體轉(zhuǎn)速、窯體長度三者可以根據(jù)生產(chǎn)情況綜合調(diào)整。第一 級回轉(zhuǎn)焙燒窯加入混合稀土精礦與濃硫酸混合均勻后的膏狀物，物料黏度較高，流動性差， 故窯體優(yōu)選采用5 6%的大傾角。第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒窯采用5 6%的大傾角可以提 高第一級黏度較高物料的流動能力，避免物料在窯體結(jié)圈等現(xiàn)象的發(fā)生。
(3)第二級及以后級以前一級的熱態(tài)焙燒產(chǎn)物作為原料，并且密閉轉(zhuǎn)移時(shí)保留了 大部分的熱量，因此在保證窯尾溫度200°C以上時(shí)，該些級的回轉(zhuǎn)焙燒窯的窯頭溫度可以僅 控制在300°C 350°C。該些級回轉(zhuǎn)焙燒裝置的長度由單級長度與回轉(zhuǎn)焙燒窯的總體串聯(lián) 級數(shù)而定，總體串聯(lián)級數(shù)多則對應(yīng)的單級焙燒裝置的長度短，反之則長。在第二級及以后級 主要完成反應(yīng)c，由于窯頭溫度控制在300°C 350°C，是指窯頭燃?xì)猱a(chǎn)生的氣流溫度，因此 窯體物料低于350°C。由此，回轉(zhuǎn)焙燒窯整體溫度得到降低，反應(yīng)e被有效抑制，反應(yīng)f、g、 i相應(yīng)減少。由于焦磷酸生成量減少，從而避免了焦磷酸釷、焦磷酸稀土和其它焦磷酸鹽的 生成，有利于釷資源、磷資源的回收，并提高了稀土元素的收得率。第二級及以后級主要完 成反應(yīng)c，回轉(zhuǎn)焙燒的產(chǎn)物以硫酸霧、三氧化硫、二氧化硫?yàn)橹?，因此第二級及以后級回轉(zhuǎn)焙 燒的尾氣單獨(dú)回收可以得到較高濃度的硫酸，可以直接返回使用。第二級及以后級的反應(yīng) 程度，用產(chǎn)物的浸出率來判斷，如果產(chǎn)物浸出率大于等于97%，則反應(yīng)進(jìn)行的符合預(yù)期，如 果產(chǎn)物浸出率低于97%，則反應(yīng)程度不夠，對應(yīng)提高窯頭溫度。如果窯頭溫度調(diào)節(jié)到350°C 后，浸出率仍然到達(dá)不了 97%，則需要降低物料的給料量，在保證97%浸出率的前提下盡 可能采用低溫條件。
第一級至第二級，第二級至以后級的物料轉(zhuǎn)移可以通過單級回轉(zhuǎn)焙燒窯的高度差 在密閉轉(zhuǎn)移裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)。第二級及以后級加入通過密閉轉(zhuǎn)移裝置轉(zhuǎn)入的上一級回轉(zhuǎn)焙燒窯 焙燒產(chǎn)物呈顆粒狀，物料表面呈干態(tài)，黏度較低，流動性好無結(jié)圈現(xiàn)象，故與第一級不同，窯 體優(yōu)選采用2 3%的小傾角，延長物料在窯體的停留時(shí)間，從而提高反應(yīng)效率，即被串聯(lián) 的多級回轉(zhuǎn)焙燒裝置依據(jù)各級物料特性采用有差別的窯體傾角。窯體長度12 18米，窯 頭溫度300°C 350°C，加入物料的速度由于與上一級串聯(lián)取決于上一級焙燒產(chǎn)物的生成 速度，窯體轉(zhuǎn)速為1 2轉(zhuǎn)/分鐘，窯體內(nèi)襯為高鋁耐火磚，窯體內(nèi)徑與第一級相同或有一 定差距，為1. 2 2. 5m。
多級焙燒裝置的級數(shù)越多，焙燒會越趨于均勻，但是級數(shù)越多，設(shè)備制造與運(yùn)行費(fèi) 用相應(yīng)提高，因此綜合考慮，優(yōu)選二級焙燒裝置。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下有益效果
本發(fā)明采用多級串聯(lián)回轉(zhuǎn)焙燒方法，使混合稀土精礦濃硫酸焙燒可以分段進(jìn)行，較短長度的每一單級回轉(zhuǎn)焙燒窯，使每一單級焙燒過程均可在較低的溫度下進(jìn)行，從而實(shí) 現(xiàn)了整體(全系統(tǒng))低溫焙燒。多級回轉(zhuǎn)焙燒利用各單級回轉(zhuǎn)焙燒窯之間的高度差通過 密閉轉(zhuǎn)移裝置實(shí)現(xiàn)內(nèi)部物料轉(zhuǎn)移，使多級回轉(zhuǎn)焙燒連續(xù)化。多級回轉(zhuǎn)焙燒裝置各單級回轉(zhuǎn) 焙燒窯長度之和(26米 45米)大于或等于傳統(tǒng)的一級高溫回轉(zhuǎn)焙燒窯長度(25米 35 米)。
多級串聯(lián)回轉(zhuǎn)焙燒方法分段進(jìn)行可以單獨(dú)回收焙燒尾氣，使分段分別進(jìn)行的反應(yīng) 產(chǎn)生的不同成分尾氣易于回收處理；整體焙燒溫度下降使生成焦磷酸的反應(yīng)被有效抑制， 焦磷酸生成量減少，從而避免了焦磷酸釷、焦磷酸稀土和其它焦磷酸鹽的生成，有利于釷資 源、磷資源的回收，并提高了稀土元素的收得率。
