复合铵盐浸出风化壳淋积型稀土矿的研究

采用复合铵盐作浸出剂浸出风化壳淋积型稀土矿中的稀土。考察浸出剂的配比、浓度、液固比、流速、pH等因素对稀土浸出率的影响。结果表明,NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4质量比为4∶5∶6的复合铵盐浸出剂为最佳组合;液固比越大、流速越慢,浸出率越高;当浸出剂浓度为10g/L、pH=3.5时浸出效果最好。     

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。     

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。     

Process optimization of rare earth and aluminum leaching from weathered crust elution-deposited rare earth ore with compound ammonium salts

In order to intensify the leaching process of rare earth(RE) and reduce the impurities in the leachate, ammonium chloride(NH4Cl) and ammonium nitrate(NH4NO3) were mixed as a compound leaching agent to treat the weathered crust elution-deposited RE ore. Effects of molar ratio of NH~+_4Cl and NH_4NO_3, ammonium(NH_4) concentration, leaching agent pH and flow rate on the leaching process of RE were studied and evaluated by the chromatographic plate theory. Leaching process of the main impurity aluminium(Al) was also discussed in detail. Results showed that a higher initial ammonium concentration in a certain range could enhance the mass transfer process of RE and Al by providing a driving force to overcome the resistance of diffusion. pH almost had no effects on the mass transfer efficiency of RE and Al in the range of 4 to 8. The relationship between the flow rate and height equivalent to a theoretical plate(HETP) could fit well with the Van Deemter equation, and the flow rate at the lowest HETP was determined. The optimum conditions of column leaching for RE and Al were 1:1(molar ratio) of NH_4Cl and NH_4NO_3, 0.2 mol/L of ammonium concentration, pH 4–8 of leaching agent and 0.5 mL /min of flow rate. Under this condition, the mass transfer efficiency of RE was improved, but no change was observed for Al compared with the most widely used ammonium sulfate. Moreover, the significant difference value(around 20 mL) of retention volume at the peak concentration between RE and Al provided a possibility for their separation. It suggested the potential application of the novel compound leaching agent(NH_4Cl/NH_4NO_3). It was found that the relative concentration of RE in the leachate could be easily obtained by monitoring the pH of leachate.     

卤代改性月桂酸捕收剂WN-01对氟碳铈矿的捕收性能研究

为解决氟碳铈矿浮选所用羟肟酸类捕收剂价格高、用量大、毒性强、难降解且起泡性较弱等问题,研发了一种新型卤代改性月桂酸捕收剂WN-01用于氟碳铈矿浮选提纯。实验结果表明,相比改性前的月桂酸,月桂酸卤代改性捕收剂WN-01取得的最佳粗精矿REO品位和回收率可分别提高4.45百分点和36.86百分点。改性脂肪酸捕收剂WN-01浮选氟碳铈矿的适宜条件为矿浆pH为8.5,矿浆温度为30℃,捕收剂用量为150 mg/L,抑制剂水玻璃用量为120 mg/L。在该条件下,REO品位为26.57%的氟碳铈矿经1次粗选3次精选2次扫选开路浮选,可得到REO品位为49.18%、回收率为80.72%的浮选精矿。产品鉴定结果表明,浮选精矿主要成分为氟碳铈矿,含极少量萤石,浮选尾矿主要是石英和硅灰石,改性脂肪酸捕收剂WN-01表现出了优异的捕收性能和选择性,可替代羟肟酸类捕收剂,实现氟碳铈矿绿色、高效浮选。     

贫泥磷二步化学法氧化处理研究

为有效氧化处理贫泥磷中极少量黄磷,针对贫泥磷存在的特殊胶质结构,研究了二步化学法综合处理贫泥磷方案：即第一步破胶释放黄磷,着重对比了不同介质（氨水、氢氧化钠、双氧水、盐酸）的破胶反应效果;第二步向破胶后体系中加入氧化剂次氯酸钙进行反应,氧化黄磷。实验结果显示：强碱性介质破胶效果好于弱碱性介质;强酸性介质破胶效果好于弱酸性介质;从整体上看,碱性介质破胶效果好于酸性介质。考虑到设备、安全性等因素,最终筛选出盐酸-次氯酸钙复合体系,氧化处理贫泥磷,即每20 mL带水贫泥磷中加入40 mL 2.4 mol/L盐酸,60 ℃条件下破胶反应30 min,然后加入5.0 g次氯酸钙,反应时间为3 h。在此条件下,泥磷的胶质结构被有效破除,贫泥磷中黄磷的去除率达到99.6%以上。     

非离子型表面活性剂对风化壳淋积型稀土矿浸出过程的影响

为了缓解风化壳淋积型稀土矿浸取过程存在的浸取周期长、浸出剂用量大和稀土拖尾等问题,以非离子型表面活性剂为助浸剂,氯化镁为浸出剂,对稀土浸出过程进行研究,研究复配浸出剂溶液性质,分析浸矿前后矿物粒径分布,探讨表面活性剂的促渗机理。研究结果显示,加入表面活性剂后,稀土浸出率提高,渗透速度加快,溶液的表面张力和接触角均减小,黏度增大,矿物颗粒的中值粒径明显减小,矿物表面Zeta电位增大,其中加入吐温40后稀土浸出率提高至86.38%,表面张力减小19.00%,接触角减小53.19%,溶液黏度减小4.29%,溶液性质变化最大。加入表面活性剂后可使溶液更容易润湿矿物,进入孔隙的阻力变小,扩散层厚度减小,黏土矿物的膨胀受到抑制,使得溶液浸出稀土的效果更好,其中吐温40对溶液浸出稀土的渗流效果影响最大,助渗效果最好。     

镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿浸出过程动力学研究

为提高以镁盐为浸取剂浸取稀土时的稀土浸取率,对镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿时浸出过程动力学进行研究。结果表明:镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿中稀土和铝的反应过程符合内扩散控制动力学模型;不同镁盐浸取稀土和铝过程中离子交换反应的反应活化能及反应级数从小到大依次为硝酸镁氯化镁硫酸镁;以硝酸镁为浸取剂时浸取反应速率快,达到反应平衡所需时间短,工业上可采用硝酸镁作为浸取剂在缩短反应时间、降低镁盐浓度的条件下,有效降低成本,优化浸出过程;镁离子浓度对稀土浸取的影响要大于其对铝浸取的影响,镁盐与稀土反应的反应活化能及反应级数均小于其与铝反应的反应活化能及反应级数;铝浸取过程达到平衡所需的时间均大于以相同浸取剂浸取稀土时浸取过程达到平衡所需的时间,铝的浸出速率要略慢于稀土,在工业生产中可以对稀土浸出液进行分批收液,达到有效降低稀土浸出液中铝含量的目的。     

风化壳淋积型稀土矿闭矿场铵盐淋出液脱氮研究进展

风化壳淋积型稀土矿是我国重要战略性矿产资源,以铵盐为浸取剂的稀土浸出 工艺导致大量氨氮残留 于闭矿场,易随水体迁移造成氨氮污染,对闭矿场铵盐淋洗液进行脱氮是修复稀土矿 山氨氮污染的有效方法。 综述 了物理化学脱氮方法及其原理,其中吹脱法、膜处理法、湿式氧化法和化学沉淀法适 用于较高浓度氨氮废水的预处 理,离子交换法和折点氯化法适用于较低浓度氨氮废水的处理,可采用不同物理化学 脱氮工艺组合的方法实现稀土 闭矿场淋出废水的脱氮处理,但物理化学方法普遍成本偏高,易造成二次污染。 介绍 了传统生物脱氮工艺,主要包括 三段活性污泥、A / O 与 A² / O、SBR 工艺及生物膜法,传统生物脱氮具有成本低 廉、环境友好等显著优点,但脱氮工艺 流程较复杂、脱氮效率偏低。 论述了短程硝化反硝化、厌氧氨氧化和同步硝化反硝 化等新型生物脱氮技术及其脱氮 原理,相较于传统生物脱氮,采用新型生物脱氮技术可缩短脱氮流程、节省药剂消耗 、提高脱氮效率,在风化壳淋积型 稀土闭矿场铵盐淋出液的脱氮处理上具有较为广阔的应用前景。 采用多种脱氮方法 联合并开发新型工艺是风化壳 淋积型稀土矿闭矿场脱氮的发展趋势。 总结了稀土闭矿场淋出液脱氮的方法及基本 原理,以期为风化壳淋积型稀土 矿闭矿场氨氮的绿色高效脱除提供一定技术指导和理论支撑。     

轴压水压耦合作用下裂隙砂岩蠕变特性

在水利水电、水底隧道等岩土工程建设中,伴有初始损伤的岩石材料长期处于轴压水压耦合环境下,严重影响岩土工程的长期稳定性。为了保证处于轴压水压耦合环境下岩土工程的长期稳定性,以预加载制备的裂隙砂岩岩样为研究对象,利用特制的流固耦合多通道岩石流变系统,开展轴压水压耦合作用下裂隙砂岩单级加载蠕变实验及其蠕变模型研究,主要分析压力水与初始荷载对裂隙岩样蠕变特性的影响变化规律,并讨论新建立蠕变模型的准确性与合理性。蠕变实验研究结果表明：裂隙砂岩的轴向蠕变量随水压增大而减小;蠕变加速阶段的最大蠕变应变率随着水压升高而增大;初始阶段和破坏阶段的最大轴向蠕变应变率随初始荷载增大而增大。基于损伤理论,建立了考虑初始损伤的蠕变模型基本元件的非线性方程;根据幂函数方程,提出了新加速蠕变黏塑性模型;根据轴压水压耦合作用下裂隙砂岩的蠕变变形特征,建立了考虑时效损伤的一维非线性蠕变模型;基于增量理论,构建了轴压水压下考虑时效损伤的三维非线性蠕变模型。新蠕变模型预测的理论蠕变曲线与轴压水压下裂隙砂岩蠕变实验结果吻合度较高,这表明所建立的蠕变模型能较好的描述轴压水压耦合作用下裂隙岩石的蠕变变化特征,新蠕变模型合理,该成果为评价地应力与压力水耦合作用下岩土工程的长期稳定性提供理论依据。