微波强化分解包头稀土矿清洁工艺的基础研究

发布时间：2021-04-07 11:32

　　包头混合稀土矿是世界储量最丰富的稀土资源,由于其成分复杂且矿相结构稳定,对处理工艺要求较苛刻。目前工业上应用的处理工艺主要有硫酸分解法和氢氧化钠分解法,随着环保要求的日益增加,现有工艺所呈现出的环境污染和资源浪费问题越发严重的阻碍了其发展。因此,开发合理的、绿色无污染的处理、综合的利用对包头稀土矿及我国稀土产业的快速发展具有重要的现实意义。本论文提出采用微波加热技术处理包头稀土矿的新方法,对微波加热过程和浸出过程进行深入研究,揭示微波加热分解机理及分解后矿的浸出行为,为包头稀土矿处理技术的发展提供重要的参考。采用化学成分分析、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对包头稀土矿进行分析。包头混合稀土精矿中稀土含量为56.08 wt%,其中稀土元素主要以铈、镧、钕为主;磷、氟含量分别为3.26 wt%和8.63 wt%;主要物相为氟碳铈矿、独居石和萤石;三种稀土元素均匀分布,且与杂质元素氟、磷、钙等相互夹杂,不存在明显的富集现象。通过热重分析和复介电常数分析,研究了稀土精矿的吸波性能。结果表明,稀土精矿复介电常数分别在200、600和800 ℃时出现明显的变化。稀土精矿在200 ℃... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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图１．２?２０１丨年（ａ）和２０１５年（ｂ）全球稀土储量分布（数据来自美国地质调查局

图１．８物质与微波之间的相互作用分类??Ｆｉｇ．?１．８?Ｔｈｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｍａｔｔｅｒ?ａｎｄ?ｍｉｃｒｏｗａｖｅ??根据物质与微波之间的相互作用，可以将物质分为三类：透波、反射、吸波??或部分吸波［７５＇＿］，如图１．８所示。对于大多数的陶瓷Ｓｉ０２、Ａ１２０３、ＭｇＯ和玻璃，??由于其电磁特性较差，微波可直接穿透，微波的吸收率基本为零，因此可以称之??为微波透过材料；而对金属而言，由于其具有良好的电导性，微波在金属中的穿??透深度通常仅为几个微米，通常认为微波在金属表面发生了反射，该种微波穿透??材料深度较小，并不能被吸收的物质称为不透波材料或者微波屏蔽材料；利用这??一特性，该种物质可以用于微波检测和传播微波能量，如雷达就是利用金属能够??反射微波的原理进行探测的，而黄铜或铝可被用于生产波导管。对于电磁性能介??于上述两种材料之间的，可以完全或部分吸收微波，称之为吸波材料［＆９〇］。??１．４．?３微波加热特性及优势??相比于传统加热热量传导、辐射的方式，微波加热属于能量的直接传递，具??

合等离子体原子发射光谱法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）和Ｘ－射线荧光光谱法（ＸＲＦ）对原料的化学成??分进行分析，结果见表２．１。采用ＰＷ３０４０／６０型Ｘ射线衍射仪，Ｃｕ－Ｋａ辐射，扫??描步长０．０２°，对原料进行Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ），结果如图２．１所示。采用??ＳＵ８０１０型扫描电子显微镜（ＳＥＭ）及能谱分析（ＥＤＳ）对原料进行微观形貌分析，结??果如图２．２所示。分析结果表明，稀土精矿中稀土含量５６．０８?ｗｔ％，氟、磷含量分??别为８．６３?ｗｔ％和３．２６?ｗｔ％，主要物相为氟碳铈矿、独居石和萤石，其中稀土元素??以氟碳酸盐和磷酸盐两种形式存在，氟元素则以氟碳酸盐和氟化钙形式存在，属??于典型的包头混合稀土精矿。??表２．１混合稀土精矿化学组成??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｍｉｘｅｄ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ??组分?ＲＥｘＯｙ?Ｆｅ?ＣａＯ?Ｓｉ０２?Ｆ?Ｐ２Ｏ５?ＴｈＱ２￣??％ｗｔ?５６．０８?３．５８?７．６０?１．５８?８．６３?３．２６?０．１４５??２?－ＲＢＰ〇４??３?－?ＣａＦ２??Ｉ??Ｃ／３??Ｓ??￣?＼?１３??＼｜２?ｊＮ＇???ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?，１?１?１?１?１?１?１?１?■?１???０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??Ｐｏｓｉｔｉｏｎ?（２?ｔｈｅｔａ）??图２．１混合稀土精矿的Ｘ射

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本文编号：3123413