CaO固氟焙烧——盐酸浸出回收稀土钙热还原渣中稀土试验研究

采用氧化钙固氟焙烧—盐酸浸出法回收稀土钙热还原渣(还原渣)中的稀土和氟化钙,研究了氧化钙焙烧过程还原渣的转型机理、浸出过程的热力学和不同条件下稀土的浸出规律。热力学分析表明:升高温度能够促进氧化钙和氟化稀土反应生成氧化稀土和氟化钙;CaF_(2)的存在会抑制稀土元素的浸出,而高浓度的Ca^(2+)减少了F-溶出、促进稀土浸出。浸出试验结果表明:在一定范围内提高浸出温度、浸出时间、盐酸浓度、液固比均能促进稀土的溶出。适宜条件为:焙烧温度800℃、焙烧时间1.5 h、氧化钙与还原渣质量比为1∶1、球团直径10 mm、焙烧渣磨矿时间3min、浸出温度40℃、浸出时间1.5 h、盐酸浓度4 mol/L、液固比10∶1 m L/g。在上述适宜条件下,稀土浸出率达到95.44%;浸出渣CaF_(2)品位为97.02%,回收率为97.88%,实现了还原渣的高效综合利用。

含氟锗精矿氯化蒸馏固氟工艺研究

先对含氟锗精矿进行烘干球磨过200目筛的预处理,然后在玻璃设备中加入盐酸和固氟剂铝盐进行氯化蒸馏分离得到粗四氯化锗,通过氢氧化钠溶液吸收四氯化锗及盐酸尾气来计算锗回收率及固氟效果。试验得到含氟锗精矿氯化蒸馏时盐酸浓度为7~7.5 mol/L,可溶性铝盐的铝氟摩尔比为6∶1时,锗回收率可达99.71%,氟以氟化铝共价化合物的形式固定下来,确保了氟不会腐蚀玻璃设备。

碱煮钨渣洗涤过程的固氟方法及理论分析

钨矿常和含氟矿物伴生,经碱分解-离子交换法制备仲钨酸铵,导致碱煮钨渣不可避免含有一些可溶性氟,致使其渣浸液中氟离子浓度超过危废物鉴别标准上限。但目前对碱煮钨渣洗涤过程的固氟研究较少。本研究提出了采用硫酸钙作为固氟剂对碱煮钨渣洗涤过程的固氟方法,通过理论分析研究表明最佳工艺参数为:浆洗体系pH为6.5~9.5,温度为室温,液固比不超过3.5 L·kg^(-1),浆洗时间不超过1.5 h,投料方式为固氟剂先于碱煮钨渣加入浆洗液中。本研究为钨冶炼企业碱煮钨渣洗涤过程固氟提供了一种操作简便、绿色环保的方法及理论指导。

燃煤过程中CaO及钙基固氟剂对氟析出的控制

燃煤过程中CaO与HF反应生成CaF2 在燃烧温度 90 0℃时 ,CaO对煤中氟析出的抑制范围为 12 2 %～61 0 % ,平均为 3 9 5 % CaO固氟最佳条件是 :燃烧温度 80 0～ 10 0 0℃ ,停留时间 5～ 10min ,Ca/S(摩尔比 )为 2 5～ 3 0 钙基固氟剂由钙基吸收剂和添加剂组成 ,主要经历钙基吸收剂的分解反应、CaO固氟反应及硅铝钙等化合物的复合反应而形成高温稳定的固氟产物 工业链条炉燃烧试验表明 :钙基固氟剂在全预混添加方式下固氟率为5 4 0 %～ 64 8% ,平均为 5 9 3 % ;在半预混半喷射两段添加方式下固氟率为 72 5 %～ 80 5 % ,平均为 75 5 % ,明显高于全预混添加方式 CaO和钙基固氟剂的固氟效果与燃烧条件。

石灰石的孔隙结构特性及对固氟反应的影响

用三种石灰石为研究对象 ,应用高温管式炉、扫描电子显微镜和压汞仪对样品进行了一系列宏观与微观的对比实验 ,探讨了石灰石的孔隙结构特性及对固氟反应的影响。结果表明 ,通过扩大比表面积、增加孔隙率和减小粒径等途径可以改善石灰石的孔隙结构特性 ,提高钙基固氟剂高温下的利用率。

煤燃烧固氟剂及固氟效果研究

通过热力学分析煤燃烧过程中钙基固氟剂固氟反应机理和高温高效钙基固氟剂开发原则 ;通过流化床和链条炉燃烧试验考察石灰石和钙基固氟剂燃烧固氟效果 .试验表明 :流化床燃烧时石灰石燃烧固氟效果明显 ,在Ca/F =6 0～ 70时 ,脱氟率可达到 6 6 7%～ 70 0 % ;链条炉燃烧试验表明 :利用工业废料开发的钙基固氟剂固氟效果显著 ,在Ca/F =6 5～ 80时 ,脱氟率为 5 7 32 %～ 75 19% .在燃煤过程添加石灰石和钙基固氟剂具有固氟固硫的双重作用 .

