专利名称：中温强化焙烧法分解包头稀土精矿及尾气处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明提出了一种新型、实用的绿色包头稀土精矿分解及尾气处理工艺，属于稀 有金属冶金及环保领域。
背景技术：
包头稀土精矿焙烧分解工艺经过三十多年的发展，经历了第一、二、三、四代硫酸 强化焙烧工艺，碱法工艺，分步焙烧工艺等多种工艺方法。目前国内稀土生产厂家普遍采用 的是第三代硫酸高温强化焙烧工艺，该工艺由于燃料在回转窑内直接加热，温度高，稀土金 属回收率在94%左右，同时产生大量的含氟化氢、二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳、水蒸汽的 混合气体，尾气量大、浓度低，后续回收处理难度大，处理后很难实现达标排放。目前一般采 用水喷淋吸收，产生大量强酸性混酸废水，需要大量的石灰乳中和处理，产生大量废渣，造 成二次污染；用碱液吸收成本过高，企业难以承受。因而目前对这部分尾气还没有好的处理 方法。随着国家对环境保护的日益重视和稀土资源作为战略资源储备，未来制约稀土生 产厂家生存和发展的或许不是资源供应和产品销售问题，而是资源综合利用和三废污染问 题，因此，采用包头稀土精矿为原料的分解工艺必须走绿色、高效的可持续发展之路。
发明内容
本发明提出了一种包头稀土精矿绿色分解工艺，该工艺打破了现有生产工艺的限 制，整体考虑稀土焙烧工艺、水浸工艺、尾气处理工艺。采用如下措施实现1、采用光板回转窑，窑内局部采用特殊工艺内衬防腐材料(如哈氏合金钢板等)， 燃烧室与窑体分离，用煤气间接加热回转窑壁，窑体受热均勻，窑头与窑尾温差小，窑体变 形程度小，可实现精确控制窑内精矿分解反应温度。与现有内加热式回转窑相比可节能 50%以上。2、由于采用间接加热，煤气燃烧产生的废气可直接排放，焙烧产生的尾气量只有 原工艺的20%，焙烧尾气(160 220°C)直接进入专用反应罐(流化床)，氟化氢气体与氧 化铝等碱性物质反应生成氟化盐。反应完的废气用浓硫酸吸收，生成80%左右的硫酸，补 充部分新酸后回用于稀土精矿焙烧工序。剩余少量尾气用碱液喷淋吸收，使尾气达标排放。 从根本上解决了焙烧尾气处理问题。3、由于采用内衬防腐材料的光板间壁式加热回转窑，焙烧温度只要400 650°C， 物料反应充分，分解率可提高至97%以上，比内加热式回转窑焙烧温度降低350°C以上，分 解率提高2 3%，同时比原工艺节约硫酸5%以上。4、在焙烧矿出口设置降温破碎设备，使焙烧矿一次浸出收率提高至95%以上，时 间缩短为3小时以内，水浸液含稀土量由30g/L提高至35 60g/L，最终pH值可控制在 1. 5 2. 0范围内。可节约大量新水，减少了废水排放量。5、将约1/3量的中和渣调浆后回用于中和工序，可节约10%的碱性中和剂，金属回收率可提高0. 8%以上，比原工艺提高0. 8 2%，总稀土收率达到95%以上。
权利要求
一种中温强化焙烧法分解包头稀土精矿及尾气处理工艺，其特征在于，该方法包括以下过程(1)采用间接加热，煤气燃烧产生的废气可直接排放，焙烧产生的尾气量只有原工艺的20％；(2)焙烧尾气(160～220℃)直接进入专用反应罐(流化床)，氟化氢气体与氧化铝等碱性物质反应生成氟化盐；(3)反应完的废气用浓硫酸吸收，生成80％左右的硫酸，补充部分新酸后回用于稀土精矿焙烧工序。剩余少量尾气用碱液喷淋吸收，使尾气达标排放。从根本上解决了焙烧尾气处理问题。
2.采用光板回转窑，窑内局部采用特殊工艺内衬防腐材料(如哈氏合金钢板等)，燃烧 室与窑体分离，用煤气间接加热回转窑壁，窑体受热均勻，窑头与窑尾温差小，窑体变形程 度小，可实现精确控制窑内精矿分解反应温度。与现有内加热式回转窑相比可节能50%以 上。
3.由于采用内衬防腐材料的光板间壁式加热回转窑，焙烧温度只要400 650°C，物料 反应充分，分解率可提高至97%以上，比内加热式回转窑焙烧温度降低350°C以上，分解率 提高2 3%，同时比原工艺节约硫酸5%以上。
4.在焙烧矿出口设置降温破碎设备，使焙烧矿一次浸出收率提高至95%以上，时间缩 短为3小时以内，水浸液含稀土量由30g/L提高至35 60g/L，最终pH值可控制在1. 5 2.0范围内。可节约大量新水，减少了废水排放量。
5.将约1/3量的中和渣调浆后回用于中和工序，可节约10%的碱性中和剂，金属回收 率可提高0. 8%以上，比原工艺提高0. 8 2%，总稀土收率达到95%以上。
全文摘要
本发明属于稀有金属冶金及环保领域，中温强化焙烧法分解包头稀土精矿及尾气处理工艺继承了目前国内外稀土精矿分解方法的优点，比原有工艺稀土金属回收率提高0.8～2％，尾气量只有原工艺的20％，由于分解精矿产生的氟化氢气体与氧化铝等碱性物质反应生成氟化盐，避免了尾气喷淋废水的处理问题，无酸性废水排放。采用间壁式加热，焙烧温度、焙烧时间能精确控制，燃烧室与回转窑体分离，解决了回转窑体受热不均匀、寿命短、易变形的缺点，同时，采用内衬防腐材料的回转窑，反应温度可降低350℃以上，热效率可提高50％以上，具有节能环保的优点，是包头稀土精矿的绿色分解工艺，能够实现稀土焙烧的清洁生产。
文档编号C22B1/06GK101899565SQ20091006906
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者方中心, 衣守志, 金峰 申请人:天津科技大学;甘肃稀土集团有限责任公司