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化验检测
复合镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿过程强化研究
来源:金属矿山2020-06-17569
  风化壳淋积型稀土矿是世界中重稀土的主要来源,其中稀土以水合或羟基水合离子吸附在黏土矿物 上,可采用离子交换的方式浸出稀土矿。为提高以复合镁盐为浸取剂时稀土的浸出效果,采用柱浸的方式模拟原 地浸出过程,研究了复合镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿稀土及铝的浸出传质过程,并结合色谱塔板理论进行了分 析。结果表明,采用氯化镁和硝酸镁摩尔比为 4∶6 的复合镁盐浸取剂浸出稀土的效果最佳;在一定范围内较高的 镁离子浓度可以通过提供驱动力来克服扩散阻力,从而加强稀土(RE)和铝(Al)的传质过程;pH 在 4~8 范围内几乎 不影响稀土和铝的传质效率,强酸性环境(pH=2)下浸出稀土矿会显著加强铝的浸出,不利于后续处理;高温有助 于稀土及铝的浸出;采用复合镁盐柱浸回收稀土的最佳工艺条件为:MgCl2和 Mg(NO3)2摩尔比为 4∶6,镁离子浓度 为 0.2 moL/dm3,pH 为溶液初始值,夏季作业有利于提高浸出传质效率。

风化壳淋积型稀土矿是我国最早发现和实现工 业利用的一种富含中重稀土的矿种,广泛分布在我 国江西、广东、福建等省区。在一定的气候条件 下,含有稀土元素的原岩通过风化作用转变成黏土 矿物。在这个风化过程中,稀土离子被解离下来,以 水合或羟基水合离子形式吸附在经风化作用形成的 黏土矿物上。吸附在黏土矿物上的稀土离子有较好 的化学稳定性,服从离子交换规律。可通过离子 交换反应,采用含有性质活泼的阳离子溶液作为浸 取剂,将稀土离子浸出于溶液中。 目前,工业上普遍使用单一铵盐浸取剂,但是 该类浸取剂消耗较大,且会产生大量的氨氮污染, 其浸出效果相比复合浸出也较差。因此,本文采用 柱浸工艺,探索了3种不同复合镁盐对稀土浸出效果 的影响,并从中选取了最佳组合,探究复合镁盐摩尔 比、镁离子浓度、pH和温度对稀土及主要杂质铝浸出 规律的影响,采用色谱塔板理论对稀土和铝的浸出 曲线进行了分析,为实现稀土的绿色高效浸出和复 合镁盐的工业化利用提供了理论指导。使用3种镁盐两两复配时,在试验范围内,氯 化镁和硝酸镁以摩尔比 4:6 复配能够获得最好的稀 土浸出效果。最佳工艺条件下,稀土浸出率可达 95.18%,相比单一镁盐浸出提高约9%。 在一定范围内,增加镁离子浓度可以提升稀 土和铝的浸出效率,但过高的镁离子浓度会强化铝 的浸出。pH在4~8范围内对稀土和铝的浸出效果影 响不明显,强酸性条件下浸出稀土矿,会显著增加浸 出液中铝的含量。高温会在一定程度上增加离子的 热运动,提升稀土和铝的浸出效果并缩短生产周期。 较高的镁离子浓度可以通过提供驱动力克 服其从溶液中心扩散到矿石颗粒表面的传质阻力来 提高传质效率,过高的镁离子浓度对提升稀土传质 效率没有帮助。pH在4~8范围内对浸出传质效果无 明显影响。高温能改善浸出过程传质效果。 最佳工 艺条件为:氯化镁与硝酸镁摩尔比为 4∶6,镁离子浓 度为0.2 mol/L,pH为溶液初始值,夏季作业能获得更好浸出效果。

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