稀土硅铁合金冶炼工艺及反应机理

综述了硅热法还原高炉渣、稀土富渣、稀土精矿及碳热法还原稀土氧化物、稀土富渣、氟碳铈精矿等生产稀土硅铁合金的工艺特点和技术进展.指出碳热还原法较硅热法具有能耗低、稀土收率高、无工业废渣等优点.分析了碳热还原法冶炼过程中的有关物理化学反应,碳热还原法工艺的关键是要强化稀土碳化物的生成.     

真空热还原法制备金属锂的研究进展

熔盐电解法是生产金属锂的传统方法,但该法存在原料成本高、阳极会生成氯气、产品中钠含量高等问题。真空热还原法是将锂还原后,再利用饱和蒸汽压的差异来提取金属锂,产品分离简单,且产品中的钠含量较低,具有成本较低、工艺简单、产品纯度高、生产过程中基本无污染性气体产生等优点。文章综述了碳热还原、硅热还原和铝热还原等真空热还原法炼锂工艺的技术现状及存在的问题,介绍了一种以氢氧化锂为原料副产高白氢氧化铝的新型铝热还原炼锂新工艺,旨在为真空金属热还原法炼锂开拓新路径。     

碳热还原法制取稀土硅化物合金冶金技术获2000年度国家技术发明奖二等奖

由东北大学张成祥、任存治等完成的“碳热还原法制取稀土硅化物合金冶金技术”是国家发明专利(专利号ZL92109998．3)的工业化实施项目。该项目以氟碳铈精矿、硅石为原料,焦炭、木炭等为碳质还原剂,在矿热炉内首先实现了炉底不结瘤、连续化无渣冶炼,     

石门磷精矿用于窑法磷酸生产原料的评价实验

对采用焙烧-消化-分离得到的石门磷精矿进行了评价实验, 结果表明, 在钙硅比0.30、配碳量为理论量的1.5倍条件下配料、造球, 生球抗压强度34.5 N、0.5 m落下强度大于22次, 干球抗压强度203.5 N、1 m落下强度大于5.2次, 球团性能良好。磷精矿在钙硅比0.37、配碳量为理论量的1.5倍、1360 ℃下还原40 min, 磷还原率达到96%, 渣球软熔性好。实验表明, 石门磷精矿是一种适合窑法磷酸工艺的生产原料。     

热还原制备金属镁的反应热力学与工艺过程评价

真空热还原法是原镁生产的主要方法,中国是世界上最大的原镁生产国。本文通过对皮江法、铝热还原氧化镁、碳热还原氧化镁三种制备金属镁方法的热还原反应的热力学计算,综合考虑一次性资源和能源消耗量、温室气体排放量和固体废物排放量、工艺过程的环境相容性等因素,得出如下结论：真空铝热还原法制备金属镁的工艺具有一次性资源消耗量低、固体废物排放量和温室气体排放量小的优点。结合白云岩钙镁分离过程,可以实现利用白云岩资源制取金属镁过程的清洁化生产。     

碳酸钠焙烧-酸浸法从钙热还原稀土冶炼渣中提取稀土的研究

针对目前金属钙热还原法制备稀土金属的冶炼渣中稀土回收率低的问题,研究开发了一种从钙热还原稀土冶炼渣中提取稀土的工艺,采用碳酸钠焙烧-酸浸的方法提取渣中的稀土,系统考察了焙烧及酸浸过程中各因素对稀土提取的影响。结果表明,在最佳工艺条件下,稀土提取率为94.09%。与传统的直接酸浸工艺相比,新工艺极大地提高了渣中稀土的提取率。     

