离子型稀土矿浸出过程微细颗粒迁移规律及调控

离子型稀土矿在浸出过程中浸出剂与矿石表面水合机制较为复杂,颗粒间的桥式胶结因离子吸附交换过程中存在多种作用力与分散作用而容易发生断裂,从而使微细颗粒发生迁移和重新排列,并在孔喉处沉淀,产生堵塞现象,影响离子型稀土的浸出效率。为揭示离子型稀土矿在原地浸出过程中微细颗粒的迁移规律,并找到适宜的调控方法,以龙南足洞离子型稀土矿为研究对象,采用实验室柱式溶浸法,考察了浸出剂质量浓度、黏度、流速、水力梯度、矿体高度及矿体含水率对微细颗粒迁移的影响。结果表明,离子型稀土矿浸出过程微细颗粒的迁移是影响浸出效率的重要因素之一。在外力的作用下,微细颗粒在浸出过程中易随浸出剂发生迁移运动。当调控浸出剂质量浓度低于4%,浸出剂黏度不超过1.5 mPa?s,水力梯度小于0.75,浸出剂流速低于3 mL/min,原矿含水量大于11%时,矿体中微细颗粒迁移率较低,矿体渗透性保持良好,有利于浸出液的渗流和稀土离子的浸取。     

离子吸附型稀土矿再吸附试验研究

针对离子型稀土矿原地浸矿中的再吸附问题,进行了实验室条件试验,探讨了离子型稀土矿再吸附存在的条件,提出避免离子型稀土矿浸出再吸附的措施。结果表明稀土母液与稀土矿相互接触越充分,再吸附效果就越好;母液稀土离子浓度升高或母液液固比增大,会使稀土矿再吸附量增大;母液中阳离子离子交换能力大于稀土离子,会抑制稀土矿再吸附,交换能力小于稀土离子,会促进稀土矿再吸附;pH值升高再吸附量先增大后减小。同时,为避免浸出过程再吸附,应该选择合适的浸取剂浓度与液固比。     

离子型稀土矿浸取剂遴选及柱浸工艺优化研究

采用规格为Φ6 cm×20 cm的有机玻璃柱柱浸方式,开展了离子型稀土矿新型无氨氮浸取剂的遴选及柱浸工艺优化研究,重点考察了浸取剂类型、浸出剂质量分数、浸出剂用量、浸出p H值对稀土浸出率的影响。研究结果表明,遴选出的硫酸镁作为离子型稀土矿新型无氨氮浸取剂,稀土浸出的效果较好,并确定了较优柱浸工艺条件:浸出剂硫酸镁质量分数为2%,浸出剂用量为液固体积质量比1.0∶1.0,浸出p H值为5.0,水洗用量为液固体积质量比1∶1,浸出的温度为室温。在上述条件下,进行3次平行实验,稀土平均浸出率达到98.40%。在此基础上,采用规格为Ф11 cm×100 cm的有机玻璃柱进行扩大柱浸实验,扩大实验结果表明,该浸出工艺稳定,稀土浸出率稳定,达到99%以上。     

离子型稀土矿硫酸镁柱浸过程中水、稀土和硫酸镁的平衡研究

采用柱浸方法研究无氨浸矿剂硫酸镁浸出离子型稀土矿,考察了浸矿过程中H2O、REO、Mg2+、SO2-4走向。结果表明,每千克稀土原矿吸水量约为344mL,稀土元素浸出率在99%以上,全过程损失率仅为0.045%,有0.24%的镁离子残留于矿体中,浸出液中镁离子总量增加4.7%,平衡率为98.76%,硫酸根总体升高0.52%。硫酸镁作为浸取剂,杂质Fe、Si的浸出率分别由硫酸铵浸矿时的0.435%、0.703%降低到0.03%、0.13%,杂质Al的浸出率基本保持不变。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程中稀土和铝及铵的行为研究

