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行业领域

新材料产业,制造业

需求背景

混合稀土精矿分解工艺主要采用浓硫酸高温焙烧分解工艺。该工艺将混合稀土精矿与浓硫酸、铁粉均匀混合后，在500~700℃左右的回转窑中高温焙烧。窑头产出含SO2、SO3、HF、SiF4、硫酸酸雾、矿物粉尘等混合尾气，成分复杂，处理难度大，成本高。焙烧矿浸出渣经多次洗涤后成为放射性废渣，渣量大，只能建库推存，并导致有价元素无法回收，造成资源浪费。目前，已经开发的混合稀土精矿酸碱浆化分解工艺采用分步分解矿物的方式可实现混合稀土精矿中稀土、氟、磷等资源综合提取及酸碱循环利用，但还存在连续化中试设备开发的难题。

需解决的主要技术难题

连续化反应装备开发：硫酸浆化分解工艺需要配套连续的反应装备，实现连续进出料。硫酸浆化分解过程中矿浆处于高温（130-160℃）、高浓度混酸（硫酸浓度50-70%，氢氟酸20g/L，磷酸70g/L）腐蚀条件下，还有矿粉对搅拌及腔体的磨损，因此对反应设备材质要求严苛，需要使用耐高温、耐酸、耐磨材质反应装备，选材困难。反应装备的加热方式需要合反应材质配合，要同时实现加热与防腐，不能采用直通蒸汽方式，避免反应体系水量增加。解决反应装备的技术难题才能实现浆化分解工艺的产业化应用。

尾气处理系统开发：浆化分解工艺产生的尾气硫酸酸雾、氟化氢、四氟化硅和水的混合尾气。需要确定氟硅混合气体与硫酸是否可以有效分离及最佳分离条件，并通过冷凝方式得到高浓度的氟硅混酸，并开发配套的尾气处理装备。通过尾气处理可实现稀土精矿中氟资源回收利用。

酸浸渣洗涤过滤系统开发及水平衡：硫酸浆化分解反应产生酸浸渣，酸浸渣主要成分为可溶的硫酸稀土、未分解的独居石以及生成的硫酸钙，酸浸渣中夹带大量混酸溶液。需要开发酸浸渣洗涤过滤系统，尽可能降低酸浸渣中混酸的夹带量，减少洗水用量，洗水用量需和反应过程水蒸发量匹配，实现整个工艺水平衡。解决酸浸渣余酸夹带问题可降低后续中和工艺中和剂用量，降低稀土料液中杂质含量。

期望实现的主要技术目标

（1）要求浆化分解反应装备连续稳定运行半年以上不出现明显腐蚀问题。（2）尾气回收氟硅混酸浓度≥20%。（3）洗涤后的物料所得水浸液中H+浓度小于***，洗涤水量与蒸发水量平衡。

处理进度