电热还原蓝晶石制取铝硅合金的研究

本文介绍以蓝晶石精矿为原料，电热法制取铝硅合金的试验结果。试验在１００Ｋ直流矿热电弧炉上进行。研究了电炉电参数、炉料的配碳量对还原反应的影响。试验结果表明，电热还原蓝晶石精矿制取含铝６０％左右的铝硅合金是可行的。采用直接硫热电弧炉有益于抑制炉底上涨。炉料的配碳量是影响还原反应和炉底上涨的重要因素，适宜的配碳量为９４％－９６％。配碳量过高容易引起炉底上涨。     

以盐湖氯化镁为原料制取粗镁的中试试验

以实验室研究成果为基础,以盐湖氯化镁和电石渣为原料,采用硅热还原法进行了粗镁制取中试条件试验,确定的煅白钙镁比为0.83,煅烧温度为900 ℃,煅烧时间为1.5 h,试验的粗镁还原回收率为80.93%。与以白云石为原料的皮江法制取粗镁工艺相比,以盐湖氯化镁和电石渣为原料的硅热还原制镁工艺充分地利用了二次资源,减少了一次资源开采对环境的破坏,消除了温室气体CO2的排放,减少了工艺过程中的能耗,提高了生产过程的灵活性。因此,解决了电石渣杂质问题后的该工艺将具有良好的工业化前景。     

钛精矿配碳还原的过程优化

攀西地区钛精矿成分复杂,性质特殊.为了探明碳热还原钛精矿的机理,得出不同配碳量、温度、碱度对钛精矿碳热还原反应的影响以及钛精矿碳热还原最优条件,采用HSC Chemistry 6.0软件对钛精矿配碳还原过程中铁、钛和钒的起始还原温度、金属含量、金属化率等进行了计算.结果表明:随着温度的增加,还原率逐渐增加;配碳量对还原反应的影响较大,当配碳量增加时,还原反应开始温度逐渐降低;碱度的增加对金属铁的回收率影响不大,对金属钒和钛的影响较大;当温度为1600℃、碱度为1、配碳量为14%时,对金属铁、钛、钒的回收效果最好,铁回收率可以达到99%以上,钛回收率为0.0147%,钒的回收率为25.5%.     

碳热氯化法分解富硼渣的可行性研究

富硼渣是硼铁矿高炉铁硼分离生产含硼生铁时得到的一种含硼、镁的重要产品。富硼渣的综合利用工艺研究是高炉直接冶炼硼铁矿能否工业化的关键,也是硼铁矿资源能否合理开发利用的关键。本文提出了一种富硼渣综合利用的新方法—富硼渣碳热氯化反应法,计算了富硼渣碳热氯化反应的标准摩尔反应吉布斯函数,应用热力学方法分析了富硼渣碳热氯化反应的可能性,得到反应进行所需要的热力学条件,富硼渣中各组分的氯化反应能力为3MgO.B2O3>2MgO.B2O3》2MgO.S iO2>2CaO.Al2O3.SiO2。     

新兴产业推动稀土消费量显著增长

这是一篇矿业工程领域的论文。粉煤灰中稀土元素的高值化利用,可有效缓解我国粉煤灰污染环境的问题,拓展稀土原料的供应链,保障稀土的战略安全。本文对近年来报道的粉煤灰中稀土元素提取技术研究进行了综述,介绍了酸法、碱熔酸浸和碱浸酸溶提取工艺,以及沉淀法和萃取法分离工艺的研究进展,对比了粉煤灰直接酸浸+化学沉淀法提取稀土工艺、粉煤灰直接酸浸+萃取法提取稀土工艺和粉煤灰碱熔+酸浸+化学沉淀法提取稀土工艺流程的优缺点。指出粉煤灰中稀土的提取技术研究工作可建立在已实现工业化的粉煤灰提取氧化铝和镓工艺流程上,探索粉煤灰中铝、镓和稀土等联合提取开发,不仅可加快粉煤灰中稀土提取的工业化步伐,还可进一步实现粉煤灰综合利用,提升粉煤灰的附加值。     

