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。     

弱渗透性离子型稀土矿浸矿试验研究

针对弱渗透性离子型稀土矿采用原地浸矿法浸矿效率不高及对环境产生的危害等问题,采用柱浸试验模拟堆浸采矿法对弱渗透性离子型稀土矿进行浸矿试验,研究浸矿剂种类、浓度、使用剂量、流速和装矿高度等与稀土浸出率、浓度之间的相互关系。结果表明,当浸矿剂硫酸铵溶液的浓度为30g/L、液固比为1∶1、流速为2.8mL/min时,稀土的浸出效果最佳,浸出率约为70%,比原地浸矿采矿法的浸出率高出10%左右。     

离子型稀土矿无氨浸出研究

为从源头上解决离子型稀土矿以硫酸铵溶液为浸矿剂所带来的氨氮废水污染问题,以赣南某离子型稀土矿为对象,开展了离子型稀土矿无氨浸出研究。首先通过探索试验比较了硫酸钾、硫酸钠、硫酸镁、硫代硫酸钠、硝酸钠、亚硝酸钠、氯化镁及A1、A2、A3、A4、A5与硫酸铵的浸矿效果,结果显示,A2~A5可取得与硫酸铵较接近的浸出率,而其他8种非硫酸铵浸矿剂的浸出率都太低。在探索试验基础上,对A2~A5和硫酸铵进行了浸矿扩大试验,结果显示,A2、A3和A5均可获得与硫酸铵近乎相同的浸出率(分别为95.25%,95.01%,95.18%和95.05%),但A3和A5的浸矿周期(分别为92和127 h)分别比硫酸铵的浸矿周期(58 h)增加了58.62%和118.97%,而A2的浸矿周期(48 h)比硫酸铵的浸矿周期缩短了17.24%。进一步对A2和硫酸铵所得浸矿扩大试验浸出液进行化学多元素分析,发现两者REO的浓度及杂质Fe、Al、Si、Ca的浓度都很接近。以上结果表明,A2不仅可取代硫酸铵实现离子型稀土矿的无氨浸矿,而且可较大幅度地缩短浸矿周期。     

离子型稀土矿氯化钙浸矿模拟与参数优化研究

为避免离子型稀土矿原地浸出过程中带来的氨氮残留问题,本研究选用氯化钙作为新型无氨氮浸矿剂开展浸矿过程模拟及参数优化研究,重点试验了浸取剂浸矿溶液浓度、pH值、固液比等对稀土浸出率的影响.研究表明:1)相同浸矿溶液浓度、pH、固液比的条件下,氯化钙和硫酸镁的浸矿能力分别是硫酸铵浸矿能力的84.5％和74.6％;2)当浸矿...     

离子型稀土原地浸矿场清水淋洗室内模拟试验研究

离子型稀土开采以硫酸铵为浸矿剂进行原地浸矿,大量的浸矿剂通过离子交换作用置换出稀土元素离子后,高浓度的氨氮则留存于稀土矿层土壤中。以广东某稀土矿区为研究对象,采用土柱模拟试验,对浸矿后的土柱体进行清水淋洗,研究了不同pH值浸矿剂、不同清水淋洗工艺特征下氨氮的解析规律。结果表明,以出水氨氮浓度达到《稀土工业污染物排放标准》(GB26451—2011)且变化平稳为淋洗终点,所用淋洗水量与矿样体积比在2.1～2.3倍,氨氮淋出率大于62%,硫酸盐淋出率大于58%,淋洗初期淋洗液氨氮浓度大幅下降,而后随着淋洗水量增加缓慢下降。研究结论为离子型稀土矿区土壤氨氮污染控制奠定一定理论基础。     

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。     

植物浸取剂原地浸出离子型稀土矿中试模拟

分别以“散样重装”和保持矿体原样的离子型稀土矿为原料,开展植物浸取剂浸出稀土的小试和“原地浸出”中试模拟试验。探讨了试验动力学,探索了植物浸取剂浓度和用量对浸出的影响,并它的渗透性和浸取性能与硫酸铵为浸出剂时的进行了对比。结果表明,植物浸取剂浸出稀土过程的动力学符合“收缩未反应核模型”;128.2 kg浓度为2%植物浸取剂浸出451 kg稀土矿是合适的;保持矿体原样的稀土矿渗透性较差,植物浸取剂的水平平均渗透速度、垂直平均渗透速度、浸出率分别为0.141 cm/min、0.213 cm/min、94.40%,均好于硫酸铵的。     

