复合镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿过程强化研究

风化壳淋积型稀土矿是世界中重稀土的主要来源,其中稀土以水合或羟基水合离子吸附在黏土矿物上,可采用离子交换的方式浸出稀土矿。为提高以复合镁盐为浸取剂时稀土的浸出效果,采用柱浸的方式模拟原地浸出过程,研究了复合镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿稀土及铝的浸出传质过程,并结合色谱塔板理论进行了分析。结果表明,采用氯化镁和硝酸镁摩尔比为4∶6的复合镁盐浸取剂浸出稀土的效果最佳;在一定范围内较高的镁离子浓度可以通过提供驱动力来克服扩散阻力,从而加强稀土(RE)和铝(Al)的传质过程;pH在4～8范围内几乎不影响稀土和铝的传质效率,强酸性环境(pH=2)下浸出稀土矿会显著加强铝的浸出,不利于后续处理;高温有助于稀土及铝的浸出;采用复合镁盐柱浸回收稀土的最佳工艺条件为:MgCl_2和Mg(NO_3)_2摩尔比为4∶6,镁离子浓度为0.2 moL/dm~3,pH为溶液初始值,夏季作业有利于提高浸出传质效率。     

重庆地区煤系高硫稀有金属复合矿稀土的铵盐浸出试验研究

重庆地区煤系高硫稀有金属复合矿含有稀土、铌等稀有金属元素,矿样中部分稀土呈离子吸附形态存在,为一种新类型的高硫稀有金属复合矿资源。试验采用铵盐为浸出剂,考察了铵盐种类、浸出方式及浸出条件对稀土浸出情况的影响。试验结果表明,分别以硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、乙酸铵、柠檬酸铵为浸出剂浸出矿样,稀土浸出率为31.96%~34.60%。以氯化铵为浸出剂浸出复合矿,稀土浸出率为34.60%,略高于其他铵盐浸出剂。从铵盐价格、稀土浸出率的高低、浸出时对杂质钙的抑制能力多方面综合考虑,选择硫酸铵为浸出剂较为适宜。以硫酸铵为浸出剂,分别对矿样进行了搅拌浸出、池浸、渗滤浸出试验研究。搅拌浸出、池浸、渗滤浸出的离子型稀土浸出率分别为91.88%、80.50%、88.70%,获得了较高的离子型稀土浸出率。     

风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步回收稀土和铝的研究

提出了一种从风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步浸出回收稀土和铝的工艺。在40 ℃、液固比10∶1条件下用8 mol/L NaOH浸出除杂渣,铝浸出率约为96%,而稀土仍保留在滤渣中。再在40 ℃、液固比10∶1条件下用1 mol/L HCl浸出碱浸后的滤渣,稀土La和Y浸出率分别达87.09%和72.01%。酸浸液经草酸沉淀得草酸稀土,滤液与碱浸液混合得氢氧化铝,稀土和铝总回收率分别为78%和97%。该工艺对资源利用和环境保护具有重要意义。     

离子型稀土矿浸出渗流规律与调控方法研究

离子型稀土矿床成因与矿石性质复杂,矿体特有的黏土矿物不仅不利于稀土离子的渗流浸出,而且易产生药剂残留、渗流盲区,还可能引发山体滑坡等地质环境灾害。为给离子型稀土矿原地溶浸、高效回收工艺以科学指导,从原地溶浸化学反应、渗透规律、浸出动力学、水动力学、铝动力学等角度深入分析了离子型稀土矿浸出渗流规律研究现状,指出了原地溶浸过程存在的问题和发展方向,总结探讨了浸出渗流过程的调控方法。结果表明,以理论为指导,开发高效、经济、环保型浸出剂,研发助浸、抑杂、防膨、促渗等辅助药剂,改善注液、收液方式将是离子型稀土矿原地溶浸工艺优化的主要方向。     

四种羟基羧酸对含钙矿物浮选的影响

通过浮选试验、Zeta 电位测定、X 射线光电子能谱(XPS)分析、溶液化学计算,研究柠檬酸、酒石酸、苹果 酸、水杨酸 4 种羟基羧酸对稀土尾矿中萤石、磷灰石和方解石浮选行为的影响,结果表明:油酸钠作为捕收剂时,四种 羟基羧酸的抑制能力大小为萤石(柠檬酸>酒石酸>苹果酸>水杨酸),磷灰石(柠檬酸>酒石酸 =苹果酸>水杨酸)以及 方解石(柠檬酸>苹果酸>酒石酸 =水杨酸)。 柠檬酸对萤石和方解石具有选择性抑制效果。 在 pH = 6. 8 时,1. 6×10^-4 mol / L 柠檬酸和 1. 0×10^-4 mol / L 油酸(约等于 30 mg / L 油酸钠)都以阴离子形式存在,并以矿物表面的 Ca 为作用位 点,产生竞争吸附。 矿物表面 Ca 的电子结合能大小决定了柠檬酸对矿物抑制能力的大小,萤石>磷灰石>方解石。     