通过柱浸的方式模拟风化壳淋积型稀土矿堆浸和原地浸出过程,探讨硫酸铵浓度、pH和浸取温度对稀土、铝和铵流出曲线的影响,考察稀土、铝和铵之间的相关关系,以揭示稀土和杂质的浸出规律,强化稀土的浸出过程,为稀土矿高效低耗地开采提供理论指导。结果表明,适度地提高浸取剂的浓度,可强化稀土及铝的浸出过程,减小铵的穿透体积,使铵较快的达到平衡,但过量的浸取剂会增加生产成本,加重环境负荷;浸取剂pH在4~8变化时,对稀土、铝和铵的流出曲线均没有影响,浸取剂无需进行额外的pH调节;夏季进行浸取作业,更有利于稀土和铝的浸出过程强化及铵利用率的提高。用0.1 mol/L硫酸铵浸取250 g稀土矿样,浸出液体积为102.6 mL时,稀土的浸出率可达95.61%。原102.6 mL浸取剂溶液中仅18.17%的铵离子用于交换稀土,而49.22%的铵则留在浸出液中,可补加一定量浸取剂,返回矿山使用。     

聚乙二醇对风化壳淋积型稀土矿浸出的影响

针对氯化铵作为浸取剂浸取风化壳淋积型稀土时,稀土浸取速率较低和浸出周期长等问题,使用聚乙二醇(PEG)为添加剂,通过柱浸试验模拟工业生产中的原地浸出工艺,探究不同聚合度的聚乙二醇对稀土矿渗透性和稀土浸出的影响。结果表明,聚乙二醇400、聚乙二醇1000和聚乙二醇4000溶液在稀土浸出过程中表现出较好的渗透效果。采用质量分数2.00%的聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇4000分别与0.20mol/L的氯化铵复配,复配浸取剂溶液在稀土矿样中的渗透速率随着水力梯度的增大呈线性增大,符合达西定律。PEG400+NH_4Cl、PEG1000+NH_4Cl、PEG4000+NH_4Cl以及NH_4Cl溶液的稀土浸出率分别为82.61%、89.12%、70.67%和88.06%,且当聚乙二醇1000作为助浸剂时,渗流速率最大,渗透效果最佳。添加了聚乙二醇1000的复配浸取剂溶液,在浸取风化壳淋积型稀土矿中稀土的反应过程符合内扩散动力学模型。研究结果对提升复配浸取剂溶液在稀土矿体中的渗流速率有重要意义。     

柠檬酸盐配位浸出风化壳淋积型稀土矿回收稀土的研究

选用柠檬酸盐作为风化壳淋积型稀土矿的浸取剂,并将柠檬酸盐对稀土的浸出效果与硫酸盐和氯化盐等浸取剂进行了对比,考察了柠檬酸铵作为浸取剂时的最佳浸取工艺。实验结果表明,柠檬酸铵作为风化壳淋积型稀土矿浸取剂时,柠檬酸根离子与稀土离子的配位作用,能促进矿石稀土离子交换,提高稀土回收率,降低浸矿剂铵盐的用量,减小氨氮废水的污染。采用柱浸回收稀土的最佳工艺条件为:柠檬酸铵浓度3 g/L,液固比2∶1,浸取剂pH 6.0~8.0,淋洗流速0.5 min/m L,稀土浸出率可达90.01%。     

一种离子型稀土矿的浸矿方法与系统

正一种离子型稀土矿的浸矿方法,其特征在于,以无氨电解质作为浸矿剂,对矿物进行渗滤浸出,使浸矿剂中的阳离子与被吸附在载体矿物表面上的"离子相"稀土发生交换,形成可溶性的稀土化合物而进入到溶液中。将离子型稀土矿装入浸矿交换柱     

离子型稀土矿浸出过程主要物质浸出规律研究

采用柱浸法研究硫酸铵浸取离子型稀土矿过程中水、稀土、硫酸铵及其他杂质离子的浸出规律. 研究表明,离子型稀土矿矿土对水有较强的吸附能力,浸矿后,矿土的含水率由17.74 %增加到33.7 %.浸出过程中,稀土浸出率可达99.98 %,杂质中Al3+浸出量比较大,SiO₃2-浸出量较小,而Fe3+几乎不浸出,各离子的浸出先后顺序为:SiO₃2-、RE3+、Al3+、Fe3+,杂质Al3+的浸出略滞后于稀土的浸出. Al3+、Fe3+浓度达到峰值时,pH值最低,随着浸矿剂和顶水的加入,浸出液的pH值开始上升,直至达到硫酸铵溶液的pH值和顶水的pH值.      

