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一.稀土精礦硫酸焙燒現有方法---濃硫酸高溫強化焙燒法

我國從20?世紀70?年代開始研發以濃硫酸焙燒法冶煉包頭混合型稀土精礦,?相繼開發了第1?代、第2?代、第3?代硫酸法?,?其中濃硫酸高溫強化焙燒法(?三代酸法)從20?世紀80?年代開始投入使用,?已成為處理包頭稀土精礦的主導工業生產技術。目前,?90%?的包頭稀土精礦均采用濃硫酸高溫強化焙燒法處理。

濃硫酸高溫強化焙燒法原理:先用回轉式烘干機烘干精礦,然后將稀土精礦粉、鐵粉、濃硫酸按一定比例配料,在容器內攪拌均勻后,進入回轉窯在一定溫度下煅燒,物料溫度最高溫度一般控制在?850?℃左右。硫酸與精礦在回轉窯內發生化學反應,使稀土礦物分解成可溶性鹽類,經水浸出得到稀土硫酸鹽浸出液,然后進行稀土萃取分離得到稀土氧化物。

高溫焙燒時磷酸稀土生成磷酸,其脫水后轉變成焦磷酸,焦磷酸與硫酸釷作用生成難溶的焦磷酸釷。在浸出分離時焦磷酸釷留存于浸出渣中,難以回收,損失了釷資源。浸出渣放射性超標,需要專門放在放射性渣庫儲存。如任意存放會給環境造成輻射污染。

該工藝的優點是對精礦品位要求不高,?工藝簡單。缺點是釷以焦磷酸鹽形式進入渣中,無法回收,?造成放射性超標和釷資源的浪費,。同時,由于窯尾廢氣中同時含有氟酸、SO2、SO3、硫酸霧等,有害成分相對復雜,加大了凈化處理難度,從而造成廢氣處理系統工藝復雜、投資和運行費用增加、系統操作難度增大。

二.稀土精礦硫酸焙燒新方法----兩步煅燒法

洛陽水泥工程設計研究院在充分吸收現有稀土精礦濃硫酸高溫強化焙燒法成熟技術的基礎上,結合其他行業的先進技術,經多年科技攻關,研制出了《稀土精礦硫酸焙燒新方法----分解兩步煅燒法》并已開發出成套裝備,現已申報專利,其核心技術:

1).利用兩臺回轉窯(低溫焙燒窯和高溫焙燒窯)串聯實現稀土精礦粉濃硫酸強化焙燒;根據主要污染物的特性,實現尾氣分流分治、有效回收、達標排放的目標。

2).低溫焙燒窯在300?℃以下,完成精礦中氟碳鈰礦、獨居石、螢石、鐵礦石、硅石等礦物的與濃硫酸的化學反應,稀土礦可轉化成可溶性的硫酸鹽。此時,低溫焙燒窯尾氣有害成分相對單一,主要是氟酸,可用氨吸收氟化氫生產氟化氫銨副產品,易于凈化處理和達標排放。

3).高溫焙燒窯在850?℃以下,主要反應為硫酸的熱分解、硫酸鐵的逐級分解和焦磷酸脫水,進一步出去鐵、磷、釷等雜質、強化稀土礦的分解,提高稀土的回收率。同時在這一過程中窯尾廢氣主要有害成分為SO2、SO3、硫酸霧,主要是硫形成的有害物質,通過進一步的溶解、濃縮可以轉化成濃硫酸,繼續用于硫酸稀土生產,煙氣的凈化處理和達標排放容易實現。

4).稀土精礦粉快速干燥技術:利用窯尾氣體的余熱,采用特殊的換熱裝置,將稀土精礦粉中12%左右的水分快速烘干,即可節能減排,又省去傳統的回轉式烘干機系統。

5).采用先進的配料控制系統(QCX)實現精確配料和在線質量控制;

6).采用先進的集散控制系統(DCS)、閉路電視監控系統,實現整條生產線的集中控制,每班僅需1~2名中控操作員,提高生產效率。

7).與稀土精礦硫酸焙燒現有方法相比,兩步煅燒法熱耗可降低12%以上、稀土浸出率提高2~5%,廢氣可實現達標排放。

?2020水泥工程設計、余熱發電、建筑設計、油頁巖干餾及綜合利用、污泥處理 豫ICP備11013216號-1

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