难浸风化壳淋积型稀土矿配合助浸工艺及机理研究

摘要

我国风化壳淋积型稀土矿以其中重稀土配分含量高,提取工艺相对简单而受到了广泛重视并被迅速开发利用,由于长期粗放式开采,高品位易浸稀土矿被优先开采,稀土资源日益贫化,提取难度增加。在难浸风化壳淋积型稀土矿浸出过程中,稀土拖尾现象严重,稀土浸出率低,浸出杂质含量高,稀土浸出效果差,所需浸出剂浓度大,浸出成本高。本文针对该类难浸风化壳淋积型稀土矿,进行配合助浸工艺及机理研究,以期通过配合助浸工艺强化稀土浸出过程,改善稀土浸出效果,提高稀土资源利用率,降低稀土浸出成本。
　　本文以某难浸重稀土矿为研究对象,对浸出过程稀土与铝的浸出行为进行研究,结果表明:稀土与铝的浸出过程存在明显差别,稀土浸出速度相对较快,浸出浓度曲线有明显的峰值,而铝的浸出速度较慢,浸出浓度变化不明显,浸出浓度曲线平缓;NH+4对稀土交换能力最好,同时矿石含水量越低,矿石粒度越细,浸出剂浓度越高、浸出流速越慢、浸出pH值越低、装矿高度越大,稀土浸出率越高,但含水量高于8％、矿石粒度过细、装矿高度过高,稀土浸出效率大大降低;铝的浸出行为受电解质种类、浸出剂浓度、浸出流速等因素影响较小,受浸出pH影响较大,浸出pH值越低,铝离子浸出浓度越大。
　　为强化难浸稀土矿浸出过程,在浸出剂中添加不同的配位剂,进行难浸稀土矿配合助浸研究,结果表明:LPC对稀土无助浸作用;乙酰丙酮、柠檬酸三铵、酒石酸、LPD、LPF均能促进稀土的浸出,其中乙酰丙酮、LPD对稀土助浸效果较差,柠檬酸三铵、酒石酸能明显提高稀土浸出率,但铝浸出量大大增加,不适合作助浸剂;LPE能明显提高稀土浸出率,对铝浸出量增加较少,同时LPE无毒无害,可作为稀土浸出助浸剂。
　　采用LPE分离纯化后的有效组分LPF作难浸稀土矿配合助浸剂,LPF助浸效果表明:在硫酸铵中添加0.10%LPF后,稀土浸出率提高了8.38%,同时硫酸铵浓度降低了25%,浸出液固比减少了5%,LPF对稀土助浸效果显著。LPF对难浸稀土矿助浸机理表明:LPF能与稀土离子生成可溶性配合物,配合物的生成降低了浸出液中稀土离子活度,增大了稀土离子扩散浓差,促进了稀土浸出过程;同时配合物荷电降低,减小了粘土矿物对稀土配合离子的静电引力,提高了稀土扩散速度。
　　在配位剂LPF存在下,难浸风化壳淋积型稀土矿配合淋浸动力学研究表明:难浸风化壳淋积型稀土矿配合淋浸过程为内扩散控制,采用尝试法求得动力学方程为
　　采用LPF配合助浸工艺浸出稀土,稀土表观活化能降低2.18kJ/mol,表明LPF配合助浸工艺能够有效促进难浸风化壳淋积型稀土矿稀土浸出过程。

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第一章 绪论

1.1 稀土资源

1.2 风化壳淋积型稀土矿提取技术及研究进展

1.3 论文研究的目的、意义及内容

第二章 试验原料及方法

2.1 试验矿样

2.2 试验药剂及设备

2.3 试验方法

2.4 分析测试方法

第三章 难浸风化壳淋积型稀土矿稀土与铝浸出行为研究

3.1 难浸风化壳淋积型稀土矿稀土稀土浸出行为研究

3.2 难浸风化壳淋积型稀土矿铝浸出行为研究

3.3 本章小结

第四章 难浸风化壳淋积型稀土矿助浸剂及助浸效果研究

4.1 难浸风化壳淋积型稀土矿稀土浸出助浸剂研究

4.2 LPF对难浸风化壳淋积型稀土矿助浸工艺研究

4.3 本章小结

第五章 难浸风化壳淋积型稀土矿配合淋浸动力学研究

5.1 稀土浸出动力学模型

5.2 硫酸铵浓度对难浸风化壳淋积型稀土矿稀土浸出率的影响

5.3 矿石粒度对难浸风化壳淋积型稀土矿稀土浸出率的影响

5.4 难浸风化壳淋积型稀土矿配合助浸表观活化能

5.5 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文

附录B 在校期间参与导师的科研项目