风化壳淋积型稀土矿的基础研究

文章评述了40年来风化壳淋积型稀土矿的基础研究,包括矿床的成因及特征、稀土矿物的组成及性质,稀土与黏土矿物的关系、稀土在黏土矿物中的吸附及迁移理论,论述了风化壳淋积型稀土矿的稀土元素配分的特征及四大效应,并探讨了稀土浸出机理和风化壳淋积型稀土矿稀土浸取的三代工艺,提出了风化壳淋积型稀土矿基础研究和浸出工艺的发展方向及亟待解决的问题.      

风化壳淋积稀土矿浸取动力学基础理论研究

风化壳淋积型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸矿,目前采用原地浸矿法.研究风化壳淋积型稀土浸取动力学有助于从本质上提高浸矿效率和资源回收率,为高效、科学开采风化壳淋积型稀土矿提供理论依据,进一步完善风化壳淋积型稀土的原地浸出理论和技术.为此对风化壳淋积型稀土矿浸取动力学基础理论进行研究,并针对现有浸矿工艺,指出了影响浸取效率的因素,提出了提高风化壳淋积型稀土浸取速度的方法与措施.      

风化壳淋积型稀土矿浸出渗流和传质过程研究现状及展望

风化壳淋积型稀土矿富含中重稀土,主要分布在中国的南方七省,目前主要用硫酸铵作为浸取剂的化学浸出法回收稀土。浸取剂在矿体中的渗流、传质过程直接影响着稀土浸出效率,强化其渗流、传质过程可以提高稀土浸出的有效渗流速度,加快稀土离子交换速率,降低浸取剂用量,缩短生产周期,实现稀土绿色高效回收。本文分析了风化壳淋积型稀土矿渗流、传质过程的研究现状,总结了风化壳淋积型稀土矿渗流、传质过程的强化方法。结果表明,继续探索浸取液在风化壳淋积型稀土矿矿体中的有效渗流扩散规律和找寻促进稀土传质的高效传质规律,并以此为指导筛选浸取剂和助浸剂、改进注液方式、增加外力场将是强化风化壳淋积型稀土矿渗流、传质过程的主要研究方向。     

柠檬酸盐配位浸出风化壳淋积型稀土矿回收稀土的研究

选用柠檬酸盐作为风化壳淋积型稀土矿的浸取剂,并将柠檬酸盐对稀土的浸出效果与硫酸盐和氯化盐等浸取剂进行了对比,考察了柠檬酸铵作为浸取剂时的最佳浸取工艺。实验结果表明,柠檬酸铵作为风化壳淋积型稀土矿浸取剂时,柠檬酸根离子与稀土离子的配位作用,能促进矿石稀土离子交换,提高稀土回收率,降低浸矿剂铵盐的用量,减小氨氮废水的污染。采用柱浸回收稀土的最佳工艺条件为:柠檬酸铵浓度3 g/L,液固比2∶1,浸取剂pH 6.0~8.0,淋洗流速0.5 min/m L,稀土浸出率可达90.01%。     

田菁胶助浸低品位风化壳淋积型稀土矿研究

针对低品位风化壳淋积型稀土矿渗透性存在的问题,采用田菁胶作助浸剂,利用其促渗性能来提高风化壳淋积型稀土矿浸取效率,通过试验考查了田菁胶浓度、浸取剂浓度、浸取流速、浸取固液比对稀土浸取效果的影响.结果表明,田菁胶助浸使稀土的浸取率由87.05 %提高至94.17 %,同时还减少32.56 %浸取剂用量,有效地提高了风化壳淋积型稀土矿的浸取效率.      

风化壳淋积型稀土矿浸取分形动力学研究

风化壳淋积型稀土矿粒径分布特征是影响浸取性能的主要因素之一。以五种重组江西风化壳淋积型稀土矿为研究对象,通过柱浸实验和分形理论相结合的研究手段,探究稀土矿的粒径分布特征与分形维数的关系,以及其对浸取动力学性能的影响规律。结果表明,随着分形维数增大,小粒径颗粒质量含量随之增大,而大粒径颗粒质量含量随之减少,尤其是小于0.150 mm和大于1.400 mm粒径颗粒质量占比变化幅度较大,其余粒径颗粒变化幅度较小。随着分形维数增加,浸出的稀土浓度峰值逐渐增大,浸矿中稀土浓度峰值出现的时间变晚,稀土浸取率达到平衡所需要的时间变长。基于分形理论,构建了风化壳淋积型稀土矿浸取分形动力学模型,并证实了新模型具有较高的准确性,能够较好的定量描述浸矿中不同分形维数的稀土矿样的浸取动力学特性。     