弱渗透性离子型稀土矿堆浸工艺优化试验研究

针对堆浸浸取弱渗透性离子型稀土矿过程中稀土矿物浸出率偏低和资源浪费的情况,通过模拟堆浸浸矿法,对弱渗透性离子型稀土矿进行了浸矿试验,分别从矿堆堆筑、矿堆内部增渗以及布液方法等方面对堆浸浸矿工艺进行了优化研究。试验表明:当矿堆底垫倾角为5°,圆柱体矿堆中增加的渗透器的截面积占矿堆截面积的2%时,浸出效果显著,其浸出率为79.24%,稀土离子平均浸出浓度为2.03g/L。与传统堆浸方法相比,浸出率提高了10.04%。     

由低浓度稀土溶液萃取回收稀土的研究

我国重庆某煤系高硫稀有金属复合矿中含硫(铁)、铝、稀土等多种有价成分,且部分稀土呈离子吸附形态存在。对该矿铵盐浸出液除铝、铁杂质后得到的低浓度稀土溶液,进行了稀土的萃取、反萃取、制备碳酸稀土试验的研究。确定的工艺条件为:有机相组成10%P507+90%260~#磺化煤油、净化液初始pH值为5.5、相比(O/A)0.6、搅拌时间5 min。单级萃取,稀土萃取率为92.79%,两级逆流萃取,稀土萃取率可达99.07%;负载有机相采以稀硫酸三级逆流反萃,稀土反萃率为97.20%,反萃液中TREO可富集至2175 mg/L;稀土与钙、镁等杂质得到了有效分离;反萃液经除锌后,与碳酸氢铵反应,制得的碳酸稀土产品质量符合要求;从净化液到产品,稀土回收率达87.85%;萃余液和碳酸稀土合成母液经处理后可用于循环浸出煤系高硫稀有金属复合矿。     

离子型稀土矿开发技术研究进展及发展方向

介绍了离子型稀土矿的资源特点,从浸出、浸出液净化和沉淀工艺的变革及技术经济指标、环境效益的提高等方面综述了离子型稀土矿开发技术的研究和实践进展,总结了离子型稀土矿开发过程中存在的问题,建议今后应加强原地浸矿过程基础理论及边坡稳定性控制方面的研究、开发可替代硫酸铵、碳酸氢铵的高效低污染浸取剂和沉淀剂、掌握尾矿中稀土及重金属离子的二次迁移规律、重视低品位难浸离子型稀土矿的回收工作、解决碳酸氢铵沉淀法所存在的沉淀速度慢且难以制备晶型碳酸稀土问题,以促进离子型稀土矿绿色高效开发技术的可持续发展。     

羧酸铵盐浸取剂对风化壳淋积型稀土矿助浸过程研究

目前,稀土矿浸出研究仅针对稀土浸出过程中抑杂浸出或抑制黏土矿物膨胀的某一方面。为综合考虑稀土浸出过程中高效抑铝和抑制黏土矿物膨胀的协同作用,采用氯化铵分别与不同浓度的乙酸铵、酒石 酸铵、柠檬酸铵3种羧酸铵盐助浸剂组成复配溶液,通过柱浸方法回收风化壳淋积型稀土矿,从而实现在保证稀土浸出率的情况下,达到有效降低浸出液中杂质铝含量的目的,同时得到黏土矿物的最佳抑膨条件。选用 0.2 mol/L氯化铵分别与3种羧酸铵盐助浸剂复配,探讨了助浸剂浓度、浸出温度及浸出液pH对风化壳淋积型稀土矿浸出过程以及对黏土矿物膨胀性能的影响。结果表明,3种羧酸铵盐助浸剂的最佳添加浓度为：0.04 mol/L乙酸铵、0.07 mol/L酒石酸铵、0.005 mol/L柠檬酸铵,在最佳添加剂浓度下抑铝能力为：乙酸铵＞柠檬酸铵＞酒石酸铵,黏土矿物的膨胀率大小为：δ乙酸铵＜δ酒石酸铵＜δ柠檬酸铵。在常温下,0.2 mol/L 氯化铵与0.04 mol/L乙酸铵复配溶液作为浸取剂时抑铝和防膨效果最佳,在pH=4时,稀土浸出率为90.08%,铝浸出率为26.37%,黏土矿物膨胀率为2.705%。     

