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%。     

离子型稀土矿无铵绿色浸矿剂探索研究

本文对南方离子型稀土矿开展了新型无铵绿色环保浸矿剂探索试验,研究了浸矿剂浓度、液固比和pH值对硫酸铵、硫酸镁和SAK(一种含K和Al的复盐) 3种浸矿剂浸矿的影响,并综合比较了该3种浸矿剂的浸矿效果。结果表明,RE和Fe、Si、Al、Ca杂质元素浸出率随着浸矿剂浓度和液固比增加呈现先增后趋于平缓趋势,随着pH值增大而呈现递减趋势;在浸矿剂浓度2%、液固比0.6∶1、硫酸铵和硫酸镁pH值5.0、SAK pH值3.0的条件下,进行稀土矿中金属浸出试验,Al浸出率大小顺序为硫酸铵>硫酸镁>SAK;Fe、Si和Ca则为SAK>硫酸铵>硫酸镁;相比硫酸镁,硫酸铵和SAK浸矿速度较大,洗水用量较少。从无氨氮绿色环保、浸矿效果方面考虑,确定SAK为新型浸矿剂,最优浸矿工艺参数为浸矿剂浓度2%,液固比0.6∶1,pH值3.0,此条件下稀土浸出率为96.93%,Al浸出率为13.78%。     

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。     

离子型稀土原地浸矿工艺对环境影响的研究

针对原地浸矿新工艺及池浸工艺生产稀土的不同环境影响,进行了龙南、寻乌两试验矿块的水、土壤环境质量监测,指出原地浸矿新工艺对水、土壤环境质量影响甚小。经测算,原地浸矿新工艺的环境代价为每吨氧化稀土产品可创效益3300－3800元,从环境经济效益角度,提出原地浸矿工艺的可推广性。     

离子型稀土浸矿过程中渗透性变化规律的试验研究

离子型稀土矿体的渗透性对浸矿工艺和浸矿引起边坡稳定变化具有重要影响,为此,采用室内柱浸试验研究渗流过程离子型稀土渗透性变化规律,通过对比原矿和筛分样的渗透系数变化,探讨了浸矿过程渗透系数的变化机理.研究结果表明:在清水渗流过程中,微颗粒迁移引起渗流稳定时间增长.渗流变化幅度增大,随着水力梯度的增大,流场稳定时间减小.流量变化幅度增加;浸矿过程中,离子吸附和离子交换使渗透系数减小,微颗粒迁移引起渗透系数增加,两种相反的作用同时存在,当水力梯度小于某一临界值时,引起渗透系数变化的主要原因是离子吸附和离子交换,当水力梯度大于某一临界值时,引起渗透系数变化的主要原因是微颗粒迁移,水力梯度增大,微颗粒迁移对渗透系数的变化影响增大;由于原矿级配良好,粒径大小相差悬殊,导致原矿比筛分样流场稳定时间更长.      

浸矿作用下离子型稀土强度弱化及滑坡研究进展

离子型稀土原地浸矿过程中,由于受到浸矿液渗流作用、化学置换作用、降雨和干湿循环等因素的影响,矿体强度将发生不同程度弱化。结合国内外学者对离子型稀土浸矿过程中强度特性的研究成果,对浸矿液渗流作用、化学置换作用、降雨和干湿循环作用对离子型稀土矿体强度影响规律进行归纳总结,分析了矿体颗粒孔隙结构、土体含水率、基质吸力等参数与强度指标黏聚力c、内摩擦角φ之间的关系,综述了离子型稀土矿山边坡稳定性的影响因素,提出了矿山滑坡相关防控措施,并对今后的研究思路进行展望。研究结果为离子型稀土强度弱化机理及边坡稳定性分析提供参考,有助于离子型稀土安全高效开采。     

不同溶浸作用对离子型稀土持水特性的影响研究

土-水特征曲线是研究离子型稀土持水特性的重要工具。通过室内模拟浸矿试验与Geo-Experts压力板仪测试系统,得到不同溶浸作用下稀土矿体基质吸力与含水率关系。分别利用Van Genuchten模型、Fredlund&Xing三参数模型和Fredlund&Xing四参数模型,研究不同溶浸作用下离子型稀土的土-水特征曲线,分析了不同模型参数的变化规律,得到了不同溶浸方式对土体持水特性的影响规律。对于不同种类溶浸液,持水能力由强到弱依次是纯水、3%硫酸镁溶液、3%硫酸铵溶液;随着溶浸液浓度增大,稀土矿体持水能力逐渐降低,且浓度从0到2%之间下降最明显。土-水特征曲线“滞回效应”显著程度从高到低依次为纯水、3%硫酸镁溶液、3%硫酸铵溶液,随溶浸液浓度增大,“滞回效应”呈现减弱趋势。     

离子型稀土矿控速淋浸工艺研究

针对离子型稀土矿浸出液固比大，浸出液稀土浓度低，浸出率低，资源浪费十分严重的状况，利用矿石结构疏松，稀土呈阳离子状态吸附在铝硅酸盐类粘土矿物上的特点，通过科学布液和加液的控速淋浸装置，将浸出剂均匀分散在矿石上，强化浸出过程，使离子相稀土得到有效浸出。     

离子型稀土原地浸矿土壤氮素污染研究趋势

随着离子型稀土资源的开发利用,矿体周围氮素引起的土壤及水体污染日趋严重。通过研究离子型稀土原地浸矿氮素污染机理,分析目前国内外关于土壤氮素污染研究现状,提出氮素污染物在离子型稀土原地浸矿土壤中迁移与转化规律、机理以及模型建立和应用,将是国内外今后研究的侧重方向。     

