一种多级串联焙烧设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多级串联焙烧设备，特别适用于以稀土氟碳酸盐、稀土磷酸盐、萤石为主的混合稀土精矿浓硫酸分解。该设备包括二至三级，或多级焙烧装置串联而成，其中，每一级焙烧装置均具备独立倾角。本实用新型专利技术的设备进行稀土精矿多级焙烧方法，有效地抑制了焦磷酸稀土等的生成，保证稀土和钍的高回收率；同时分级分段进行焙烧，使不同级(段)焙烧尾气单独回收治理，分别回收氟和硫酸；第一级焙烧的装置采用较大窑体倾角，第二级及以后级焙烧装置采用较小窑体倾角，既保证了物料的流动能力，又可以延长混合物料在窑体停留时间，提高反应效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多级串联焙烧装置，特别适用于以稀土氟碳酸盐、稀土磷酸盐、萤石为主的混合稀土精矿浓硫酸分解。
技术介绍
本技术涉及稀土精矿成分主要以稀土氟碳酸盐、稀土磷酸盐、萤石为主的混合稀土精矿。我国稀土精矿资源丰富，占世界储藏量近50%。该类混合稀土精矿的矿物分解方法主要是浓硫酸焙烧方法，在该方法中，主要发生的反应为a. 2REFC03+3H2S04 — RE2 (SO4) 3+3Η20 +2C02 +2HF 个b. CaF2+H2S04 — CaS04+2HF 个c. 2REP04+3H2S04 — 2RE2 (SO4) 3+2H3P04d. H2SO4 — H2O +SO2 +O2 e. 2H3P04 — H2O +H4P2O7f. 3H4P207+2RE2 (SO4) 3 — RE4 (P2O7) 3+6H2S04g. H4P207+Th (SO4) 2 — ThP207+2H2S04i. H4P207+2CaS04 — Ca2P207+2H2S04现有的混合稀土精矿浓硫酸焙烧方法，是在一条内径1. 5米至2. 2米，长度在25米至35米的单级回转焙烧窑中进行焙烧。在保证窑尾温度达到200°C以上时。窑头通过燃煤、燃烧重油、燃烧煤气使窑头温度达到800°C以上，即所谓“混合稀土精矿浓硫酸高温焙烧工艺”。现有方法由于窑头温度高达800°C以上，因此在窑头高温区域反应e大量发生，使磷的主要存在方式以焦磷酸为主，由于焦磷酸的生成极易生成焦磷酸钍、焦磷酸稀土和其它焦磷酸盐。焦磷酸钍不溶于酸、碱，而且强酸、强碱亦难以分解，因此焦磷酸钍只能并入水浸渣，使水浸渣成为放射性废渣。为避免焦磷酸稀土的生成导致稀土收得率降低，现有的混合稀土精矿浓硫酸焙烧方法通过焙烧时加入铁精矿或在焙烧矿浸出时补加三价铁盐，使焦磷酸优先生成焦磷酸铁，减少焦磷酸稀土的生成。但此类方法的缺点一是磷的存在形式以焦磷酸盐为主，焦磷酸盐不仅不能回收磷、钍等资源，而且焦磷酸盐(含焦磷酸钍)并入水浸渣，使水浸渣成为放射性废渣。二是现有方法产生的焙烧尾气中，焙烧前期反应生成的 HF，挥发的水分和焙烧后期(窑头附近)挥发的硫酸雾、硫酸分解产生的三氧化硫、二氧化硫等等一并排放，不仅烟气量大，难以回收，即使回收也使得回收酸浓度低且含有大量HF， 无法返回系统使用，或者说大量HF混入回收硫酸，也难以分离利用。混合稀土精矿浓硫酸低温焙烧方法，在1960年代曾在工业生产中得到应用。由于没有合适的连续工艺生产设备，该方法为反应缶内间断操作，因此没有得到推广。
技术实现思路
目前，没有一种设备能够用于在工业上控制浓硫酸焙烧稀土精矿的反应在低温下连续进行。本技术通过分段焙烧的设备控制具体反应的发生，最终克服现有的高温焙烧技术方法生成含焦磷酸钍放射性废渣的缺陷，同时也保证了稀土和钍较高的回收率，提高了反应的效能。本技术设计了一可用于混合稀土精矿浓硫酸焙烧工艺的设备，通过多级串联回转焙烧方法进行焙烧，能够处理含REO ^ 50%的混合稀土精矿。虽然在焙烧过程也发生上述a i的反应，但本技术的设备能对各反应发生的区段与程度进行控制，因此有效地抑制生成焦磷酸的反应，由于对反应的控制提高了稀土和钍的高回收率。同时分段的多级串联回转焙烧设备使分段分别进行的反应产生的不同成分尾气可以分段分别单独回收， 易于回收处理。由此，本技术所实施的稀土精矿多级焙烧方法依次包括以下步骤(1)混料将稀土精矿与浓硫酸按照1 1. 1 1 1.5的比例混合，优选混合比例为 1 1. 1 1 1. 3 ；(2)第一级焙烧将混合物料于400-500°C在密闭回转窑焙烧；(3)第二级及以后级焙烧将上一级焙烧完毕的混合物料通过密闭转移装置转入第二级及以后级焙烧，混合物料于300-350°C在密闭回转窑焙烧。其中优选第一级焙烧装置的倾角大于第二级及以后级焙烧装置。优选地，还包括若干个级间转移步骤，用于在将上一级的焙烧产物密闭环境下转移至下一级。优选地，还包括回收尾气的步骤，用以在第一级焙烧之后和第二级及以后级焙烧之后收集尾气。优选地，第一级焙烧之后的尾气可用来回收氟资源。优选地，第二级及以后级焙烧之后的尾气可用来回收高浓度的硫酸，可返回混料步骤循环使用。