硫酸铵浸出离子型稀土矿对土壤和地下水污染的研究现状

我国的离子型稀土矿多采用硫酸铵原地浸出工艺富集,该工艺对土壤和地下水均会造成污染。根据硫酸铵原地浸出稀土矿的机理和工艺现状,分析了在浸出过程中对土壤和地下水环境所造成的氨氮污染、重金属污染、稀土元素污染及酸化等。总结了浸矿中所产生的NH_4~+、SO_4~(2-)、H~+、重金属离子、稀土离子等污染物在土壤和地下水中的迁移及转化路径。各污染物随浸出液通过渗透作用进入土壤和地下水,在此过程中,部分NH_4~+被氧化为NO_2~-、NO_3~-,SO_4~(2-)被还原为S~(2-)以及与Ca~(2+)反应生成CaSO_4。     

风化壳淋积型稀土矿浸矿过程的离子交换模型

以硫酸铵溶液作为浸矿剂,对风化壳淋积型稀土矿进行了杯浸试验,结果表明,随着硫酸铵浓度增加,液相稀土离子浓度越高,当硫酸铵浓度超过40.00 mmol/L时,液相稀土离子浓度不再随着硫酸铵浓度增加而变化。运用Kerr模型、Vanselow模型和Gapon模型描述液相铵根离子交换固相稀土离子的离子交换过程,结合试验数据,给出了3种模型的选择系数计算方法,并分析了3种模型的计算值与试验值的误差。结果发现,Gapon模型计算误差较大,Kerr模型和Vanselow模型计算误差相当,由于Kerr模型更为简单,便于分析,建议采用Kerr模型描述液相铵根离子交换固相稀土离子的离子交换过程。     

离子型稀土矿区小流域级地表水氨氮治理工程效果分析及建议

我国南方离子型稀土矿山采用原地浸矿工艺,使用硫酸铵和碳酸铵作为浸矿剂和沉淀剂,导致离子型稀土矿区普遍出现地表水质氨氮超标.为了解决包含历史遗留矿山和停产稀土矿山的矿区地表水污染治理问题,赣州稀土集团有限公司自2018年起开展了国内首次针对离子型稀土矿山小流域级地表水氨氮污染的治理工程并长期运行.根据运行监测数据分析,在...     

离子型稀土矿浸矿过程的线性可逆动态吸附模型

以硫酸铵为浸取剂,对离子型稀土矿进行不同硫酸铵浓度、不同粒级的动态浸出试验。结果表明:相同反应时间下,硫酸铵浓度越高,液相稀土离子浓度越高;随着反应时间的增加,稀土离子浓度先迅速升高,后趋于稳定。将离子交换过程分解为固相稀土离子的解吸和液相铵根离子的吸附两个过程,采用线性可逆动态吸附模型描述液相铵根离子的吸附过程,并考虑固相稀土离子的解吸对液相铵根离子吸附的影响,建立了离子型稀土矿浸矿过程的线性可逆动态吸附模型。结合试验数据,发现模型中参数λ1随着硫酸铵浓度的升高而减小。     

碳酸铵溶液浸出非洲氧化铜矿的研究

以碳酸铵作浸出剂, 利用其受热分解产生氨气的性质, 对非洲低品位氧化铜矿进行氨性浸出, 考察了矿石粒度、碳酸铵浓度、液固比、反应温度、反应时间、搅拌速度等因素对浸出效果的影响。研究表明, 最佳浸出条件为矿石平均粒度0.150 mm、碳酸铵浓度1.55 mol/L、液固比4∶1、反应温度65 ℃左右、反应时间2 h、搅拌速度350 r/min, 此时铜浸出率达到92.4%, 氨回收率达到95.5%。     

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%。     

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。