離子型稀土礦浸礦過程及工藝優(yōu)化研究.pdf

1、目前工業(yè)上普遍采用原地浸礦工藝開采離子型稀土礦，浸礦劑為硫酸銨。但在開采過程中硫酸銨消耗過量，氨氮污染嚴重。為了實現(xiàn)離子型稀土礦的高效、綠色開采，本文研究了硫酸銨的浸礦過程，優(yōu)化了硫酸銨浸礦工藝；并對硫酸鎂浸礦工藝及其動力學進行了研究。
　　論文通過柱浸模擬硫酸銨原地浸礦過程，著重考察了浸出液中RE3+、NH4+、SO42-、SiO32-、Al3+、Fe3+以及浸出液pH之間的相互關系。研究發(fā)現(xiàn)，浸出過程各離子浸出的先后順序是：S

2、iO32->RE3+>Al3+，雜質離子浸出量的大小順序是：Al3+>SiO32->Fe3+；pH的降低有利于稀土的浸出；根據(jù)浸出液中RE3+和NH4+的關系，可以將稀土浸出過程分為吸銨區(qū)、銨交換區(qū)、銨過量區(qū)。
　　硫酸銨浸礦工藝優(yōu)化研究表明，用2％(NH4)2SO4浸出離子型稀土礦，浸出液稀土濃度、峰值稀土濃度和稀土浸出率都高但硫酸銨耗量更低，所以采用2%的(NH4)2SO4浸礦濃度即可使浸礦效果達到最優(yōu)；稀土礦對稀土有很強的吸

3、附能力，每公斤稀土礦最高能吸附5.1632g稀土；無礦層對稀土母液有很強的吸附能力，導致稀土無法完全浸出，且隨著無礦層厚度的增加，浸出母液稀土濃度明顯降低、峰值延后并降低、硫酸銨耗量增加、稀土浸出率降低，故注收液盡量避免流經(jīng)無礦層；當浸出液不可避免的要經(jīng)過無礦帶時，硫酸銨加入量液固比在0.62-0.68之間。
　　硫酸鎂浸礦工藝優(yōu)化研究表明，硫酸鎂作為一種綠色無銨浸礦劑，能高效的浸出單一稀土礦，稀土浸出率高；相比于硫酸銨，硫酸鎂浸

4、礦受無礦層的負面影響更大，故硫酸鎂浸礦更應避免經(jīng)過無礦層；硫酸鎂的濃度對稀土浸出有很大的影響，2%MgSO4浸礦下，母液稀土濃度較高，在保證稀土浸出率的情況下硫酸鎂的消耗最低，故硫酸鎂浸礦的最佳濃度為2%（w/w）；較硫酸銨浸礦結果相比，硫酸鎂浸出液中稀土濃度偏低，峰值較低，稀土浸出需要的浸礦劑液固比更大，多0.3-0.4，且浸出曲線更平緩。
　　硫酸鎂浸礦動力學研究表明，硫酸鎂浸取離子型稀土礦的過程為內(nèi)擴散控制，稀土浸出表觀活化