煤燃烧固氟技术的工业试验

采用热力学计算分析煤燃烧过程中钙基固氟剂固氟反应平衡过程,探讨钙基固氟剂燃烧固氟的可行性及耐高温复合钙基固氟剂的开发原理,进行钙基固氟剂流化床和链条炉燃烧固氟工业试验.结果表明:流化床燃烧时石灰石固氟效果明显,在Ca/F=60~70时,脱氟率可达66.70%~70.00%,石灰石的添加量和粒度对固氟效果有显著的影响.对于工业链条炉,利用工业废料开发的耐高温复合钙基固氟剂固氟效果显著,在Ca/ F=65~80时,脱氟率达57.32%~75.19%,在燃煤过程添加石灰石和钙基固氟剂具有固氟固硫的双重作用.

煤燃烧过程中CaO-HF固氟反应动力学机理

为了揭示钙基吸收剂燃烧固氟机理，提高固氟效率，建立了CaO-HF固氟反应的未反应收缩核动力学模型，通过模型计算，分析了反应温度、HF气体浓度、CaO粒径及添加量对固氟反应特性的影响，并与实验结果进行了对比。结果表明：未反应收缩核模型可较好地描述CaO—HF固氟反应的宏观动力学，预测反应温度、HF气体浓度及CaO颗粒粒径对化学反应的影响。CaO转化率随反应温度和反应时间的增加而增加，但在1073～1273K范围内，反应温度的提高对CaO转化率的提高幅度不是很大；CaO转化率随HF气体浓度的增加而增加，与反应温度的影响相比．HF气体浓度对固氟反应影响更为明显。随CaO初始粒径的减小，CaO转化率显著提高，CaO初始粒径对固氟反应速度有显著的影响。

民用燃煤氟剂及相应固氟技术的研究

筛选出了三种民用燃煤固氟剂，固氟效率：石灰＞电石渣＞碳酸钙。煤中加入15－20％石灰、碳酸钙代替量等量粘土，不影响燃煤发热量。在北京氟中毒山区进行了两种炉型（铁炉、地炉）两种型煤（蜂窝煤、煤饼）、不同地区煤中加入不同比例固氟剂，进行固氟效率实验。当煤：土：石灰／3：0．5：0．5时，北京、湖北秭归县煤的固氟效率分别为91．2％、89．6％。

硫酸净化系统循环稀酸固氟的研究

本文针对烟气制酸净化系统固氟现状结合理论进行机理分析,找出了影响固氟效率的关键因素是稀酸温度、稀酸浓度、污酸开路量、风机出口的干燥效率、氟浓度梯度等,并提出了相应的固氟措施。实施后取得了较好的效果,同时完善了相关净化固氟规范。

微山稀土精矿经固氟后采用氯化铵法回收稀土

微山稀土精矿经固氟后,采用氯化铵法回收稀土. 通过单因素条件实验确定了矿物固氟和氯化焙烧的较宜条件:固氟温度为550oC,固氟剂用量与精矿质量比为1:20,固氟焙烧时间50 min; 氯化剂用量与精矿质量比为1.2:1,氯化焙烧温度480oC,氯化时间60 min. 在较宜条件下,稀土的浸出回收率在87.8%以上. 利用X射线衍射探讨了固氟过程中可能发生的反应.

燃煤高温固氟工艺和添加剂的实验研究

该文从改善钙基固氟剂反应活性和提高固氟产物的高温稳定性两方面着手,通过实验研究开发出几种耐高温复合型固氟剂。研究结果表明:加Na、K类金属盐能改善添加剂反应活性和微观空隙结构,使固氟率提高到75％以上;加Fe_2O_3和Al_2O_3能形成高温稳定固氟产物,使固氟率提高2倍;加铝硅系粘土矿物,能形成铝硅和氟化钙复合相体系,使固氟率提高2.5倍。

