氟碳铈精矿加压钙化转型过程的研究

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稀土是我国特色资源,我国稀土资源具有储量丰富,矿种齐全、稀土品位高等优点。随着稀土及其合金在军事、信息、能源、生物等多领域的应用,稀土元素的高效提取方法越来越广泛的受到学术界和工业界的关注。  氟碳铈矿是具有重要工业价值的铈族稀土矿物,在使用该类稀土资源生产过程中主要采用传统的“焙烧转型-溶出”生产模式,生产过程的能耗及运行成本较高。本文针对该类矿物的特点以及传统生产方法中的缺陷,提出采用“钙化转型-强化酸浸”提取稀土的新思路,以降低该类资源的生产能耗及成本,实现氟碳铈矿中有价稀土元素的高效、清洁提取。  本文通过对氟碳铈矿钙化转型过程的动力学、钙化转型过程中的基础问题进行研究,取得了以下结论:  (1)使用高压DSC技术分析了氟碳铈矿钙化转型过程,结果表明:原矿直接钙化过程反应表观活化能分别为220-267℃之间的E1=121kJ/mol和267-300℃之间的E2=297kJ/mol,反应级数分别为n1=0.52和n2=1.12。活化矿氧化钙-氢氧化钠体系钙化转型反应在200-280℃之间发生,反应表观活化能在200-239℃为E=5.055kJ/mol,反应级数为n=-1.50;  最优钙化体系为氧化钙-氢氧化钠体系。  (2)对氟碳铈精矿进行了活化预处理,结果表明:随着活化温度的升高、时间的延长,氟的损失率显著增大。合适的活化预处理条件为活化温度480℃,活化时间60min,氟的损失率为3.24%。  (3)考察不同钙化温度、钙化时间、液固比等因素对钙化转型效果的影响,结果表明:钙化温度为250℃、液固比为20∶1、时间为180min,钙化转型效果最好。此条件下得到的钙化转型渣的稀土浸出率最高,其中铈浸出率77.01%,镧浸出率为90.55%,钕浸出率92.03%。
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