離子型稀土礦浸出液樹脂吸附試驗研究.pdf

1、離子型稀土礦是我國南方特有的稀土礦的一種類型,具有稀土配分全,特別是中重稀土含量高,是高科技領(lǐng)域不可缺少的稀土原料。由于離子型稀土浸出液稀土濃度低,雜質(zhì)含量高,成分復(fù)雜,生產(chǎn)流程長,所以找到一種快捷、簡單的提取工藝,一直是稀土領(lǐng)域研究的熱點。本文采用樹脂提取稀土浸出液,從樹脂的遴選開始,研究了吸附條件對樹脂吸附性能的影響,并探究了樹脂的吸附機(jī)理,進(jìn)而通過二次正交旋轉(zhuǎn)實驗確定樹脂提取稀土浸出液的最優(yōu)吸附條件,最后探索了最優(yōu)提取條件下樹脂組

2、合的吸附情況,并找到最優(yōu)的樹脂組合。
　　通過不同樹脂對Nd3+和稀土浸出液中的RE3+吸附性能及解吸難易程度研究,建立了樹脂種類與吸附性能的關(guān)系,遴選出樹脂D001、001*8、DH100進(jìn)行下一步研究。在氯化釹溶液中,采用靜態(tài)吸附法考察吸附時間、料液pH、吸附溫度、氯化釹濃度、樹脂質(zhì)量對Nd3+吸附量的影響,結(jié)果表明:三種樹脂的吸附量隨著吸附時間、吸附溫度和料液的濃度升高而增大,并在pH=3.5時吸附量達(dá)到最大。通過三因素二次

3、旋轉(zhuǎn)正交實驗分析,得出氯化釹最優(yōu)的吸附條件為:T=313K、pH=3.5、t=720min,吸附時間是樹脂吸附的極顯著影響因素。氯化釹濃度為20mmol·L-1在最優(yōu)吸附條件下,測定三種樹脂的穿透曲線,樹脂的吸附量越大,則其穿透體積越大,吸附率越小。
　　通過對吸附實驗數(shù)據(jù)分析樹脂吸附Nd3+的熱力學(xué)、動力學(xué)規(guī)律。計算得出:Langmuir等溫模型比Freundlieh等溫模型更適合三種樹脂吸附數(shù)據(jù)。樹脂吸附的熱力學(xué)參數(shù)如下:樹脂

4、D001;樹脂DH100;樹脂001*8;準(zhǔn)二級動力學(xué)模型最為適合這三種樹脂吸附過程;樹脂吸附的活化能:樹脂DH100 Ea=17.5909kJ·mol-1,樹脂D001 Ea=31.4701 kJ·mol-1,樹脂001*8 Ea=43.4533 kJ·mol-1。
　　在稀土礦浸出液中,考察吸附溫度、料液pH、稀釋倍數(shù)、流速對各離子吸附量的影響。結(jié)果表明,三種樹脂對RE3+、SiO32-和Al3+吸附量,隨著吸附溫度的升高或稀

5、釋倍數(shù)的加大而增大,隨著流速的的加快而減小;而Mg2+的吸附量隨著吸附溫度的升高而增大,隨著流速的的加快或稀釋倍數(shù)的加大而減小,三種樹脂對各離子吸附能力大小為:RE3+>Al3+>Mg2+>SiO32-。比較三種樹脂靜、動吸附稀土浸出液分離效果,結(jié)果表明,動態(tài)吸附法優(yōu)于靜態(tài)吸附法;樹脂001*8分離能力優(yōu)于樹脂D001、DH100分離性能。
　　通過對二次旋轉(zhuǎn)正交實驗數(shù)據(jù)的分析,得出最優(yōu)的動態(tài)吸附條件為:料液pH=3.5、稀釋倍數(shù)