采用固氟氯化法从氟碳铈矿中提取稀土氯化动力学的研究进展

针对我国主要的稀土矿物氟碳铈稀土矿目前在分解回收中主要采用浓硫酸焙烧法产生氟化氢污染环境的问题,清华大学核能与新能源研究院从1998年以来开展了氧化镁固氟、氯化铵选择性氯化提取氟碳铈中稀土及其动力学的研究。选择我国典型的稀土矿物包头混合型稀土矿及山东氟碳铈稀土矿展开研究,确定了适宜的工艺条件、氯化选择性和氟的转化形态。稀土以氯化稀土形式被浸取,对于两种稀土矿物稀土浸出回收率均在85%以上。氯化铵氯化稀土的氯化动力学符合Bagdasarym提出的多相区域反应动力学模型,氯化反应的速率αRE遵从Erofeev方程。氯化铵氯化不同形态氧化稀土氯化反应表观活化能的大小顺序为:EaLa2O3+CeO2<Ea包头矿<EaLa2O3<EaREO<Ea微山矿<EaCeO2。固氟焙砂的化学组成、微粒结构、微粒粒径、比表面、组分间作用、稀土元素的配分是影响固氟氯化铵焙烧分解法提取不同稀土矿物中稀土工艺和氯化反应速率常数的重要因素。CeO2的氯化是混合氧化稀土氯化的控速步骤;CeO2与NH4Cl反应生成氯氧化物是决定混合氧化稀土氯化率的关键。

固氟氯化铵焙烧法从包头稀土矿中回收稀土的动力学

研究了固氟氯化铵焙烧法分解包头混合型稀土精矿回收稀土的动力学。结果表明:固氟焙砂的氯化反应过程符合Bagdasarym提出的区域反应速率模型,氯化反应过程经过了两个串联反应步骤,且反应生成物的核按一个方向长大;反应速率方程遵从Erofeev方程的串联反应步骤模型,反应表观活化能Ea为36.831kJ·mol-1,过程控制步骤是内扩散控制。

包裹石煤固氟燃料固氟效果的中试

选择陕西紫阳蒿坪镇相同条件地炉 16户 ,其中 8户烧用当地高氟块状石煤、石灰、粘土和低氟无烟煤粉制备的包裹石煤燃料 ,8户燃烧未处理的石煤 ,进行了中试研究 .结果表明 ,包裹石煤组本身煤氟与渣氟比较 ,固氟率平均 75 . 0 % ;室内空气 ,与普通块石煤组比较 ,包裹石煤燃料组氟下降了 85 . 7% ,硫下降 75 . 0 % ,烟尘下降 5 5 . 3% .

固氟氯化法从山东微山氟碳铈矿提取稀土的氯化率动力学

研究了用固氟氯化铵焙烧法分解山东微山中品位氟碳铈精矿回收稀土的氯化率动力学. 结果表明:固氟焙砂的氯化反应动力学过程是区域反应速率模型,氯化反应过程经过了2个串联反应步骤,用Erofeev方程ln[ln(1a)]=lnk+nlnt处理反应速率,反应速率常数与温度T的函数关系式为k=2.7107eEa/RT, 表观活化能Ea为125.9 kJ/mol,过程限制环节主要是界面化学反应控制.

燃煤过程中CaO固氟反应特性的模型研究

采用部分烧结晶粒模型建立了燃煤过程中CaO固氟反应的数学模型 ;并在WCT 1型热天平上对CaO固氟反应特性进行了试验研究 ,结果表明 ,CaO/HF反应对HF为一级 ,本征反应和产物层扩散活化能分别为 18 73kJ/mol和 32 4 6kJ/mol。分析了反应温度、HF浓度、煤颗粒微孔结构等对CaO转化率的影响 ,经与热重实验结果比较表明 ,计算值与实验值基本吻合。

室内燃煤固氟剂及其固氟技术的研究

研究出了 3种农村易得、价廉、固氟效率高的固氟剂 ,这三种固氟剂分别为石灰、电石渣和碳酸钙 ,其固氟效率 :石灰≈电石渣 >碳酸钙。煤中加入石灰或碳酸钙代替等量粘土 ,不影响燃煤发热量。在北京氟病区 ,当煤∶土∶石灰 3∶0 5∶0 5时 ,北京煤和湖北省秭归县煤的固氟效率分别为 97 2 %和 89 6 %。

钙基物料在砖坯烧制过程中固氟特性的研究

提出添加适量钙基物料抑制制砖中氟的逸出 ,对固氟机理进行了试验研究 ;并试验分析了钙基物料粒径、微孔结构、碱金属盐添加剂、制砖工艺对固氟性能的影响 .在此基础上 ,进行了添加钙基物料的工业应用试验 ,砖存氟率由约 2 5 %增至70 %以上 。

煤燃烧过程中有机钙固氟效果研究

选择醋酸钙镁、醋酸钙2种有机钙为固氟剂，在固定床管式炉上对它们的固氟效果进行了初步研究，并分析了粒径、温度、钙硫比等对试验结果的影响．通过与传统固氟剂碳酸钙的固氟效果进行比较发现：在相同实验条件下，这2种有机钙具有良好的固氟效果，高温阶段效果更加明显，温度为1000～1100℃时，醋酸钙镁的固氟率是碳酸钙的1．68～1．74倍，醋酸钙的固氟率为碳酸钙的1．28～1．37倍．