南方离子型稀土原地浸矿土壤中氮化物垂直分布特征

由于南方离子型稀土在开采中使用大量铵盐作为浸矿剂,导致矿区土壤中氮化物含量严重超标,附近水体严重污染.通过建立土柱实验模型,测定不同时期不同深度稀土土壤中铵态氮、硝态氮和总氮的含量,研究了稀土土壤中氮化物的空间分布特征.实验结果表明,在不同淋洗水量条件下,表层稀土土壤中铵态氮和总氮含量降低明显,而硝态氮含量变化不明显,但深层土壤中铵态氮和总氮含量低且基本保持不变,硝态氮含量也没有明显变化.表明铵根离子的淋失是土壤和地下水污染的主要形式.研究结果为有效控制南方尤其是赣南离子型稀土矿土壤及水体氮化物污染奠定理论与技术基础.     

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。     

离子型稀土矿浸出母液新型浓缩工艺

采用以重金属吸附材料为基础的连续交换技术,对离子型稀土矿浸出母液分别进行杂质分离和稀土富集试验。结果表明,解吸液中稀土含量大于100g/L,富集约200倍,稀土对铝的比值约176.4∶1,稀土对铁的比值约568.3∶1。此工艺可简化离子型稀土矿浸出母液浓缩工艺流程,提升稀土浓缩液品质,降低成本。     

镁盐稀土浸出液稀土沉淀过程

为解决工业上铵盐回收稀土工艺所带来的环境污染问题,对氧化镁沉淀镁盐稀土浸出液过程进行研究,探索了氧化镁加入方式、氧化镁用量、沉淀温度以及沉淀时间对镁盐稀土浸出液中稀土沉淀的影响。结果表明,相同氧化镁用量比下,氧化镁浆液的稀土沉淀率优于氧化镁粉末。采用氧化镁浆液沉淀氯化镁和硫酸镁稀土浸出液时,重稀土沉淀率均高于轻稀土,最佳氧化镁用量比（氧化镁实际用量/理论用量）分别为1.4和1.1,最佳沉淀温度分别为35 ℃和25 ℃,稀土沉淀反应达到平衡时间均为180 min,氯化镁和硫酸镁稀土浸出液中稀土沉淀率分别为97.11%和94.12%。研究结果对镁盐稀土浸出液中回收稀土工艺具有一定的指导意义。     

镁钙铵系浸取剂对离子吸附型稀土矿区土壤生态影响初探

离子吸附型稀土矿富含宝贵的中重稀土战略资源,工业开采过程产生的氨氮污染问题长期备受关注。分别以硫酸镁、氯化钙和硫酸铵柱浸模拟离子吸附型稀土矿浸取尾矿,以中黄13大豆为供试作物,开展了室外盆栽试验,探究其对离子吸附型稀土矿区土壤的生态影响。结果表明,与采用铵浸尾矿种植相比,采用镁浸或钙浸尾矿种植的豆苗株高相当或更高,叶片的叶绿素含量更高或相当,根系生长正常,主根明显,侧根茂盛,且地径明显更粗,这可能与镁、钙等能直接参与叶绿素合成、加速糖分运输、改善土壤板结等有关。与采用硫酸铵浸取剂浸矿相比,采用硫酸镁、氯化钙浸取剂浸矿对离子吸附型稀土矿区土壤的生态影响更小,这也为离子吸附型稀土矿绿色开采和浸矿场地污染防治指明了发展方向。     

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%。     

浸出条件对稀土和铁浸出率的影响试验

以稀土精矿浓硫酸焙烧工艺中焙烧矿水浸过程为对象,研究了焙烧矿浸出温度、浸出时间、焙烧矿粒度等条件对稀土、铁浸出率的影响,并对水浸渣中稀土赋存状态进行了研究。研究表明,浸出温度和焙烧矿粒度对稀土、铁的浸出速率有较大影响,但对其浸出率没有影响,延长浸出时间,焙烧矿中的可溶性稀土、铁均可被浸出。水浸渣中的稀土主要以磷酸盐和氟氧化稀土形式存在,铁主要以磷酸铁形式存在,并含有少量硫化铁。     

攀西稀土矿黑色风化矿泥氯化焙砂柱浸稀土研究

针对攀西稀土矿黑色风化矿泥氯化铵焙烧得到的焙砂 ,为了提高水浸过程中稀土浓度 ,减少非稀土杂质相对含量以便于进一步回收稀土产品 ,本研究对其氯化焙砂进行了柱浸试验研究 ,探索了浸取剂 ,浸取酸度 ,柱径比对浸出液稀土浓度的影响 ,通过与加热搅拌浸取比较 ,得到结果如下 :柱浸稀土浓度能由原来搅拌浸出的4.3g/L提高到 44.8g/L ,稀土浸取率达 93.43% ,非稀土杂质 Al、Fe、Ca相对于稀土的含量分别为 6.5%、3.4%、6.1 %。     

南方离子型稀土的资源和环境保护性开采模式

南方离子型稀土是我国独有的一类宝贵的中重稀土资源。其保护性开发及其环境影响一直是人们关注的问题。在分析和总结近四十年来该类矿床开采过程与资源和环境保护相关的技术进步和存在问题的基础上,提出了实现资源和环境保护性开采的环境工程模式,并对其主要内涵进行了讨论。目的是为了规范离子型稀土资源的开采提供技术和政策支持。