四川冕宁县牦牛坪稀土矿床规模居四川各矿床之首，矿石中80％的稀土氧化物集中在氟碳铈矿内。目前广泛应用的是氧化焙烧-稀盐酸优先浸出非铈稀土-碱分解二氧化铈富集物工艺，生产中存在着含氟废水难处理而污染环境的问题。为了解决这些问题，开发高效率回收稀土、氟等有价资源的清洁冶金流程，本论文提出了Ca(OH)2-NaOH分解氟碳铈矿精矿的新工艺，研究内容及结果如下:
(1)采用TG-DTA热分析技术和XRD检测手段对Ca(OH)2-NaOH分解氟碳铈矿精矿过程进行了研究，分析其热分解机理。结果表明，矿物中的氟碳铈矿受热分解后的产物与Ca(OH)2、NaOH反应生成稀土氧化物，氟主要以CaF2的形式固定下来，同时有NaF的生成。低熔点NaOH的加入可以降低矿物分解温度，且使产物颗粒出现了聚集抱团现象，形成了较大的烧结块。
(2)采用二次回归正交试验方法研究了氟碳铈矿焙烧过程的影响因素，得到的优化分解工艺条件为:Ca(OH)2加入量15％，NaOH加入量8％，焙烧温度550℃，焙烧时间75min。此焙烧条件下精矿分解率达到了98.13％。
(3)采用MLA等测试手段，明确得到了氟碳铈矿焙烧前后矿相嵌布规律。结果表明，作为主要目标矿物，稀土矿物及萤石的连生度下降，解离度提高，有利于稀土氧化物和萤石的浮选分离。
(4)通过反应动力学模型和TG-DTA热分析曲线两种方式综合研究分析焙烧反应动力学。结果表明，反应受扩散和化学反应混合控制。温度区间处于400～450℃时，反应速率主要受化学反应速度控制;温度在450℃～500℃范围时，反应速率受扩散和化学反应速度混合控制;达到并超过500℃后，反应速率随温度升高的变化变缓，化学反应速度对反应速率的影响渐弱。添加NaOH后反应的表观活化能有了少许的下降，能够促进反应的发生。
该工艺与氧化焙烧-盐酸优浸工艺相比没有含氟废气，并能有效地回收氟，与NaOH、Na2CO3焙烧法相比节省了生产成本，为四川氟碳铈矿的清洁生产探索了一个新的途径，对于稀土资源的清洁与资源高效利用具有重要的意义。
- 作 者：
- 岑鹏
- 学科专业：
- 冶金工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 东北大学
- 导师姓名：
- 吴文远
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
