[发明专利]通过煤气化过程富集稀土元素含量较低的稀土矿的方法

说明书

本发明涉及稀土富集技术领域，提供了一种通过煤气化过程富集稀土元素含量较低的稀土矿的方法。该方法包括以下步骤：对稀土矿进行前处理，稀土颗粒与煤粉混合后进入到气化工段，气化反应生产合成气并使稀土颗粒粉化，经气化工段产生的半焦与稀土颗粒进入到燃烧工段进一步粉化稀土颗粒，未粉化的稀土颗粒循环回到气化工段；稀土粉末和飞灰经分离获得富含稀土元素的稀土粉末。本申请，对稀土矿进行前处理并耦合煤气化过程，生产合成气的同时使稀土颗粒粉化、富集，进而使得低品位的稀土资源有效利用，稀土矿中的金属元素可促进煤气化反应，稀土颗粒粉化释放的金属氧化物对气化反应过程具有催化和CO₂、SO₂原位分离作用，提高效率，减少污染排放。

技术领域

本发明涉及稀土富集技术领域，具体涉及一种通过煤气化过程富集稀土元素含量较低的稀土矿的方法。

背景技术

随着国家社会经济的不断发展与进步，对稀土的关注度越来越高。稀土资源大多数为金属共生矿，含有丰富的氧化钙、氧化铁等其他元素，这些金属元素通过物理和化学的方式和稀土矿结合。稀土矿中的稀土中小型矿居多，品位复杂难处理，同时随着稀土资源的消耗，可开采的稀土矿品位也在下降，尾矿增多。

传统的湿法、火法冶炼只适用于高品位矿冶炼。对于湿法冶炼，需要用溶剂将稀土矿浸渍萃取，当稀土品位太低，稀土元素浓度太低，溶剂无法有效萃取。对于火法冶炼，其过程能耗很高，处理低品位稀土矿和尾矿效果不明显，得不偿失。而且，不论火法还是湿法冶炼都会产生高污染废水，包括冲洗液、冲渣水、烟气净化水，已经被列入严重污染物，严重污染环境。

由此可见，采用传统的采矿、选矿、冶金工艺处理这些低品位矿产资源的时，还存在资源利用率低，环境污染等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种通过煤气化过程富集稀土元素含量较低的稀土矿的方法。

上述通过煤气化过程富集稀土元素含量较低的稀土矿的方法包括以下步骤：

对稀土矿进行前处理；

将经过前处理的稀土颗粒与煤粉混合；

混合后的稀土颗粒与煤粉进入到气化工段，气化反应生产合成气的同时使得稀土颗粒粉化；

经气化工段产生的半焦与稀土颗粒混合进入到燃烧工段，燃烧反应使得稀土颗粒进一步粉化；

稀土颗粒粉化形成的稀土粉末和燃烧产生的飞灰经分离获得富含稀土元素的稀土粉末，未完全粉化的稀土颗粒循环进入到气化工段。

可选的，前处理的方法包括微波处理法或碱性离子液体处理法或放射性射线处理法。

可选的，微波处理法具体包括：通过微波照射稀土颗粒；微波功率为500至1200W之间，照射时间为20至40min。

可选的，碱性离子液体处理法具体包括：碱性离子液体与稀土颗粒按照体积比为0.5至1.2混合，并在40至60℃下充分搅拌。

可选的，在碱性离子液体处理法中，通过激光粒度仪检测稀土颗粒平均粒径，计算颗粒膨胀倍数，直至颗粒膨胀倍数大于2.0。

可选的，稀土颗粒与煤粉按质量比为1:1至1:3混合。

可选的，稀土颗粒的粒径范围为0.15mm至0.30mm，煤粉粒径范围为0.4mm至2.0mm。

可选的，气化工段的反应温度为600至800℃，压力为0.5至1.5Mpa；燃烧工段的燃烧温度为800至1000℃，压力为0.5至1.5Mpa。

可选的，气化床的固体通过中上部的溢流口及管道进入燃烧床的上部，未粉化彻底的稀土颗粒从燃烧床的底部通过管道进入气化床的下部。