下面結(jié)合附圖通過具體的實(shí)施例來闡述本發(fā)明的方法的實(shí)施和設(shè)備的使用，本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這不應(yīng)被理解為對本發(fā)明權(quán)利要求范圍的限制。
實(shí)施例
如圖1所示，常溫下混合均勻的混合稀土精礦與濃硫酸形成的膏狀物料，通過加 料裝置1加入第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒窯3，獨(dú)立配置的煤氣燃燒裝置5向該級回轉(zhuǎn)焙燒窯提供 熱能，在第一級回轉(zhuǎn)焙燒窯內(nèi)主要完成反應(yīng)a，b和由混合稀土精礦、濃硫酸帶入水分及反 應(yīng)生成水分的揮發(fā)。第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒窯焙燒尾氣含有大量HF，單獨(dú)回收治理，通過窯尾 排放口 2至尾氣凈化回收系統(tǒng)，以回收氟資源。
第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒窯，生成的焙燒產(chǎn)物利用單級回轉(zhuǎn)焙燒窯的高度差，通過密 閉轉(zhuǎn)移裝置4轉(zhuǎn)入下一級，本實(shí)例為二級，如圖示。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí)，也可以是三級或多級， 各級之間同樣設(shè)有密閉轉(zhuǎn)移裝置。第一級單級回轉(zhuǎn)焙燒窯的窯體內(nèi)襯為石墨磚11，窯體傾 角為6%，窯體長度17米，窯體內(nèi)徑1. 8米，窯體轉(zhuǎn)速為1. 5轉(zhuǎn)/分鐘，加料速度為1. 75t/h， 第一級回轉(zhuǎn)焙燒窯的初始空窯窯頭溫度控制在400°C。通過肉眼觀察由第一級輸出的物料 狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)初始物料狀態(tài)為整體濕潤，調(diào)高第一級窯頭溫度，繼續(xù)觀察物料狀態(tài)，直至480°C 時(shí)，表面形成均勻完整較薄的干態(tài)，在反應(yīng)過程中持續(xù)觀察物料狀態(tài)，根據(jù)表面干態(tài)層的情 況調(diào)節(jié)溫度。
第二級單級回轉(zhuǎn)焙燒在窯尾接收的物料為前一級焙燒產(chǎn)物通過密閉轉(zhuǎn)移裝置轉(zhuǎn) 入的物料，該級回轉(zhuǎn)焙燒窯亦獨(dú)立配置煤氣燃燒裝置8，向該級回轉(zhuǎn)焙燒窯提供熱能。該級 回轉(zhuǎn)焙燒窯主要完成反應(yīng)c，回轉(zhuǎn)焙燒的產(chǎn)物以硫酸霧、三氧化硫、二氧化硫?yàn)橹?，因此該?回轉(zhuǎn)焙燒的尾氣，通過窯尾密閉轉(zhuǎn)移裝置上設(shè)置的尾氣排放口 6單獨(dú)回收，送至尾氣凈化 硫酸回收系統(tǒng)，可以得到較高濃度的硫酸，直接返回與物料按比例混合加入加料裝置1循 環(huán)使用。
該級回轉(zhuǎn)焙燒窯7的窯體內(nèi)襯為高鋁耐火磚11，窯體傾角為2%，窯體長度18米， 窯體內(nèi)徑1. 5米，窯體轉(zhuǎn)速為1. 5轉(zhuǎn)/分鐘，第二級回轉(zhuǎn)焙燒窯的初始空窯窯頭溫度控制在 300°C。該級反應(yīng)程度，用產(chǎn)物的浸出率來判斷，起初測得產(chǎn)物浸出率為90% (低于97%)， 則逐步增加窯頭溫度，直至350°C，測得產(chǎn)物浸出率為97 %，在反應(yīng)過程中持續(xù)調(diào)節(jié)溫度， 在保證97%浸出率的前提下盡可能采用低溫條件。該級回轉(zhuǎn)焙燒窯的出料9即為最終產(chǎn)品
所有級別的窯體由鋼板12焊接成圓筒狀，為減少熱量損失，窯體外壁以及密閉物 料轉(zhuǎn)移裝置外壁均用石棉保溫氈10進(jìn)行包扎。窯體旋轉(zhuǎn)部位與固定密閉物料轉(zhuǎn)移裝置銜接部位，用防火棉密封。
兩級回轉(zhuǎn)焙燒窯窯體總長度為35米，該裝置可以年處理含RE050%的混合稀土精 礦9000 14000噸。增加窯體內(nèi)徑裝置年處理量隨之增加。
組成如下表1所示的混合稀土精礦原料，采用多級串聯(lián)回轉(zhuǎn)焙燒方法與現(xiàn)行傳統(tǒng) 單級回轉(zhuǎn)焙燒方法生產(chǎn)效果比較如下
表1 混合稀土精礦原料組成(表中數(shù)值的單位均為重量百分比)
權(quán)利要求
