磷礦稀土在硫、磷混酸體系下的反應機理研究.pdf

1、我國擁有豐富的稀土資源和磷資源，但稀土礦產(chǎn)資源和磷礦礦產(chǎn)資源都是一次性資源，開采使用后永不再生，而稀土和磷是國民經(jīng)濟和技術發(fā)展的重要戰(zhàn)略元素，磷礦中伴生稀土的綜合回收顯得尤為重要。因此，本文針對我國典型的含稀土磷礦的礦物學特征及硫磷混酸浸出過程稀土的分布規(guī)律和浸出機理進行詳細的研究，為我國含稀土磷礦的綜合開發(fā)利用提供必要的基礎理論依據(jù)。
　　通過對含稀土磷礦的礦物學性質(zhì)研究，結果表明，我國典型的含稀土磷礦貴州織金磷礦、河北礬山磷礦

2、、云南磷礦礦物組成和稀土含量有一定差別?？椊鹆椎V以膠磷礦和白云石為主，稀土總量最高，達到了0.118％；礬山磷礦以磷灰石和透輝石為主，稀土總量為0.093%，而云南磷礦以磷灰石和硅酸鹽為主，稀土含量最低，不足0.03%。三種磷礦石中，稀土均以鈰（CeO2）、鑭（La2O3）、釹（Nd2O3）、釔（Y2O3）為主，占到了稀土總量的85%以上，且均以輕稀土為主，其含量達到了60%以上，其中礬山磷礦石中輕稀土的含量高達81.56%。貴州織金磷

3、礦和云南磷礦中稀土主要賦存于含磷礦物中，而河北礬山磷礦中稀土除賦存于磷灰石外，在透輝石、赤鐵礦等脈石礦物中也有一定的賦存。貴州織金磷礦和河北礬山磷礦可能存在稀土的獨立礦物，但數(shù)量很微。
　　通過對含稀土磷礦在硫、磷混酸體系下浸出實驗研究，結果表明，硫酸和磷酸加入方式影響稀土的浸出率，先加入磷酸充分浸出礦石再加入硫酸生成磷石膏的浸出方式，有利于提高稀土在溶液中的浸出率；浸出過程，較高的溶液初始磷酸濃度、大的浸出液固比、提高浸出溫度以

4、及延長浸出時間，有利于提高稀土的浸出率。實驗獲得的較佳浸出條件為，溶液初始磷酸濃度50%，硫酸過量系數(shù)1，液固比6:1，浸出溫度80℃，反應時間180min；在此條件下，P2O5的浸出率達到90%以上，∑REO的浸出率達到63.402%。
　　通過對含稀土磷礦在硫、磷混酸浸出體系下的反應機理分析，結果表明，含磷礦物首先與H3PO4反應生成Ca(H2PO4)2， Ca(H2PO4)2再與H2SO4反應生成CaSO4·nH2O。先加入

5、H3PO4與磷礦顆粒充分反應，在磷礦顆粒反應界面附近形成的Ca(H2PO4)2產(chǎn)物膜層的可透性好，以類質(zhì)同象形式存在于磷礦中的稀土與H3PO4反應生成的可溶性稀土磷酸鹽可透過膜層充分擴散到溶液主體，此時再加入H2SO4，雖然溶液中Ca2+與SO42-生成CaSO4·nH2O的核晶速度較快，但硫酸鈣晶體對稀土的包裹作用降低，從而使溶液中稀土的回收率增加。同時，含稀土磷精礦在硫、磷混酸浸出體系下，磷石膏的晶體粒度較細，大多小于10μm，以針