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。     

广东某稀土浸出试验与除杂化学分析

某稀土中TREO离子相含量0.1%,采用硫酸铵作浸出剂从浸出剂浓度、淋洗液固比和淋浸速度,做了相关的条件试验,并得出最佳浸出条件,同时针对稀土浸出液除杂问题从离子浓度层面做了相关的化学分析,在淋出液稀土浓度1.10 g/L,pH=4.21左右,杂质主要是Al_2O_3,含量0.42 g/L,试验既要满足使用碳酸氢铵有效的去除Al_2O_3,又能尽量减少碳酸稀土的沉淀而造成稀土的损失,通过溶液化学分析得到了最佳的除杂pH值为5.0,最终稀土沉淀作业回收率最高为99.706%的优良指标。     

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...     

某离子型稀土矿采矿活动对地下水的影响分析

离子型稀土原地浸矿工艺原理是用硫酸铵作为浸矿液,把呈吸附态的稀土离子交换浸出并回收稀土元素。该工艺对环境的影响主要是由于浸矿液的渗漏而造成地下水中氨氮浓度增加。针对该种工艺,如何采取有效措施保护地下水质量意义重大。以某稀土矿地下水环境影响评价为例,通过设置两种情景模式,应用数值法来证明地下水水力截获是原地浸矿区地下水质量保护的有效措施。     

某南方离子型稀土矿采矿活动对地下水的影响分析

离子型稀土原地浸矿工艺原理是用硫酸铵作为浸矿液,把呈吸附态的稀土离子交换浸出并回收稀土元素。该工艺对环境的影响主要是由于浸矿液的渗漏而造成地下水中氨氮浓度增加。针对该种工艺,如何采取有效措施保护地下水质量意义重大。本文以某稀土矿地下水环境影响评价为例,通过设置两种情景模式,应用数值法来证明地下水水力截获是原地浸矿区地下水质量保护的有效措施。     

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。     

硫酸铵在氧化铜矿相转移活化浮选中的作用

硫酸铵不仅对氧化铜矿的硫化－黄药浮选具有硫化促进作用，而且在氧化铜矿的直接浮选中具有活化作用。这种活化作用经历了从固相到液相再到固相的相转移活化过程。在“相转移活化”中，硫磺铵的主要作用表现为下列三个方面：（1）增溶作用，即硫酸铵能选择性地溶解孔雀石表面反应活性大的离子，溶解后的矿物表面易于吸附黄药；（2）传递作用，即所溶解的铜离子与硫酸铵结合成铜氨络离子，加入黄药后．铜氨络离子离解，将铜离子传递给黄原酸阴离子；（3）对黄药具有增强吸附作用，即硫酸铵的存在能增加黄药在矿物表面的吸附量，加快吸附过程，同时还阻止了黄原酸铜向溶液解吸．这三种作用构成了硫酸铵对孔雀石“相转移活化”的实质。     

杂质铝对磷酸酯混合萃取剂从铵盐浸出液中萃取稀土的影响

风化壳淋积型稀土矿是我国重要的战略性资源,使用原地浸出开采工艺得到的稀土浸出液中铝含量较高,是主要的杂质离子。为了从该浸出液中一步法分离富集稀土,探讨了一种磷酸酯混合——萃取剂P0261(2-乙基己基磷酸酯,单酯和二酯1 GA6FA 1混合)在NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃三种模拟浸出液中对稀土La3+、Nd3+的萃取行为,并分析杂质铝离子对稀土萃取行为的影响。试验结果表明:在三种铵盐溶液中,萃取剂均能够有效萃取分离稀土离子La3+、Nd3+;加入Al3+后,稀土萃取率E会随Al3+浓度增大而减小。但当Al3+浓度在300 mg·dm-3以内时,E降幅缓慢,最大下降值为14.68%。通过分析负载有机相,Al3+比RE3+更易与P=O形成配位键,且铵根离子浓度变化会影响P=O→RE配位键的形成,从而影响萃取行为。因此,将浸出液中的杂质铝离子浓度控制在300 mg·dm-3以内,则可以使用萃取剂P0261一步法萃取分离稀土。      

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。     

重庆地区煤系高硫稀有金属复合矿稀土的铵盐浸出试验研究

重庆地区煤系高硫稀有金属复合矿含有稀土、铌等稀有金属元素,矿样中部分稀土呈离子吸附形态存在,为一种新类型的高硫稀有金属复合矿资源。试验采用铵盐为浸出剂,考察了铵盐种类、浸出方式及浸出条件对稀土浸出情况的影响。试验结果表明,分别以硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、乙酸铵、柠檬酸铵为浸出剂浸出矿样,稀土浸出率为31.96%~34.60%。以氯化铵为浸出剂浸出复合矿,稀土浸出率为34.60%,略高于其他铵盐浸出剂。从铵盐价格、稀土浸出率的高低、浸出时对杂质钙的抑制能力多方面综合考虑,选择硫酸铵为浸出剂较为适宜。以硫酸铵为浸出剂,分别对矿样进行了搅拌浸出、池浸、渗滤浸出试验研究。搅拌浸出、池浸、渗滤浸出的离子型稀土浸出率分别为91.88%、80.50%、88.70%,获得了较高的离子型稀土浸出率。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

离子型稀土溶浸液毛细上升规律及影响因素研究

利用自制毛细试验装置,以寻乌某矿的离子型稀土为试验对象,采用3种不同浓度溶浸液,对4组不同粒径的稀土进行毛细上升试验。结果表明,毛细上升高度随时间增长的变化趋势一致,先快速上升,后缓慢上升,再趋于稳定;土样粒径和溶浸液浓度对毛细上升有影响;当土样粒径不同时,硫酸铵溶液浓度对毛细上升的敏感性各不相同,粒径越大,影响越小;溶质势对毛细现象有促进作用,浓度越大,作用越明显;最大毛细上升高度随土柱最大粒径的增大而减小,二者呈幂函数关系,毛细渗透系数随土样最大粒径的增大而增大,二者呈指数关系。