1.一種稀土精礦多級焙燒方法，依次包括以下步驟(1)混料將稀土精礦與濃硫酸按照1 1. 1 1 1.5的比例混合，優(yōu)選混合比例為 1 1. 1 1 1. 3 ；(2)第一級焙燒將混合物料于400-500°C在密閉回轉(zhuǎn)窯焙燒；(3)第二級及以后級焙燒將上一級焙燒完畢的混合物料通過密閉轉(zhuǎn)移裝置轉(zhuǎn)入第二 級及以后級焙燒，混合物料于300-350°C在密閉回轉(zhuǎn)窯焙燒。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一級焙燒裝置的傾角大于第二級及 以后級焙燒裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，還包括若干個(gè)級間轉(zhuǎn)移步驟，用于將上 一級的焙燒產(chǎn)物在密閉環(huán)境下轉(zhuǎn)移至下一級。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，還包括回收尾氣的步驟，用以在第一 級焙燒之后和第二級及以后級焙燒之后收集尾氣。
5.一種實(shí)施權(quán)利要求1的焙燒方法的設(shè)備，該設(shè)備包括二至三級，或多級焙燒裝置串 聯(lián)而成，其中，第一級焙燒裝置的傾角大于第二級及以后級焙燒裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括若干個(gè)將各級焙燒裝置密閉 串聯(lián)在一起的，用以在密閉環(huán)境下將上一級的焙燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至下一級的級間物料密閉轉(zhuǎn)移直ο
7.如權(quán)利要求2所述的方法或權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一級焙 燒的裝置傾角為5% 6%，所述第二級及以后級焙燒的裝置傾角為2% 3%。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法或權(quán)利要求5、6或7所述的設(shè)備，其特征在于，每級焙 燒的裝置分別設(shè)置有獨(dú)立的燃燒裝置，優(yōu)選這些獨(dú)立的燃燒裝置設(shè)置成獨(dú)立控制溫度的裝 置，更優(yōu)選第一級焙燒裝置的溫度高于以后級焙燒裝置的溫度，最優(yōu)選的，每級焙燒裝置為 回轉(zhuǎn)焙燒窯，其中，獨(dú)立的燃燒裝置設(shè)置在窯頭位置。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法或權(quán)利要求5、6、7或8所述的方法或設(shè)備，其特征在 于，每級焙燒的裝置之間存在利于物料從第一級轉(zhuǎn)移至第二級，并從第二級轉(zhuǎn)移至以后級 的高度差。
10.如權(quán)利要求1或2所述的方法或權(quán)利要求5、6、7、8或9所述的設(shè)備，其特征在于， 每級焙燒的裝置為回轉(zhuǎn)焙燒窯，其中，第一級窯體長度14 17米，窯體傾角為5 6%，窯 體轉(zhuǎn)速為1 2轉(zhuǎn)/分鐘；和/或第二級以后每一單級窯體的長度為8 18m，窯體傾角為 2 3%，窯體轉(zhuǎn)速為1 2轉(zhuǎn)/分鐘；優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)焙燒窯包括兩級，第一級窯體長度14 17米，第二級窯體長度12 18m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稀土精礦多級焙燒方法，依次包括以下步驟(1)混料將稀土精礦與濃硫酸按照1∶1.1～1∶1.5的比例混合，優(yōu)選混合比例為1∶1.1～1∶1.3；(2)第一級焙燒將混合物料于400-500℃在密閉回轉(zhuǎn)窯焙燒；(3)第二級及以后級焙燒將上一級焙燒完畢的混合物料通過密閉轉(zhuǎn)移裝置轉(zhuǎn)入第二級及以后級焙燒，混合物料于300-350℃在密閉回轉(zhuǎn)窯焙燒。本發(fā)明還涉及焙燒方法的設(shè)備，該設(shè)備包括二至三級，或多級焙燒裝置串聯(lián)而成，其中，第一級焙燒裝置的傾角大于第二級及以后級焙燒裝置。本發(fā)明的方法使用專用設(shè)備使焙燒溫度得以降低從而抑制了焦磷酸稀土等的生成，保證稀土和釷的高回收率，并且提高了反應(yīng)的效能。
文檔編號C22B1/02GK102031363SQ20111000663
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者劉新業(yè), 龐宏, 胡政波, 趙銘 申請人:中冶東方工程技術(shù)有限公司