碳酰胺助浸风化壳淋积型稀土矿工艺研究

研究了以碳酰胺为助浸剂的风化壳淋积型稀土矿浸取稀土工艺。通过柱浸方式模拟原地浸出过程,在单因素试验基础上,采用响应曲面法建立二次多项数学模型,以稀土浸取率为响应值,探究助浸剂碳酰胺浓度、浸取温度和浸取剂溶液pH对稀土浸取率的影响,分析各因素间的交互作用。结果表明,影响稀土浸取率从强到弱的因素依次是浸取剂溶液pH、碳酰胺浓度、浸取温度。在浸取剂乙酸铵浓度0.10 mol/L条件下,最佳工艺参数为碳酰胺浓度0.59 mol/L、浸取温度25.03 ℃、浸取剂pH=5.51,该条件下稀土浸取率响应值为97.50%。实际试验稀土浸取率为96.36%。两者误差较小,表明采用响应曲面模型得到的工艺参数是基本可靠的。     

浸出母液后处理工艺影响稀土回收率和产品质量因素研究

离子型稀土矿浸出母液后处理过程中,除杂会导致部分稀土随同杂质沉淀进入除杂渣、沉淀分离不完全会导致部分稀土仍然以溶液状态残留在沉淀上清液中,造成后处理过程的稀土化学损失;除杂过程杂质离子沉淀不完全或不生成沉淀而仍以离子形态存在于稀土溶液中,沉淀过程除杂后净化母液中的一些残留杂质与稀土离子共同沉淀,会造成沉淀分离后的稀土矿产品含有杂质。本文研究了某火山岩型离子型稀土矿浸出母液后处理过程影响稀土回收率和产品质量的因素,并提出了浸出母液后处理提高稀土回收率和产品质量的措施。     

离子型稀土不同浸出剂柱浸对比试验

针对离子型稀土原地浸出工艺现有氨氮污染问题,考察镁盐、铝盐等非铵浸出剂对稀土浸出过程的影响。以赣州稀土矿样为研究对象,选择硫酸镁与硫酸铵通过柱浸的方式进行对比试验,同时考察铝盐与铵盐、镁盐联合浸出效果的影响,测定浸出液成分,分析不同浸出剂浸出效果的差异。结果表明：相同质量分数的硫酸铵和硫酸镁浸出效率相当,硫酸铵可达91.37%,硫酸镁可达89.22%;添加铝盐后的稀土浸出率仅76%左右,铝盐的添加不能促进稀土浸出效率的提升;铵盐柱浸顶水洗涤后铵根离子可降低至76 mg/L,镁盐柱浸顶水洗涤后镁离子可降低至27 mg/L,镁离子比铵根离子更容易洗涤去除。硫酸镁作为浸出剂能够从根本上解决离子型稀土矿山氨氮污染问题。     

超声波强化浸取离子型稀土矿中稀土

利用超声波的空化作用可有效强化南方离子型稀土矿中稀土的浸出,从而提高稀土浸出率并缩短矿物中稀土总量的分析时间。在20 g/L的硫酸铵浸矿液中超声浸矿30 min,可使离子型稀土的浸出率达99%以上,而传统搅拌法需4 h,甚至浸取过夜。超声法与搅拌法对干扰杂质铁、铝的浸出率相近,加入乙酰丙酮及磺基水杨酸等掩蔽剂后不影响EDTA滴定稀土时的终点判断,且测定结果与电感耦合等离子体发射光谱法测定结果一致性好。     

某离子型稀土矿浸出试验

以中国南方地区某离子型稀土矿为研究对象,采用搅拌浸出和柱浸的方式,研究不同条件下矿样中稀土及杂质元素的浸出情况,为离子型稀土矿产资源的绿色高效开采提供参考。结果表明,浸出液固比对离子相稀土浸出率影响较大,浸出时间影响较小,离子相稀土浸出过程时间短,反应迅速;柱浸过程中离子相稀土流出速率最快,达到平衡时间短,杂质元素前期浸出浓度高,后续拖尾严重;离子相稀土浸出率随着样品深度的增加不断降低,符合南方离子型稀土成矿规律;硫酸铵浸出过程中铵根离子损失量较大,最低损失率超过11.31%,硫酸根不参与金属离子的交换反应过程,回收率最高可达99.22%。     

风化壳淋积稀土矿浸取动力学基础理论研究

风化壳淋积型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸矿,目前采用原地浸矿法.研究风化壳淋积型稀土浸取动力学有助于从本质上提高浸矿效率和资源回收率,为高效、科学开采风化壳淋积型稀土矿提供理论依据,进一步完善风化壳淋积型稀土的原地浸出理论和技术.为此对风化壳淋积型稀土矿浸取动力学基础理论进行研究,并针对现有浸矿工艺,指出了影响浸取效率的因素,提出了提高风化壳淋积型稀土浸取速度的方法与措施.      