聚乙二醇对风化壳淋积型稀土矿浸出的影响

针对氯化铵作为浸取剂浸取风化壳淋积型稀土时,稀土浸取速率较低和浸出周期长等问题,使用聚乙二醇(PEG)为添加剂,通过柱浸试验模拟工业生产中的原地浸出工艺,探究不同聚合度的聚乙二醇对稀土矿渗透性和稀土浸出的影响。结果表明,聚乙二醇400、聚乙二醇1000和聚乙二醇4000溶液在稀土浸出过程中表现出较好的渗透效果。采用质量分数2.00%的聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇4000分别与0.20mol/L的氯化铵复配,复配浸取剂溶液在稀土矿样中的渗透速率随着水力梯度的增大呈线性增大,符合达西定律。PEG400+NH_4Cl、PEG1000+NH_4Cl、PEG4000+NH_4Cl以及NH_4Cl溶液的稀土浸出率分别为82.61%、89.12%、70.67%和88.06%,且当聚乙二醇1000作为助浸剂时,渗流速率最大,渗透效果最佳。添加了聚乙二醇1000的复配浸取剂溶液,在浸取风化壳淋积型稀土矿中稀土的反应过程符合内扩散动力学模型。研究结果对提升复配浸取剂溶液在稀土矿体中的渗流速率有重要意义。     

用风化壳淋积型稀土矿控速淋浸浸出液制备晶形碳酸稀土

控速淋浸工艺是应用于我国南方风化壳积型稀土矿浸出的一种新型工艺，其突出特点是浸出液稀土浓度高，杂质含量低，本文对不同组分，不同浓度的该工艺现场浸出进行了碳酸氢铵除杂试验，碳酸稀土沉淀条件试验以及晶形碳酸稀土的制备试验，取得了良好结果，对控速淋浸－碳铵沉淀工艺和矿山现行的池浸－草酸沉淀工艺的比较可知，前前比后者产品成本费可下降７０％。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程中基础理论研究现状

对风化壳淋积型稀土矿浸取过程中的浸取水动力学、原地浸出渗流规律、浸取稀土动力学、浸取铝动力学、浸取传质浸取过程选择性等基础理论现状进行了概括和分析.指出了目前浸取过程中存在的一些问题和面临的挑战,特别指出应在浸铝浸取动力学过程研究、浸取过程强化研究、堆浸、原地浸出基础理论研究方面有待进一步加强.      

羧酸盐复合浸取剂对中重稀土浸出强化研究

以缅甸稀土矿与福建稀土矿为研究对象,采用柱浸工艺方法,研究风化壳淋积型稀土矿的矿石性质,分析乙酸铵添加浓度对风化壳淋积型稀土矿轻、中重稀土浸出的影响。结果表明,缅甸和福建稀土矿分别属于中钇型中重稀土选择型稀土矿和富铕轻稀土选择型稀土矿,并且均存在铈负异常和铕负异常现象。乙酸铵最佳添加浓度为0.04mol/L,稀土浸出可达到浸出平衡,浸出率提升到95%,同时乙酸铵主要通过增强钇元素的浸出,使缅甸稀土矿轻/中重稀土比值从1.04下降到0.98,福建稀土矿轻/中重稀土比值从1.65下降到1.47,表明乙酸铵能够明显提高中重稀土的浸出。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程中浸取剂阴离子的影响

为了深入探索风化壳淋积型稀土矿浸取机理,从微观角度对稀土浸取过程中的溶剂化行为进行了理论研究.通过对不同阴离子与稀土离子形成的水合团簇的结构、静电势分布特性、团簇内相互作用特性以及团簇结合能等理论数据进行了计算及分析.结果表明,静态浸取过程中,稀土的浸出为热力学主导的过程,即能与稀土离子形成稳定水合团簇的阴离子具有更好...     

风化壳淋积型稀土矿浸出液沉淀浮选溶液化学分析

通过对风化壳淋积型稀土矿浸出液沉淀浮选进行溶液化学研究,探讨了体系pH、沉淀剂及浮选剂对沉淀浮选的影响.结果表明,风化壳淋积型稀土矿浸出液杂质可通过优先沉淀浮选以氢氧化物或焦磷酸盐或聚磷酸沉淀形式全部有效除去,最后将优先沉淀浮选除杂后浸出液中和提高pH值,再用沉淀浮选方法有效提取稀土.     

