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为了实现浓硫酸高温焙烧工艺"三废"与工程难题的综合治理。从元素角度出发,对现有问题进行系统分析,得出问题产生的关键原因是原料中杂质元素复杂,且工艺走向分散。由此提出并验证了"精矿前端优化+三废末端处置"的控制技术思路。研究发现:混合稀土精矿经过盐酸除杂,可得到REO为68.85%,Ca为0.61%的化选精矿;预热后的干化选精矿与理论量的发烟硫酸在250℃高效反应,稀土分解率达到95.2%。水浸渣经重力沉降分离,可继续回收未分解矿物,废渣REO回收率达到76.7%。为实现废气归一化,废渣减量化,氟、磷、钍等资源综合利用和解决工程问题提供理论依据。但是该过程中由于局部温度过高,尾气成分稍复杂,故研究了超低温分解工艺,进一步提高尾气归一化程度,提出了浓硫酸超低温焙烧与碱分解联合的工艺。即实现氟碳铈矿优先分解,水浸渣经重选得到富磷矿,水浸液中和渣与富磷矿合并进行碱分解,实现了混合稀土精矿中氟、磷、钍等资源的综合回收。该工艺焙烧过程考察了焙烧温度、时间、酸矿比等对氟碳铈矿分解效果的影响,并得出温度为160℃,反应时间为3h,酸矿比为0.75:1时,稀土精矿中氟的分解率可达到94%。水浸渣经重选得到REO为67.25%、CaO为1.52%的富磷矿,其P:F重量比为100:7。浓碱废水冷却回收的Na3PO4·12H2O纯度为98.3%,达到工业磷酸钠的标准,废水实现循环利用。