高铝铁含量的低浓度稀土溶液利用研究

对西南某地含有少量稀土元素的高硫低品位稀有金属复合矿,采用硫酸铵溶液渗滤浸出获得了TREO含量约700mg/L,铜含量约400mg/L,铝含量高达10g/L、铁含量高达4.4g/L的浸出液。针对溶液高铝、高铁,稀土含量低及含铜的特点,采用铵盐预除铝获得硫酸铝铵副产品,进而沉淀除铁、铝,再采用硫化铵沉淀铜获得铜富集物,得到了可供进一步萃取富集或采用化学法制备稀土化合物的稀土溶液。试验结果表明,稀有金属复合矿中的离子型稀土浸出率达88.7%;采用铵盐预除铝-沉淀除铁、铝-除重金属工艺,可综合利用浸出液中的铝、铜,并获得良好的稀土回收效果。     

高铝铁含量的低浓度稀土溶液利用

对西南某地含有少量稀土元素的高硫低品位稀有金属复合矿,采用硫酸铵溶液渗滤浸出获得了TREO含量约700 mg/L,铜含量约400 mg/L,铝含量高达10 g/L、铁含量高达4.4 g/L的浸出液。针对溶液高铝、高铁,稀土含量低及含铜的特点,采用铵盐预除铝获得硫酸铝铵副产品,进而沉淀除铁、铝,再采用硫化铵沉淀铜获得铜富集物,得到了可供进一步萃取富集或采用化学法制备稀土化合物的稀土溶液。试验结果表明,稀有金属复合矿中的离子型稀土浸出率达88.7%;采用铵盐预除铝-沉淀除铁、铝-除重金属工艺,可综合利用浸出液中的铝、铜,并获得良好的稀土回收效果。     

四川黏土型稀土矿钪浸出工艺研究

针对四川黏土型稀土矿中稀土元素、钪含量低,铝和钙含量高,钪元素难以浸出等问题,提出采用碱分解—盐酸浸出工艺来处理该黏土型稀土矿,考察了初始酸度、矿浆液固比、浸出温度和浸出时间等浸出条件对钪浸出的影响。结果表明: 在初始盐酸浓度9 mol/L、矿浆液固质量比2:1、反应温度90 ℃、反应时间60 min的条件下,Sc的浸出率为94%左右,Al、Ca、Fe、Mg和Ti等元素浸出率分别为45%、98%、68%、91%和71%左右,实现了四川黏土型稀土矿中Sc元素的浸出和提取利用。      

广西某低品位金矿氰化浸出助浸剂实验研究

广西某低品位金矿石含金量为1.29 g/t，脉石矿物以石英为主，有色金属铜、铅、锌等及有害元素砷的含量极低。对该矿石进行氰化浸金实验研究，分别考查磨矿细度、溶液pH值、氰化物用量、搅拌转速、浸出时间对金浸出效果的影响；通过单矿物氰化助浸实验，确定多种助浸效果较好的助浸剂，并按同一比例混合，获得了三种新型助浸剂A、B、C；针对广西某低品位金矿石，进行氰化浸出助浸实验。结果表明，矿样细度-0.074 mm 93.27%，溶液pH值为10.5，氰化钾用量为4 kg/t，搅拌转速为1500 r/min，浸出时间为24 h的实验条件下，金的浸出率为92.58%；而氰化钾用量减少至3 kg/t，其余条件不变的情况下，加入新型助浸剂A浸出18 h后，金的浸出率可达93%。新型助浸剂的加入有效地提高了金的浸出率，同时将氰化物的损耗降低了25%，浸出时间缩短了6 h以上。     

离子型稀土矿化学溶浸影响因素及其调控

离子型稀土矿性质复杂,稀土元素赋存状态特殊,特有的黏土矿物性质不利于稀土的化学溶浸,综合回收困难。为揭示离子型稀土矿化学溶浸影响机制,探寻溶浸过程优化调控措施,本文以江西龙南离子型稀土矿为研究对象,采用室内溶浸法模拟原地溶浸工艺过程,开展化学溶浸体系各因素的影响机制及其优化调控研究。结果表明浸出剂浓度越高、流速越快,稀土的浸出率越高,而原矿含水率过大、矿层高度过高均会影响稀土的浸出效率,进而降低稀土离子的浸出率和浸出母液浓度;采用正交试验法计算分析各因素的影响效应可得出各因素的交互影响关系,形成的较佳试验条件与单因素试验结果一致,当调控浸出剂浓度为4%、浸出剂用量180 mL、矿层高度211 mm,以及浸取剂流速为2 mL/min、顶水用量为20 mL、原矿含水率5%左右,可获得浸出率和稀土浓度均较高的浸出母液(浸出率97.87%、稀土浓度2.52 g/L)。通过调控稀土化学溶浸主因素,优化溶浸过程次因数的条件控制,可实现了离子型稀土矿的绿色高效提取,也丰富了稀土化学溶浸基础理论。     

