一种稀土矿碱法分解的设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种稀土矿碱法分解的设备及方法，所述的碱法分解设备包含：圆柱型的研磨容器，研磨容器内设一个高速搅拌器并装有装研磨介质，在研磨容器外侧设置外置加热，研磨容器设有进料口和出料口，独居石和液碱在该装置中通过研磨介质的研磨和搅拌作用发生分解反应。本发明专利技术还提供利用稀土矿碱法分解稀土矿的方法。反应中充分利用机械力活化作用，碱分解过程和独居石研磨相互结合，提高了稀土矿总分解率。实现了对传统稀土矿碱法过程中研磨和碱分解两个工序一体化，减少了设备和占地，同时研磨反应在湿法反应状态下进行，避免了干法研磨过程中存在的放射性粉尘污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稀土矿碱法分解的设备及方法，具体的说是具有搅拌和研磨于双重功能的用于稀土矿碱分解的设备，属于稀土矿冶炼生产领域。
技术介绍
工业上，处理独居石、磷钇矿、甚至氟碳铈矿、包头混合型稀土矿等稀土矿常采用烧碱分解法，为保证分解和提高分解速度，增加单位产能，传统工艺先干法或湿法磨料获得-200目，甚至-325目的稀土矿与采用烧液碱配制进入分解槽，分解槽使用蒸汽夹套加热使反应在较高温度下进行。连续的加料和出料，保证分解温度下反应，碱转化达到稀土与磷分离的目的。传统装备和工艺的主要缺点在于：需要单独进行研磨，研磨和碱分解独立进行，同时分解反应所需的反应时间长，碱分解反应过程依赖搅拌使液碱与矿物进行混合，因液固反应过程中存在传质问题，需要通过采用增加反应时间，提高反应温度，降低稀土矿入料粒度等方法解决，带来设备单体效率偏低、能耗增加等问题，也有采用提高搅拌速度的方式提高固液传质效率，但实际操作发现按照搅拌桨边缘速度计，当达到2m/s以上时，液固反应不再随搅拌速度的提高而加快，因此,亟待采用一种新型的稀土矿碱分解反应设备和工艺。
技术实现思路
本专利技术提供了一种稀土矿碱法分解的设备及方法，如图所示设备具备研磨和搅拌反应双重功能，该装备和工艺具有如下的优点：所述的分解设备为一个圆柱型的研磨容器，研磨容器内设一个高速搅拌器(1)并装有装研磨介质(2)，研磨容器外侧设置外置加热(3)，研磨容器设有进料口(4)和出料口(5)。所述的研磨介质为不锈钢、碳钢材质、玻璃、陶瓷材料球形物中的至少一种。所述外置加热采用的加热方式可以为蒸汽外加热、油浴外加热、涡流、远红外加热中至少一种，优选采用远红外加热方式。所述的稀土矿碱法分解过程如下：1)将稀土矿和液碱装入研磨容器，在研磨和搅拌作用下发生反应；2)液碱与稀土矿精矿液固比为1.5:1-10:1，反应温度为80℃-350℃；3)反应的搅拌速度在搅拌桨最外缘线速度为1-5m/s，反应时间为0.5小时-48小时；4)研磨介质填充量为占研磨容器液面下总体积的10％—50％；5)反应结束后出料口出料得到分解后的稀土溶液。所述的稀土矿包括独居石、包头混合型稀土精矿、磷钇矿、褐钇铌矿、氟碳铈矿中的至少一种，稀土含量为30％REO-65％REO。所述的液碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，浓度为20％-75％。所述的碱法处理稀土矿过程中，研磨介质填充量为占研磨容器液面下总体积的10％—30％。本专利技术的有益效果如下：1、充分利用机械力活化作用，实现对稀土矿高效碱分解，降低了液碱和能源消耗，提高了总分解率。2、将碱分解过程和稀土矿研磨相互结合，实现了对传统研磨和碱分解两个工序一体化，减少了设备和占地，简化了操作工序。3、研磨反应在湿法反应状态下进行，避免了干法研磨过程中存在的稀土矿伴生放射性粉尘污染。附图说明图1示出一种稀土矿碱法分解的设备，其包括1.高速搅拌、2.研磨介质、3.外置加热、4.进料口、5.出料口。