稀土氧化物广泛应用于半导体材料、研磨材料、高级颜料、感光玻璃的增感剂及汽车尾气的净化器方面。目前稀土氧化物采用推板窑煅烧碳酸盐生产工艺,存在不连续、物料加热不均、反应速度慢、劳动强度大、单位产品能耗高等问题。本研究在文献资料和借鉴其他行业生产实践的基础上,针对甘肃稀土公司原有碳酸铈煅烧氧化铈工艺,研究设计了一种新型煅烧工艺,以强化传热过程、缩短煅烧时间,降低生产能耗和提高劳动生产率,实现连续化生产的目的。本设计采用多膛炉直接连续煅烧工艺,在碳酸铈相关煅烧基础实验基础上、通过煅烧炉的物料和热平衡计算、确定了多膛煅烧炉炉型及结构尺寸,同时进行了煅烧工艺辅助设备选择,设计研究完成的主要工作如下:(1)对碳酸铈进行了热重分析实验,研究了不同煅烧温度下制备氧化铈的密度、粒度及特性规律,结果表明:800℃下,60 min可以完成脱水和分解;煅烧生产的氧化铈密度随煅烧温度升高有所增大,不同温度下煅烧后碳酸铈物料的颗粒粒径主要分布范围在0.5~140μm。为多膛炉设计提供了重要的设计参数;(2)基于多膛炉的物料和热平衡计算,分析了多膛炉内物料走向和热量的分布情况;理论计算出多膛炉的主要结构尺寸:多膛炉共分8层,每层高度900 mm,内径为2640 mm,外径为3080 mm;根据烟气成分、特征及产品特性,选定了袋式除尘器、粉状物料板式换热器等辅助设备;(3)对多膛炉的典型工作段进行数值模拟,模拟了多膛炉内的速度、压力、温度分布情况,模拟结果基本符合实际预想。本研究为进一步开展工业试验奠定了理论基础,对稀土行业碳酸盐煅烧设备的节能增效具有一定的参考价值。