长链聚合磷酸酯络合沉淀分离稀土与铝的研究

在离子型稀土矿浸出过程中,稀土浸出的同时大量的非稀土杂质如铝离子也会进入稀土浸出液中。本文针对稀土浸出液中杂质铝离子的去除问题展开研究,采用聚磷酸丁二酯选择性络合沉淀料液中的稀土元素,分别考察了溶液pH、聚磷酸丁二酯的量、反应时间、反应温度对除铝效果的影响,结果表明:以聚磷酸丁二酯作为络合沉淀剂,控制模拟料液的pH值为2.5、加入m（聚磷酸丁二酯单体）:m（RE3+）=12:1当量的聚磷酸丁二酯、反应时间为10 min、反应温度为50℃时,稀土的沉淀率为91.35%,铝的共沉淀率为11.22%,有效地实现了稀土与铝的分离。      

乙酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿渗透性研究

探讨了乙酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿过程溶液的渗透规律,研究了浸取剂浓度、溶液pH值、浸取温度、矿样粒径及孔隙度对渗透速度的影响。结果表明,浸出液的渗透速度随着水力梯度增大呈线性增大,说明乙酸铵溶液在渗流过程中符合达西定律,且为层流状态。溶液浓度、pH值以及实验温度对浸矿过程渗透性的影响主要取决于溶液粘度与矿体表面吸附水水膜厚度。矿样粒径与孔隙度增大,有利于加大浸取剂溶液在矿体中的渗流量,缩短渗流路径,提高渗透速度。乙酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿的优化工艺条件为:乙酸铵溶液浓度1.0%,浸取温度25 ℃,溶液pH值7.00,此时稀土浸出率93.88%。     

太平洋中部深海粘土中稀土钇的酸浸研究

对深海粘土中稀土元素钇的酸浸过程进行了探讨, 考察了酸种类、酸浓度、液固比、浸出时间、浸出温度等因素对深海粘土中稀土元素钇浸出的影响。结果表明: 盐酸与硝酸浸出效果相近, 均明显优于硫酸;最佳浸出条件为: 盐酸浓度2 mol/L、液固比4∶1、温度60 ℃、浸出时间60 min, 此时钇浸出率可达94.53%。     

离子型稀土矿区土壤中高岭土对氨氮的吸附研究

我国南方离子型稀土矿区土壤氨氮污染严重,高岭土是矿区土壤的主要黏土成分之一。本文对高岭土黏土矿物与氨氮污染间的吸附特点及吸附动力学等进行了研究。结果表明:随着氨氮初始浓度、温度的升高,高岭土对氨氮的吸附量与吸附速率均提高;pH9.2时,高岭土对氨氮的吸附量随pH值增大而增大;pH9.2时,二者间的吸附量随pH值增大急剧降低;高岭土对氨氮的等温吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程;对于实际的我国南方的离子型稀土开采矿区,在矿区土壤的温度存在主要区间(298~310K)、pH值存在范围(3.0~6.0)内,随原地浸矿时温度、浸矿液浓度或pH值的升高,矿区土壤中氨氮的吸附残留量均会增大;可通过使用较低浓度的原地浸矿液、控制较低的土壤pH值和温度,加强对矿区污染土壤中氨氮的去除。     

拜耳法赤泥熔融态深度还原烧结协同提取铝、铁实验研究

赤泥中铁、铝的存在影响钪和稀土的浸出及萃取。通过对拜耳法赤泥进行分析测试,设计了还原烧结协同回收铝、铁技术方案,系统研究了熔融态深度还原烧结协同提取赤泥中铝、铁的工艺。在较佳条件下,铁精矿品位为73.97%,回收率达到90.27%,铝溶出率达到96.28%,铝硅酸盐矿物转化为铝酸钠,碱浸得到铝酸钠溶液,后续可用于制取聚合氯化铝产品。赤泥中的含铁复杂矿物转化成具有磁性的磁铁矿和单质铁,磁选回收含铁矿物,实现赤泥中铁、铝的协同回收。该工艺不仅减弱了铝、铁矿物对后续酸浸萃取提取钪、钛、稀土的不利影响,且使得钛、钪和稀土在尾渣中得到富集,有利于实现赤泥多元素高值化综合利用。