离子间的相互作用对离子吸附型稀土浸出行为的影响

为深化离子吸附型稀土矿浸取机制,从溶液化学的角度对稀土的浸出行为进行了研究。实验中采用不同浓度氯盐及硫酸盐(阳离子为:Na~+,NH_4~+,Mg~(2+))作为浸取剂对高钇重稀土矿进行了静态浸取,并利用离子相互作用理论对浸出结果进行了分析。结果表明:低浓度时,浸取剂对稀土的浸出能力与其阳离子的吸附能力一致,SO_4~(2-)较Cl~-对稀土表现出更强的配位助浸作用。反之,提升浸取剂浓度时,离子间逐渐增强的静电作用会抑制稀土的浸出,尤其对于高价态阳离子;此时SO2-4对浸取阳离子的络合作用明显,生成的络合离子会对稀土的浸出造成屏蔽。因此,对稀土浸出行为特性的研究中有必要考虑到浸取剂本身的阴、阳离子特性。     

混合铵盐浸出风化壳淋积型稀土矿中稀土的研究

采用氯化铵和硝酸铵配成的混合铵盐作浸出剂,用柱浸模拟风化壳淋积型稀土矿的浸出过程,考察混合铵盐浸出剂的配比、浓度、液固比、pH和流速等对稀土浸出率的影响。结果表明,这种类型的浸出剂对该稀土矿有较高的稀土浸出率,且能较好地抑制黏土矿物的膨胀,最优工艺条件为:NH4Cl和NH4NO3的质量比8∶2、浸出剂质量浓度10g/L、浸出液pH=4.0、液固比2∶1、流速0.5mL/min,在此条件下稀土浸出率为96.29%,黏土矿物的线膨胀率为2.738%。     

离子吸附型稀土矿离子交换过程的经验模型

离子型稀土矿的浸矿工艺中,离子交换过程对稀土浸取率有重要的影响。本研究以硫酸铵作为浸矿剂,选取寻乌和信丰矿样进行了杯浸试验。试验表明,液相稀土离子浓度随加入铵离子浓度的增加而增加;浸矿平衡后固相稀土离子浓度与浸矿前固相稀土离子浓度之比和加入铵离子浓度呈负指数关系。结合试验数据,建立了离子型稀土矿离子交换过程的经验模型,讨论了经验模型中参数λ_1和λ_2的物理意义和取值方法;与Kerr模型进行比较,对于寻乌矿样,Kerr模型的误差范围为6%～7%,经验模型的误差范围为2%～5%,对于信丰矿样,Kerr模型的误差范围为13%～24%,经验模型的误差范围为3%～6%,经验模型的计算精度优于Kerr模型。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程中基础理论研究现状

对风化壳淋积型稀土矿浸取过程中的浸取水动力学、原地浸出渗流规律、浸取稀土动力学、浸取铝动力学、浸取传质浸取过程选择性等基础理论现状进行了概括和分析.指出了目前浸取过程中存在的一些问题和面临的挑战,特别指出应在浸铝浸取动力学过程研究、浸取过程强化研究、堆浸、原地浸出基础理论研究方面有待进一步加强.      

两种采矿方法下离子型稀土矿山生态环境成本量化对比研究

矿山生态环境成本定量核算对稀土行业可持续发展具有重要影响,土壤生态环境成本和水环境成本是离子型稀土矿山生产过程中的最主要环境成本。本文以离子型稀土矿山土壤生态环境和水环境成本为研究对象,建立了生态环境成本核算框架,对两种不同采矿方法(堆池浸工艺和原地浸矿工艺)下的离子型稀土矿山的环境成本进行了量化核算。研究表明,原地浸矿工艺环境成本(25430元/吨稀土)略低于池浸工艺(26683元/吨稀土),二者相差不大。建议离子稀土矿山实际生产中,应根据当地实际地质环境条件,考虑堆浸与原地浸矿两种工艺的共生共赢。