优选地，第一级回转焙烧窑的窑体中的加料速度为1. 05 1. 75吨/小时。本技术为了配合该多级焙烧方法的实施，还提供了一种多级串联焙烧设备， 该设备包括二至三级，或多级焙烧装置串联而成，其中，其中，每一级焙烧装置均具备独立倾角。优选地，所述第一级焙烧装置的倾角大于第二级及以后级焙烧装置。优选地，第一级焙烧装置倾角为5% 6 %，第二级及以后级焙烧装置倾角为 2% 3%。优选地，该设备还包括若干个将各级焙烧装置密闭串联在一起的，能够将上一级的焙烧产物转移至下一级的级间物料密闭转移装置。优选地，级间产物密闭转移装置为固定式结构，并且预留有煤气燃烧器安装位置和尾气排放接口，此时在与各单级回转焙烧窑接口处可用耐火棉密封。优选地，煤气燃烧器和尾气排放接口与密闭物料转移装置也可以做成一体化结构，并与焙烧装置可拆卸或一体化连接。优选地，每个焙烧装置分别设置独立的燃烧装置，为该级焙烧装置提供热能，优选这些独立的燃烧装置设置成独立控制温度的装置，更优选第一级焙烧装置的温度高于以后级焙烧装置的温度，最优选的，每级焙烧装置为回转焙烧窑，其中，独立的燃烧装置设置在4窑头位置。优选地，各级焙烧装置设置成从第一级至第二级和以后级依次由高到低的结构。优选地，每级焙烧装置设置有单独的尾气回收装置。优选地，每一单级焙烧装置，即单级回转焙烧窑，分别在窑头配置独立的煤气燃烧装置，使得第一级回转焙烧窑的焙烧温度可以控制在500°C以下，第二级及以后各级回转焙烧窑的焙烧温度可以控制在350°C以下。优选地，各单体回转焙烧窑的直径可以相同，也可以不同；各单体回转焙烧窑的倾角也可以相同或不同。从而实现物料在连续焙烧过程中，对不同阶段焙烧温度，反应条件的精准控制。优选地，每级焙烧的装置为回转焙烧窑，其中，第一级窑体长度14 17米，窑体倾角为5 6%，窑体转速为1 2转/分钟；和/或第二级以后每一单级窑体的长度为8 18m，窑体倾角为2 3%，窑体转速为1 2转/分钟；优选地，回转焙烧窑包括两级，第一级窑体长度14 17米，第二级窑体12 18m。优选地，所述多级回转焙烧装置各单级回转焙烧窑长度之和为26米 45米。优选地，第一级窑体内径为1. 8 2. 5米，第二级窑体直径为1. 2 2. 5m，不同的内径的作用是调节产量和热量损失，采用以上内径能够在基本保证产量的前提下，降低设备造价、减少热能损失。优选地，各级焙烧装置为回转焙烧窑，第一级的窑衬采用石墨砖，其余各级窑衬采用高铝砖。优选地，为减少热量损失，窑体外壁以及密闭物料转移装置外壁均用石棉保温毡等进行保温处理，窑体旋转部位与固定密闭物料转移装置衔接部位，用防火棉密封。本技术通过对混合稀土精矿进行多级焙烧，在每一单级回转焙烧窑发生不同的化学反应。其中，在第一级焙烧，主要发生稀土氟碳酸盐、萤石的浓硫酸分解反应即反应a、 b a. 2REFC03+3H2S04 — RE2 (SO本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多级串联焙烧设备，该设备包括串联而成的二至三级，或多级焙烧装置，其中，每一级焙烧装置均具备独立倾角。

【技术特征摘要】
1.一种多级串联焙烧设备，该设备包括串联而成的二至三级，或多级焙烧装置，其中， 每一级焙烧装置均具备独立倾角。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，第一级焙烧装置的倾角大于第二级及以后级焙烧装置。3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一级焙烧装置倾角为5% 6%，所述第二级及以后级焙烧装置倾角为2% 3%。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括若干个将各级焙烧装置密闭串联在一起的，能够将上一级的焙烧产物转移至下一级的级间物料密闭转移装置。5.如权利要求1、2、3或4所述的设备，其特征在于，每个焙烧装置分别设置有能独立控制温度的燃烧装置。6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述燃烧装置设置成第一级焙烧装置的温度高于以后级焙烧装置的温度的结构。7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，每级焙烧装置为回转焙烧窑，其中，独立的燃烧装置设置在窑头位置。8.如权利要求1、2、3或4所述的设备，其特征在于，各级焙烧装置设置成从第一级至第二级和以后级依次由高到低的结构。9.如权利要求1、2、3或4所述的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铭，胡政波，刘新业，庞宏，
申请(专利权)人：中冶东方工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：15