王少炳
,
李解
,
李保卫
,
韩继铖
,
王介良
,
李成元
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201504006
基于热重-差热实验数据,采用Freeman-Carroll微分法、Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法三种方法,全面分析了硫酸分解稀土精矿的反应动力学行为,推断其反应机理,计算反应表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数,确定不同温度段反应的限制性环节.结果显示,浓硫酸低温分解混合稀土精矿在阶段Ⅰ (160℃～220℃)和阶段Ⅱ(310℃～340℃)两个温度阶段的反应比较剧烈.由Freeman-Carroll微分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E为33.02 kJ·mol-1、反应级数n为0.51;而阶段Ⅱ的表现活化能E为182.75kJ·mol-、反应级数n为0.61.同时,由Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E分别为34.66 kJ·mol-1和38.36kJ·mol-1,机理函数分别为f(α)=(1-α)和G(α)=[-ln(1-α)]3/2;而阶段Ⅱ反应的表现活化能E分别为215.23kJ· mol-1和205.46kJ· mol-1,机理函数分别为f(α) =2(1-α)[-ln(1-α)]1/2和G(α)=[-ln(1-α)]3/2,两种方法确定的反应限制性环节均为随机成核和随后生长的化学反应,且与Freeman-Carroll法的表观活化能计算结果相近.
关键词:
稀土精矿
,
低温分解
,
硫酸
,
反应动力学
李解
,
李成元
,
李保卫
,
王少炳
,
韩继铖
,
王介良
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.016
针对稀土精矿高温酸浸焙烧钍难回收、成本高而低温酸浸焙烧又效率低的问题,采用“微波加热低温酸浸”新工艺,研究了低品位稀土精矿硫酸焙烧浸出的过程.实验首先考察了微波加热稀土精矿硫酸焙烧的升温特性,重点探讨了微波加热的焙烧温度、酸矿比、焙烧时间对酸浸矿稀土浸出率的影响,同时考察了不同焙烧温度下水浸渣中钍的残留率.实验结果表明:稀土精矿微波酸浸焙烧的升温速率随着酸矿比和微波功率的增加而加快;而且随着温度的升高、酸矿比和焙烧时间的增加,微波加热酸浸稀土精矿的浸出率提高,其浸出的最佳条件为:焙烧温度220℃,酸矿比1.5,焙烧时间8 min;此条件下的稀土浸出率为92.55％,且水浸渣中的钍未生成焦磷酸钍,可用于下一步提取.与现行的稀土精矿硫酸高温焙烧生产工艺和常规的低温酸浸焙烧工艺相比,微波焙烧低温酸浸工艺更具优势,在保证稀土较高浸出率和后续工艺能回收钍的基础上,将焙烧时间缩短为常规低温酸浸工艺浸出时间的1/15,从而提高了浸出效率.
关键词:
微波加热
,
稀土精矿
,
酸浸