从黑云母花岗岩风化壳淋积型稀土矿中回收稀土问题的研究

研究了从黑云母花岗岩风化壳淋积型轻稀土矿床中淋出稀土、料液预处理除杂和沉淀出稀土等工艺问题。此矿是一类组成和性能有差异且以前较少研究的淋积型轻稀土矿．在所研究确定的适宜条件下采用一种强酸的铵盐（硫酸铵、氯化铵和硝酸铵等）作洗提剂，稀土的淋出率可达95％以上．将淋出的稀土料液先用氨水调至一定的PH范围后再加少量硫化铵作除杂剂进行预处理除杂可除去绝大部分伴生杂质。然后用碳酸氢铵或草酸沉淀，都可得到纯度较高的稀土氧化物产品．     

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。     

复合浸出剂提取风化壳淋积型稀土矿

本文研究了一种新的药剂来提取风化壳淋积型稀土矿,这种新的稀土浸出剂具有来源广、价格便宜、不污染环境、对稀土浸出率高和有除去某些非稀土元素的优点.经生产使用表明:复合浸出剂的使用效果好于任何一种单一的浸出剂.     

硫酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿渗透性研究

如何提高浸取液在矿体中的渗透扩散是风化壳淋积型稀土矿原地浸出高效回收稀土资源的关键。为了更好地了解硫酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿渗透规律,进而指导实际开采,探讨了硫酸铵溶液浓度、液柱高度在不同黏土纯矿物中对渗流过程的影响,表征浸取液界面性质,计算浸取液与矿物表面的黏附功,从而揭示硫酸铵浸取渗透机理。研究发现,在蒙脱土、高岭土和伊利石中,渗透速度均随硫酸铵溶液浓度的增大而降低,随液柱高度的增大而增大。黏附功计算结果表明,硫酸铵溶液浓度越高,浸取液在黏土矿物表面的黏附功越大,在黏土矿物中的渗透速度越慢。三种典型黏土矿物中,硫酸铵溶液在高岭土表面的黏附功最大,渗透速度最慢,在蒙脱土表面的黏附功最小,渗透速度最快。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程中稀土和铝及铵的行为研究

通过柱浸的方式模拟风化壳淋积型稀土矿堆浸和原地浸出过程,探讨硫酸铵浓度、pH和浸取温度对稀土、铝和铵流出曲线的影响,考察稀土、铝和铵之间的相关关系,以揭示稀土和杂质的浸出规律,强化稀土的浸出过程,为稀土矿高效低耗地开采提供理论指导。结果表明,适度地提高浸取剂的浓度,可强化稀土及铝的浸出过程,减小铵的穿透体积,使铵较快的达到平衡,但过量的浸取剂会增加生产成本,加重环境负荷;浸取剂pH在4~8变化时,对稀土、铝和铵的流出曲线均没有影响,浸取剂无需进行额外的pH调节;夏季进行浸取作业,更有利于稀土和铝的浸出过程强化及铵利用率的提高。用0.1 mol/L硫酸铵浸取250 g稀土矿样,浸出液体积为102.6 mL时,稀土的浸出率可达95.61%。原102.6 mL浸取剂溶液中仅18.17%的铵离子用于交换稀土,而49.22%的铵则留在浸出液中,可补加一定量浸取剂,返回矿山使用。     

风化壳淋积型稀土矿稀土浸取剂的研究进展与展望

风化壳淋积型稀土矿中的稀土主要以离子的形式吸附在黏土矿物上,可采用盐类电解质溶液作为浸取液提取稀土.为实现稀土的绿色高效浸取,稀土浸取剂不断改进.本文主要阐述了浸取剂在助渗、抑杂、防膨以及少铵或无铵浸取等方面的研究进展,指出了现有浸取剂研究中存在的一些不足,提出了进一步加强助渗、抑杂、防膨等机理的研究,加强浸取剂残留对...     

低品位稀有金属复合矿的浸出性能研究

以西南某地新发现的含有少量稀土元素的低品位稀有金属复合矿为原料,研究了采用柱式浸出法浸出稀土的可行性。试验结果表明,该稀有金属复合矿中以吸附相存在的风化壳淋积型稀土矿仅占30%左右,大部分稀土以未风化的独立矿床存在。采用焙烧-酸浸工艺处理该复合矿,稀土浸出率大于81%,铌浸出率大于88%,镓浸出率可达99.08%,获得了良好的稀土、铌、镓浸出效果。     

风化壳淋积型稀土矿选择性浸出新工艺研究

针对现行风化壳淋积型稀土矿浸出时杂质铝等一同浸出的问题,提出了抑杂选择性浸出稀土的新工艺。以广东河源稀土矿为原料,对原料粒度、抑杂剂种类及用量、浸剂硫酸铵浓度和浸出过程液固比、时间、温度对稀土浸出率的影响进行了研究。结果表明,100 g矿样加入3 g硫酸铵、1 g 2#抑杂剂,液固比为2.0,室温下浸出10 min时,浸液RE0.45 g/L,Al1 mg/L,RE/Al600,RE浸出率大于92%。