包頭混合型稀土礦中氟碳鈰礦的分解和鈰(Ⅳ)新分離體系的研究.pdf

1、位于內(nèi)蒙古的包頭混合型稀土礦，稀土儲(chǔ)量不但在我國居于首位，而且在全球也處于領(lǐng)先地位。包頭混合型稀土礦主要是由氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦構(gòu)成，礦中絕大部分為輕稀土，其中鈰元素的含量大約占50％，鈰元素能夠以Ce4+、Ce3+兩種價(jià)態(tài)穩(wěn)定存在于溶液中。隨著鈰以及鈰化合物應(yīng)用的日益廣泛，關(guān)于鈰分離的相關(guān)研究也越來越重要。利用鈰的變價(jià)性質(zhì)，在分離稀土元素的過程中，首先將含量最多的鈰分離出來，簡化了后續(xù)分離其它三價(jià)稀土的流程。本文針對(duì)目前處理包頭混合型稀

2、土礦的方法中以及鈰的萃取分離過程中存在的一些問題，主要研究了以下內(nèi)容:
　　第一部分，通過“氧化焙燒-硝酸浸出”來實(shí)現(xiàn)對(duì)包頭混合型稀土礦中氟碳鈰礦的分解，解決了硫酸浸出焙燒后的礦物所得的鈰產(chǎn)品含有難以消除的硫酸鹽的問題。在這部分，主要探究了在焙燒過程中不同的焙燒溫度、焙燒時(shí)間對(duì)于礦物中稀土氧化物(REO)浸出率以及礦物中鈰氧化率的影響，研究發(fā)現(xiàn)在焙燒溫度為500℃，焙燒時(shí)間為2h時(shí)，包頭混合型稀土礦的稀土能夠達(dá)到最佳浸出率，鈰的氧

3、化率能夠達(dá)到97.1％。并且系統(tǒng)探討了不同因素，包括硝酸濃度、浸出溫度、浸出時(shí)間以及液固比對(duì)于REO浸出率的影響，在選擇濃度為6～8mol/L的HNO3，控制液固比(L/S)為3～4，選擇浸出時(shí)間為30～40min，浸出溫度為30～50℃時(shí)，REO能夠達(dá)到最佳浸出率，其中REO浸出率達(dá)到69.00％、F的浸出率達(dá)到42.00％、P的浸出率達(dá)到35.81％。最終給出了一種有效處理包頭混合型稀土礦中氟碳鈰礦的方法。
　　第二部分，針對(duì)

4、兩步氧化法中利用Cyanex923來萃取分離鈰氟磷的過程Cyanex923成本較高的問題，本文根據(jù)硝酸浸出液的實(shí)際組成成分，構(gòu)建了一個(gè)新的Ce-F-P萃取體系。采用一種中性有機(jī)膦酸酯DEHEHP（2-乙基己基膦酸二（2-乙基己基）酯）萃取劑，探討了硝酸濃度、萃取劑濃度、F-濃度、NO3-濃度等條件對(duì)于Ce-F-P體系中Ce4+、F、P萃取分離的影響。研究表明，當(dāng)酸度為2.5-5.5mol/L時(shí)，DEDEHP對(duì)于Ce4+的萃取率不隨HNO

5、3酸度變化而變化;F離子存在降低了DEHEHP對(duì)于Ce4+的萃取率;通過改變萃取劑濃度得出一個(gè)萃取劑結(jié)合一個(gè)Ce4+參與萃取;鹽析劑NO3-離子的存在對(duì)于DEHEHP萃取Ce4+無太大影響。并探究了DEHEHP這一中性磷類萃取劑在Ce-F-P體系中對(duì)于Ce4+的飽和負(fù)載能力，研究得出每升15.5％的萃取劑能夠負(fù)載27.53g CeO2，并且對(duì)負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行還原反萃實(shí)驗(yàn)，對(duì)反萃得到的粒子進(jìn)行物相、粒徑和形貌表征，反萃粒子為單一物相CeF3