具体实施方式实施例1通过在设备进料口(4)中将-100目的51.2％的独居石，同时加入浓度为45％的液碱，液固比为3:1，通过外置远红外加热装置(3)加热到140℃下，高速搅拌器(1)搅拌速度按照搅拌桨最外缘线速度为4.9m/s，研磨介质填充量为占槽体内液面下总体积的15％，通过高速搅拌器(1)驱动研磨介质(2)进行搅拌和研磨反应，反应时间8.5小时，最后由出料口(5)出料，独居石分解率为98.3％。对比实施例1将-325目的51.2％REO的独居石加入传统的搅拌罐中，同时加入浓度为45％的液碱调浆，液固比为3:1，搅拌速度按照搅拌桨最外缘计算线速度为1.5m/s，采用蒸汽加热，槽体温度在140℃，反应17.5小时后出料，独居石分解率为95.8％。对比实施例2将-325目的51.2％REO的独居石加入传统的搅拌罐中，同时加入浓度为45％的液碱调浆，液固比为3:1，采用蒸汽加热，搅拌速度按照搅拌桨最外缘计算
线速度为1.5m/s，槽体温度在140℃，反应8.5小时后，最后得到分解后反应浆料经过滤洗涤，分析碱饼中氢氧化稀土的含量后计算，独居石分解率为76.3％。实施例1和对比实施例1、对比实施例2比较，本技术方案的设备进行碱分解反应因为采用高速搅拌和研磨方式，在稀土矿入料粒度较粗大的情况下，实现在更短反应时间内的稀土矿高效碱分解。实施例2通过在设备进料口(4)中直接加入-50目稀土含量63.5％REO氟碳铈矿，同时加入浓度为20％的液碱，液固比为10:1，通过外置蒸汽加热装置(3)加热到80℃下，搅拌速度在搅拌桨最外缘线速度为2.5m/s，研磨介质填充量为占槽体内液面下总体积的50％，通过高速搅拌器(1)驱动研磨介质(2)进行搅拌和研磨反应，反应时间7小时，最后由出料口(5)出料，氟碳铈矿分解率为97.6％。实施例3通过在设备进料口(4)中直接加入-200目品位31.2％REO磷钇矿，同时加入浓度为35％的液碱，液固比为1.5:1，通过外置涡流加热装置(3)加热到350℃下，搅拌速度在搅拌桨最外缘线速度为1.5m/s，研磨介质填充量为占槽体内液面下总体积的30％，通过高速搅拌器(1)驱动研磨介质(2)进行搅拌和研磨反应，反应时间5小时，最后由出料口(5)出料，磷钇矿分解率为98.2％。实施例4通过在设备进料口(4)中直接加入-325目品位53.3％REO包头混合型稀土精矿，同时加入浓度为60％的液碱，液固比为5:1，通过外置油浴加热装置
(3)加热到120℃下，搅拌速度在搅拌桨最外缘线速度为3.5m/s，研磨介质填充量为占槽体内液面下总体积的20％，通过高速搅拌器(1)驱动研磨介质(2)进行搅拌和研磨反应，反应时间8小时，最后由出料口(5)出料，包头混合型稀土精矿分解率为97.7％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土矿碱法分解的设备，其特征在于，所述的分解设备为一个圆柱型的研磨容器，研磨容器内设一个高速搅拌器(1)并装有装研磨介质(2)，研磨容器外侧设置外置加热(3)，研磨容器设有进料口(4)和出料口(5)。

【技术特征摘要】
1.一种稀土矿碱法分解的设备，其特征在于，所述的分解设备为一个圆柱型的研磨容器，研磨容器内设一个高速搅拌器(1)并装有装研磨介质(2)，研磨容器外侧设置外置加热(3)，研磨容器设有进料口(4)和出料口(5)。2.根据权利要求1所述的稀土矿碱法分解的设备，其特征在于，所述的研磨介质为不锈钢、碳钢材质、玻璃、陶瓷材料球形物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的稀土矿碱法分解的设备，其特征在于，所述外置加热采用的加热方式可以为蒸汽外加热、油浴外加热、涡流、远红外加热中至少一种，优选采用远红外加热方式。4.利用如权利要求1-3任一所述稀土矿碱法分解设备分解稀土矿的方法，其特征在于，所述的稀土矿碱法分解过程如下：1)将稀土矿和液碱装入研磨容器，在研磨和搅拌作用下发生反应；2)液碱与稀土矿精矿液固比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效平，王凯，
申请(专利权)人：永州市湘江稀土有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43