植物浸取剂浸取离子型稀土矿的试验探索

开展植物浸取剂浸取离子型稀土矿中稀土试验,探索了植物浸取剂的浸取机理、适应性、环保性及浸取性能。结果表明,植物浸取剂浸取离子型稀土矿中稀土的浸取机理为离子交换。在液固质量比1:2,浸取剂滴加速度20 ml/min条件下,用浓度为2.0%植物浸取剂水溶液浸取5种离子型稀土矿中稀土,浸取率最高为98.97%,最低为95.65%;浸取剂、浸取液及上清液的pH值等14项环保指标值均低于GB26451-2011限值;浸取渣的pH值等9项环保指标均低于GB15618-1995限值,pH值、有机质含量高于原矿。在液固比1:2,浸取剂滴加速度20 ml/min条件下,分别以2%植物浸取剂水溶液和2%硫酸铵水溶液浸取离子型稀土矿中稀土,植物浸取剂水溶液的浸取率为97.86%,高于硫酸铵的96.75%,出峰时间30 min,峰值浓度8 g/L以上,无拖尾现象。     

植物浸取剂浸取离子型稀土矿试验探索

采用植物浸取剂浸取离子型稀土矿中稀土,探索了植物浸取剂的浸取机理、适应性、环保性及浸取性能。结果表明,植物浸取剂浸取稀土的机理为离子交换;在液固质量比1∶2,浸取剂滴加速度20mL/min条件下,用浓度为2.0%植物浸取剂水溶液浸取5种离子型稀土矿中稀土,浸取率最高为98.97%,最低为95.65%,浸取剂、浸取液及上清液的pH值等14项环保指标值均低于GB 26451-2011限值;浸取渣的pH值等9项环保指标均低于GB 15618-2018限值,pH值、有机质含量高于原矿;在液固比为1∶2,浸取剂滴加速度20mL/min条件下,分别以2%植物浸取剂水溶液和2%硫酸铵水溶液浸取离子型稀土矿中稀土,植物浸取剂水溶液的,浸取率高于硫酸铵水溶液的出峰时间30min,峰值浓度8g/L以上,无拖尾现象。     

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%。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

南方离子型稀土矿绿色提取技术研究进展

离子型稀土矿富含中、重稀土元素,是我国优势战略矿产资源。目前,该类型矿石中的稀土主要采用硫酸铵浸出、碳酸氢铵沉淀的工艺提取,提取过程中存在氨氮污染等问题。从离子型稀土矿浸取技术的发展、沉淀法富集回收稀土技术的开发和萃取法富集回收低浓度稀土技术等3个角度总结了南方离子型稀土矿提取技术的发展现状,介绍了稀土提取各阶段的技术优势和局限,分析了无氨浸出剂的研发进展,阐述了沉淀法和萃取法富集回收稀土的技术现状,指明了研发新一代镁盐复合浸出剂、筛选和调配高效稀土沉淀剂及其配套浸取工艺,将是离子型稀土矿绿色提取技术的研究重点。     

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。     

含稀土磷精矿中RE_2O_3浸出工艺研究

针对贵州某含稀土磷精矿,研究了影响稀土浸出的主要因素,得到的浸出工艺条件为:磷酸浓度为23%,硫酸化学计量比1.1,温度75℃,浸出时间1 h,液固比4∶1,在此浸出工艺条件下,RE2O3浸出率为65.59%。     

2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸用于稀土酸浸液络合沉淀除铝研究

采用2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)从离子吸附型稀土矿石浸出液中络合沉淀除铝,考察了PBTCA用量、溶液pH值、反应时间以及反应温度对铝离子分离效果的影响。结果表明,在PBTCA与Al3+物质的量比为1∶5、溶液pH=4.5、反应温度30 ℃、反应时间10 min条件下,Al³⁺沉淀率达98.39%,而稀土损失率仅5.39%,除铝效果较好。     

离子型稀土矿山淋洗及尾水富集试验研究

对浸矿后离子型稀土原地浸矿场采用清水进行淋洗,在184天的清水淋洗过程中,尾水氨氮值从最开始的507mg/L,降低至140mg/L,淋洗尾水pH4.52~3.10。淋洗尾水采用两级反渗透膜分离,既回收有价资源稀土,又能使出水氨氮达标。结果表明,产水氨氮浓度稳定低于15mg/L,对稀土的截留率高于98.25%,浓水中稀土离子平均浓度313.4mg/L,可进一步回收稀土资源。     

离子型稀土矿原地浸析采场的监测

叙述了我国离子型稀土矿原地浸析采矿时的采场监测系统的重要性, 介绍了检测系统的布置原则、监测方法及监测结果分析与应用, 对离子型稀土矿原地浸析采矿方法的推广与应用具有实际的指导意义。     

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%。     

离子型稀土原地浸矿开采技术适用性评价与分类

针对当前离子型稀土矿原地浸矿开采资源综合回收利用率低、环境污染严重等问题, 从离子型稀土矿床地质条件、水文地质条件及工程地质条件3方面入手, 制订了原地浸矿技术适用性对照表, 采用极好、很好、好、一般、差、不适用等标度词评价原地浸矿开采技术适用性, 并将原地浸矿划分为天然底板明沟集液法、人造底板暗沟网集液法、天然底板明沟+辅助巷道法3种采矿方法, 指导离子型稀土矿山科学规划、有序开采。     

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。     

离子型稀土矿无铵化浸取剂实验研究

为从源头控制离子型稀土矿原地浸矿工艺采用传统药剂造成的氨氮污染, 通过柱浸流程实验, 对比了氯化铁/铝、硫酸镁等无铵浸取剂的稀土浸出性能, 以及氢氧化钠、碳酸(氢)钠的除杂沉淀性能。结果表明, 氯化铁和氯化铝是较为理想的无铵浸取剂, 氢氧化钠和碳酸(氢)钠可分别作为无铵除杂剂和沉淀剂。与传统药剂相比, 无铵药剂用于原地浸矿具有浸取能力强、单耗用量少、浸取成本低、环境容量大等优势。