稀土行业产品和工艺

稀土行业产品和生产工艺

1 稀土行业产品

稀土行业产品主要有如下产品：

表1-1 稀土行业产品

2生产工艺

（1）生产工艺过程简述

生产工艺过程如下：

首先是稀土精矿与浓硫酸按一定的比例混合后经过搅拌送入焙烧窑，经过高温焙烧使精矿中的稀土转化为硫酸稀土。焙烧过程中会排放出含有HF、S i F4、SO2、SO3、烟尘和酸雾的烟气，将采用水喷淋回收硫酸的方法对焙烧烟气进行治理。焙烧好的稀土矿在低温条件下用水浸并加入氧化镁调pH，使硫酸稀土溶解而其它杂质以固态的形式存在，由于水浸渣中含有钍，因此具有放射性，生产工艺中水浸渣经水洗压滤后，装袋密封暂存，然后送放射性废渣库；水浸液用碳酸氢铵进行沉淀，沉淀物经离心分离后用水进行洗涤得到混合碳酸稀土产品,碳沉母液及洗涤水显酸性，经中和后排入包钢尾矿坝。反应原理如下:

a.稀土精矿焙烧过程主要方程式

2REFCO3＋3H2SO4=RE2（SO4）3＋2H2O↑＋2CO2↑＋2HF↑

2REPO4＋3H2SO4=RE2（SO4）3＋2H3PO4

Th3（PO4）＋6H2SO4=3Th（SO4）2＋4H3PO4

Th（SO4）2＋H4P2O7=ThP2O7＋2H2SO4

CaF2＋H2SO4=CaSO4＋2HF↑

4HF＋SiO2=SiF4＋2H2O↑

Fe2O3＋3H2SO4=Fe2（SO4）3＋3H2O↑

SiO2＋2H2SO4=H2SiO3＋2H2O↑＋SO3↑

3H2SO4＋P2O5=3H3PO4＋3SO3↑

2H2SO4=2H2O↑＋2SO2↑＋O2↑

b.混合碳沉主要反应方程式

RE2（SO4）3＋6NH4HCO3=RE2（CO3）3＋3(NH4)2SO4+3CO2↑ +3H2O

2.1焙烧尾气治理工艺流程简述

来自酸法焙烧窑的尾气通过现有一级沉渣室除去部分渣物，然后进入一级组合式换热吸收器（文氏混冷器）降温并除去部分烟尘和硫酸雾，流出的高浓混酸液进入酸预沉、PP-PTFE滤清、破饱系统，将大量的胶性、固体物质除去，清混酸液循环喷淋、气化、富集，溢出酸送往硫酸浓缩40%回收系统生产70%直至93%硫酸，硫酸一部分回生产洗渣使用，一部分配成86%硫酸或加工为93%硫酸回生产焙烧使用，其余15%含氟酸目前暂时中和处理后排入尾矿坝，以后将成为回收氟盐的主要原料。

一级降温吸收后的气体，然后到二级塔循环降温吸收，进一步将尾气中的大部分氟及少量硫酸吸收掉。尾气中残余的氟和微量硫酸雾以及部分二氧化硫再经过第三级吸收塔，极大的增加了气体净化效果，通过补入终水处理部分的中性或三级弱碱性水洗涤净化，使气体达到净化指标通过除雾器除雾后，用风机由烟囱排出，其中二氧化硫、硫酸雾、氢氟酸去除效率分别可达到70%、98％、99%。

生产工艺及排污流程图见图2－1。焙烧尾气治理及酸回收工艺流程及物料平衡图见图2－2。

图2－1 焙烧生产工艺及排污流程简

硫酸

1200-1500t/a 4800-8000t/a 白碳黑 氟化盐

图2－2 焙烧尾气酸回收工艺流程及物料平衡图

2.2稀土分离生产工艺简述

稀土分离采用P507盐酸萃取体系进行分组分离，将混合碳酸稀土首先用盐酸溶解，使其转化为氯化稀土。当转化完成后投入碱性物质调PH，并在溶液中投入钡盐，使溶液中残留的硫酸根、铁等杂质形成固态与溶液分离，达到进一步提纯的目的。其反应原理如下：R2(CO3)3+6HCl→2RCl3+3CO2↑+3H2O

Ba2++SO42-→BaSO4↓ Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓

得到的混合氯化稀土溶液以P507为萃取剂，在盐酸体系中根据稀土元素的特性和产品结构的要求，以不同的工艺条件对混合氯化稀土原料进行逐一萃取、洗涤、反萃、分离、分别得到单一氯化稀土；再经沉淀、洗涤、灼烧等工段处理后，得到稀土氧化物产品。碳铵沉淀产生的氯化铵废水及皂化废水进入蒸铵系统，生产氯化铵副产品。生产工艺流程简图见图2－3。

2.3东厂氨氮废水回收氯化铵工艺简述

东厂氨氮废水过去在生产过程中，由于受原有生产工艺的影响，废水中NH3-N严重超标，采用浓缩蒸铵的方法只能处理萃取分离过程中皂化段产生NH3-N浓度较高的废水，对于碳沉过程中所产生大量NH3-N浓度较低的洗涤废水，无法治理。根据环保要求以及公司生产的实际，经公司多方论证和考察，完善生产工艺，改进生产技术，现生产中采用优化碳沉工艺，即溶料所产生的氯化稀土料液不经稀释直接用于沉淀、二次洗涤所产生的废水用于一次洗涤、一次洗涤所产生的废水用于配置碳氨溶液，这样就只需对高浓度的皂化废水1和碳沉废水2采用蒸铵处理工艺，全部进行蒸氨处理，这样解决了氨氮废水严重超标污染水环境的问题。氯化铵回收工艺流程简图见图2－4。

碳酸稀土+HCI 、BaCI 2

（

NH 4OH ）

配置碳铵溶液 废水2

浓水

废水4

产品

图2－3 稀土分离生产工艺流程简图

皂化废水1＋沉淀废水2

约为75-80%

（未回收的再

次进行蒸发）

甩干产生的母液

入库

图2－4 NH 4CI 回收工艺流程图

稀土生产中使用的主要危险化学品为盐酸、硫酸、氨水、煤油。见表2-2 表2－2 化学品储存情况

3生产设备情况

生产设备情况见表2－3～表2－8。

表2-3 焙烧车间主要生产设备表

表2－4 水浸车间主要生产工艺设备表

表2－5 碳沉车间主要生产设备表

表2－6 分离车间主要生产工艺设备表

表2-7 焙烧尾气酸回收设备表

备注：代号说明：本表位号符号采用ISO或GB国际统一分类标准：1字头为尾气及富集工段，2字头为酸浓缩工段。P：表示泵，C：表示槽、池类，E：表示换热器类。V：表示真空类。FI：表示过滤类。其它以英文开头为准。

表2－8 氨氮废水蒸铵系统主要设备表