風(fēng)化殼淋積型稀土礦淋浸工藝及動力學(xué)研究.pdf

1、風(fēng)化殼淋積型稀土礦是我國特有的稀土礦種，它具有分布廣、儲量豐富、放射性低、稀土配分齊全等特點，它的開發(fā)和利用解決了我國中重稀土缺乏的問題，有著舉足輕重的影響。為了合理有效地利用這種資源，研究其開采提取方法顯得尤為重要。 本文的主要實驗結(jié)果有： 以江西省信豐縣稀土礦為原料，采用柱浸工藝浸取風(fēng)化殼淋積型稀土礦中的稀土，獲得其優(yōu)化工藝參數(shù)為：浸取劑，氯化銨和硫酸銨質(zhì)量比為7：3的混合銨鹽；浸取劑濃度，2．5％；淋洗液固比，0．

2、5：1；淋浸速度，0．58 mL/min。在此條件下稀土浸出率為98．40％。 對原礦和浸出尾礦進行X射線衍射分析，表明浸出前后礦物晶格沒有發(fā)生改變，也更進一步證明膠態(tài)沉積相和礦物相稀土沒有參與反應(yīng)，只有離子相稀土被交換下來。 根據(jù)柱浸實驗結(jié)果研究浸出過程動力學(xué)，考察了浸取劑濃度、流速和礦石粒度對浸出速率的影響。結(jié)果表明：該過程可定性地用Fick定律描述，且較好地符合收縮未反應(yīng)芯模型。當(dāng)浸取劑濃度低于2．5％時，動力學(xué)控

3、制步驟為混合控制；當(dāng)浸取劑濃度達到2．5％后，其浸取過程屬內(nèi)擴散控制，動力學(xué)方程為1-2/3η-（1-η）2/3=e6．105R0．21189t。 采用輕稀土氧化物和重稀土氧化物為原料制備稀土溶液，研究銨鹽及鈉鹽存在下草酸沉淀稀土的規(guī)律。以稀土沉淀率和稀土氧化物產(chǎn)品純度為指標(biāo)，分別考察了草酸用量比及不同鹽類（硫酸銨、氯化銨和氯化鈉）濃度對草酸沉淀稀土的影響。然后，在固定草酸用量比和鹽類濃度的條件下，研究鹽類存在對草酸沉淀輕、重稀

4、土的影響。結(jié)果表明：當(dāng)草酸沉淀摩爾比在（2．5～3）：1，體系中氯化鈉、硫酸銨和氯化銨濃度分別為7％、4％和4％時，稀土沉淀率較高，分別為90．92％、91．40％和91．54％。而稀土純度隨鹽類濃度的增加而逐漸降低。銨鹽和鈉鹽體系中輕、重稀土的沉淀過程有差異，重稀土草酸鹽與輕稀土草酸鹽相比有更大的溶解度。大量NH4+存在時，輕稀土的沉淀率比重稀土的沉淀率高。 采用2％硫酸銨作浸取劑，草酸和碳酸氫銨作沉淀劑，對整個風(fēng)化殼淋積型稀

5、土礦提取過程進行實驗?zāi)M，研究銨鹽的分布規(guī)律。結(jié)果表明： 在淋洗階段，進入浸出液的硫酸銨量占硫酸銨投入總量的73．73％，進入尾液的占0．21％，殘留在尾礦中的占26．06％。而尾礦中留在固相中的銨鹽占尾礦中銨鹽含量的85．90％，其余14．10％可能被吸附在礦石表面或孔隙中。 在草酸沉淀階段，沉淀母液中銨鹽含量相對原浸出液中減少了22．01％；在碳酸氫銨沉淀階段，沉淀母液中銨鹽含量相對浸出液中增加了4．10％。