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本论文对混合型稀土精矿的资源特点,开展了无污染、有价元素全组分利用的工艺研究,为环境保护和资源合理利用开辟了新途径,具有重大的经济及社会效益。全文主要分四个部分:
第一部分研究了CaO-NaCl-CaCl2体系焙烧分解独居石。分别从热力学和动力学的角度对CaO-NaCl-CaCl2体系分解独居石的反应进行了研究。提出了独居石在CaO-NaCl-CaCl2体系中的低温焙烧工艺。用正交回归实验方法研究了焙烧温度、CaO加入量、NaCl-CaCl2加入量对包头混合稀土精矿的影响。得出在800℃、CaO加入量15%(以精矿质量为基数)、NaCl-CaCl2加入量10%,焙烧1h。独居石分解率为39.7%。
第二部分研究了CaO-NaCl-CaCl2体系焙烧分解氟碳铈矿。从热力学和动力学的角度对CaO-NaCl-CaCl2体系分解氟碳铈矿的反应进行了研究。提出了氟碳铈矿在CaO-NaCl-CaCl2体系中的焙烧工艺。用正交回归实验方法研究了焙烧温度、CaO加入量、NaCl-CaCl2加入量对包头混合稀土精矿的影响。得出在700℃、CaO加入量15%(以精矿质量为基数)、NaCl-CaCl2加入量10%,焙烧1h。分解率为92.14%。
第三部分研究了CaO-NaCl-CaCl2体系焙烧分解混合型稀土精矿。从热力学和动力学的角度对CaO-NaCl-CaCl2体系分解混合型稀土精矿的反应进行了研究。提出了混合型稀土精矿在CaO-NaCl-CaCl2体系中的焙烧工艺。用正交回归实验方法研究了焙烧温度、CaO加入量、NaCl-CaCl2加入量对包头混合稀土精矿的影响。得出在700℃、CaO加入量15%(以精矿质量为基数)、NaCl-CaCl2加入量10%,焙烧1h。分解率为91.04%。
第四部分研究了HCl-H3cit处理混合型稀土精矿的焙烧产物。研究了洗液中柠檬酸的浓度对稀土、磷、钙等有价元素的回收率、稀土损失率以及P204萃取率的影响。通过实验得出了酸洗过程选择盐酸浓度为0.5mol·L-1,柠檬酸浓度为0.015mol·L-1;酸浸过程选择盐酸浓度为3mol·L-1,柠檬酸浓度为0.25mol·L-1。稀土的总收率为95%。磷、钙经过酸洗、碱化后进入沉淀,可以作为化肥工业的原料。酸浸时,柠檬酸抑制了CaF2的溶解,CaF2富集在酸浸渣里,可以作为氟工业的原料。柠檬酸的使用贯穿酸洗、浸出、萃取过程,本工艺中的柠檬酸经过酸化后可以重复利用,工艺成本大大下降。整个工艺不但稀土收率高,而且资源的综合利用率也高,更重要的还是氟、磷固化,变废为宝,有很强的经济性和环保性。