中国南方离子型稀土现状浅析

离子型稀土矿床是我国独有的中重稀土资源,已列为国家实行保护性开采的特定矿种。本文从离子型稀土矿床的成矿特征、产业政策及资源开发现状、开发过程中存在的问题以及加强南方离子型稀土矿产业发展的建议几个方面,总结了离子型稀土矿床的成矿背景、稀土元素的分馏、迁移和富集规律、稀土元素的分布规律以及找矿标志,阐述了我国稀土产业政策和开采工艺及勘查规范现状,指出了稀土矿产资源浪费、核心技术缺乏、上下游产业发展不均衡、生态环境破坏严重等问题,提出了进一步研究风化壳中稀土分布和迁移规律、延伸和拓展产业链加速上下游对接、改进稀土资源开采方式、全面监控,长期监管以及合理利用资源强化政策力度的建议。     

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。     

稀土元素在水体除氟中的应用及进展

水环境中的氟污染已被认为是全球严重威胁人类健康的主要问题之一,吸附法被认为是最具有发展前景的水体除氟技术,各国学者也在研发吸附性强和环境友好的新型吸附剂。对稀土化合物和负载稀土元素的吸附剂在除氟中的应用进行了总结,发现稀土化合物的吸附氟能力强,多金属氧化物、生物材料、金属有机骨架和硅基材料等经负载稀土元素改性后制备的新型吸附剂也表现出良好的除氟能力;不同材料和官能团的协同作用可以有效提高吸附剂的除氟能力。在总结现有除氟剂的基础上,对新型除氟吸附剂的研发进行了展望。     

稀土应用开发的新趋向

本文对有可能实现商品化的稀土应用开发新领域：稀土硫化物颜料、柴油发动机用催化剂、铝电解用非自耗涂层阳极、固体氧化物燃料电池、含钪Ａｌ－Ｌｉ合金等的现状和前景做了扼要介绍。小批量、多品种、高效益是稀土作为独立行业的成功之路。     

蒙古国某稀土矿矿石工艺矿物学特征

选择蒙古国某稀土矿作为研究对象,利用显微镜、扫描电镜、化学分析、电子探针、XRF、XRD、ICP-MS等技术手段,对该矿床稀土的赋存矿物及矿石工艺特征进行了研究。结果表明,矿石中稀土平均品位5.59%; 稀土元素以类质同象形式进入氟磷灰石晶格,应将该矿物作为选稀土的工艺矿物; 矿区氟磷灰石化蚀变普遍,氟磷灰石矿物颗粒较大且纯净,易与其他矿物解离; 主要脉石矿物为正长石,其余可综合利用元素涉及锶与铁,建议在开发中考虑综合回收。     

ICP-AES法同时测定稀土钨电极中的三种稀土元素

试验证明在所选测定波长下 ,钨基体对测定元素无光谱重叠干扰 ,但存在着背景增强干扰。选用双波长测定同一元素 ,提高了分析结果的可靠性。通过条件试验 ,建立了ICP -AES法同时测定稀土钨电极中La、Ce、Y的分析方法 ,并应用于实际样品的分析 ,加标回收率为 97.5 %～ 10 5 .8%。     

磁处理强化碳酸氢钠沉淀稀土浸出液过程的研究

针对福建某稀土矿采取硫酸镁浸出,在磁场强度550 kA/m、磁化时间35 min条件下对稀土浸出液和NaHCO₃溶液进行磁化处理,然后在温度25℃、碳酸氢钠与稀土质量比2.2、pH值5.0、搅拌时间3 h、搅拌强度210 r/min的条件下对稀土浸出液进行沉淀,稀土沉淀率和纯度分别为98.88%和95.68%,较常规条件下沉淀稀土分别提高了3.76个百分点和1.42个百分点。     

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。     

离子型稀土原地浸矿溶质运移基础研究

离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及在离子型稀土溶质运移的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移问题研究可能的发展趋势,为后续研究指明了方向。