【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及礦物加工，尤其涉及一種控制含稀土磷礦還原過程中中稀土富集的添加劑及使用方法。
技術介紹
1、稀土因其獨特的磁、光、電性質，成為改造傳統產業和發展新興產業不可或缺的關鍵元素。稀土在自然界中主要以獨立礦物形式存在，其次還有以吸附狀態存在于黏土礦物上、以離子化合物形式存在于礦物晶格中，或作為雜質元素以類質同象的方式賦存于礦物中。含稀土磷礦床通常具有較高的重稀土含量，具有巨大的開發價值，是一種重要的稀土資源儲備。
2、熱法工藝是處理磷礦的重要方法之一。該工藝將磷礦、硅石和焦炭按一定比例混勻、加入電爐，高溫條件下，磷礦被還原生成磷氣體，磷氣體通入洗氣塔回收磷，磷礦石中的稀土元素則留存于渣相中。目前對熱法還原過程中稀土元素的遷移規律研究較少，更多的研究針對的是渣相中稀土等有價元素的回收。
3、已有的研究表明稀土元素均勻的分布在渣相中，回收渣相中的稀土需要用大量的酸溶解渣相，使得稀土離子進入到溶液中，然后通過萃取、沉淀和離子交換等工藝回收稀土元素。因此該工藝存在著酸耗大、工藝復雜、經濟效益低等缺點。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑及使用方法，通過本專利技術添加劑可以使渣相中稀土富集于硫化相中，有利于稀土元素的后續回收利用。
2、為解決上述專利技術目的，本專利技術提供的技術方案如下：
3、一種控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集走向的添加劑，按質量計，由不少于40份硫化劑和不超過60份穩定劑組
4、上述，硫化劑的作用是為體系提供硫源，而穩定劑的作用是保持硫化相具有一定的穩定性。
5、該添加劑的使用方法，包括步驟如下：
6、s1、配料：將磷礦、硅石、還原劑與添加劑按比例混合均勻；
7、s2、還原：將步驟s1中混合均勻后物料置于還原裝置中度還原，在高溫強還原氣氛下，硫化劑中的硫酸根轉變為硫離子進入渣相并與渣相中的稀土離子和鈣離子(或穩定劑提供的陽離子)結合，隨后從渣相中析出形成富稀土硫化相，磷則被還原為單質，磷以氣體形式揮發，將氣體通入洗氣塔，回收磷；
8、s3、爐渣冷卻：將步驟s2中還原完成后的爐渣從還原裝置中排出，冷卻至常溫，獲得的爐渣內稀土富集于硫化相中。
9、所述步驟s1中磷礦為磷礦原礦或磷礦選礦產生的精礦或中礦，磷礦中p2o5含量大于20％，稀土氧化物總量大于0.05％，fe2o3含量小于5％。
10、所述步驟s1中硅石的sio2含量大于90％，硅石粒度在1mm-30mm之間含量大于90％，添加量為磷礦質量的5％-40％。
11、所述步驟s1中還原劑為焦炭、無煙煤或煙煤中的一種，還原劑中固定碳含量大于60％，還原劑粒度在0.5mm-15mm之間含量大于90％，添加量為磷礦質量的10％-30％。
12、所述步驟s1中添加劑用量為磷礦質量的2％-20％。
13、所述步驟s2中還原裝置為電爐。
14、所述步驟s2中還原溫度為1350℃-1550℃，還原時間為30min-180min。
15、優選的，步驟s2中還原溫度為1400℃-1500℃，還原時間為60min-120min。
16、所述步驟s3中冷卻方式為水冷卻、自然冷卻或程序降溫冷卻中的一種。
17、所述步驟s3中硫化相為一種或多種硫化物，稀土以類質同象或其它形式存在于硫化物中。
18、上述技術方案，與現有技術相比至少具有如下有益效果：
19、上述方案，采用添加劑控制含稀土磷礦還原過程中稀土的富集，所用添加劑為普通易得的工業產品或天然礦物，原料來源廣泛。添加劑能夠使得含稀土磷礦還原過程中稀土富集于硫化相中，有望改變渣相中稀土難以回收利用的現狀，對含稀土磷礦的開發具有重大意義。
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1.一種控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑，其特征在于，按質量計，由不少于40份硫化劑和不超過60份穩定劑組成，其中，所述硫化劑為硫酸鹽，所述穩定劑為含錳的鹽或礦物，穩定劑純度要求大于70%。
2.根據權利要求1所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，包括步驟如下：
3.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟S1中磷礦為磷礦原礦或磷礦選礦產生的精礦或中礦，磷礦中P2O5含量大于20%，稀土氧化物總量大于0.05%，Fe2O3含量小于5%。
4.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟S1中硅石用量為磷礦質量的5%-40%，還原劑用量為磷礦質量的10%-30%，添加劑用量為磷礦質量的2%-20%。
5.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟S1中還原劑為焦炭、無煙煤、煙煤中的一種，
6.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中
7.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟S2中還原溫度為1350℃-1550℃，還原時間為30min-180min。
8.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟S3中冷卻方式為水冷卻、自然冷卻或程序降溫冷卻中的一種。
9.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟S3中硫化相為一種或多種硫化物。
...【技術特征摘要】
1.一種控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑，其特征在于，按質量計，由不少于40份硫化劑和不超過60份穩定劑組成，其中，所述硫化劑為硫酸鹽，所述穩定劑為含錳的鹽或礦物，穩定劑純度要求大于70%。
2.根據權利要求1所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，包括步驟如下：
3.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟s1中磷礦為磷礦原礦或磷礦選礦產生的精礦或中礦，磷礦中p2o5含量大于20%，稀土氧化物總量大于0.05%，fe2o3含量小于5%。
4.根據權利要求2所述的控制含稀土磷礦還原過程中稀土富集的添加劑的使用方法，其特征在于，所述步驟s1中硅石用量為磷礦質量的5%-40%，還原劑用量為磷礦質量的10%-30%，添加劑用量為磷礦質量的2%-20%。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：寇玨，溫孝進，孫春寶，林嘉威，徐宏達，李慶奧，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：
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