微波輔助濃硫酸低溫焙燒稀土精礦的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、白云鄂博礦含有大量的鐵、稀土等元素，同時(shí)含有鈮、釷等稀有元素，在開(kāi)采稀土礦的同時(shí)，要合理的回收釷資源。包頭稀土精礦的主要分解方法為濃硫酸高溫焙燒法和堿法，其中90％以上稀土精礦采用濃硫酸高溫焙燒法。濃硫酸高溫焙燒法工藝流程短，稀土回收率高，但釷在高溫強(qiáng)化焙燒時(shí)生成不溶于水的焦磷酸釷進(jìn)入到渣中，含釷渣品位低且難溶于水難被利用，造成釷資源的浪費(fèi)，且因其放射性嚴(yán)重污染環(huán)境。
　　本實(shí)驗(yàn)采用“微波輔助濃硫酸低溫焙燒稀土精礦”的新工藝，借助

2、微波加熱速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)改善酸浸過(guò)程液-固傳質(zhì)速率，提高稀土浸取過(guò)程的速率和效率。本文重點(diǎn)研究了微波預(yù)處理-電加熱焙燒酸浸稀土精礦的工藝，并與電加熱直接酸浸稀土精礦的工藝對(duì)比，得出微波輔助濃硫酸低溫焙燒稀土精礦工藝的可行性和優(yōu)越性，并采用此工藝對(duì)低品位的稀土精礦進(jìn)行了研究，考察了微波輔助加熱法的適用性。通過(guò)差熱分析對(duì)稀土精礦和濃硫酸反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。本研究對(duì)于促進(jìn)包頭稀土礦提取技術(shù)創(chuàng)新和資源的高效利用具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)

3、意義。
　　本論文以包頭稀土精礦為原料，采用普通電加熱濃硫酸焙燒稀土精礦，探討了焙燒溫度、酸礦比、保溫時(shí)間對(duì)稀土和釷浸出率的影響，找到了最佳工藝條件：焙燒溫度為225℃，酸礦比為1.5，保溫時(shí)間為2h時(shí)，稀土和釷的浸出率均達(dá)到95%以上。采用微波預(yù)處理-電加熱濃硫酸焙燒稀土精礦，在焙燒溫度為200℃，酸礦比為1.5，微波功率為500W，微波預(yù)處理5min后放在管式爐中，在焙燒溫度為225℃時(shí)焙燒10min，稀土和釷的浸出率均達(dá)到9

4、5%以上。與電加熱直接酸浸稀土礦相比，微波輔助法很大程度上縮短了焙燒時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。采用微波輔助法對(duì)低品位的稀土礦進(jìn)行微波預(yù)處理后，在焙燒溫度為200℃時(shí)焙燒10min，稀土和釷的浸出率均可達(dá)到95%以上，此方法對(duì)低品位的稀土礦也具有適用性，具有推廣價(jià)值。
　　由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，論文只對(duì)電加熱濃硫酸焙燒稀土精礦的過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究。通過(guò)差熱分析得出，稀土精礦與濃硫酸的反應(yīng)過(guò)程主要分為兩個(gè)階段，在160-220℃，反應(yīng)的表