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风化壳淋积型稀土矿化工冶金(复合镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿过程强化研究)

风化壳淋积型稀土矿化工冶金(复合镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿过程强化研究) 复合镁盐强化风化壳浸出稀土矿的工艺研究

 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。

风化壳淋滤型稀土矿是我国最早发现并实现工业利用的,富含中重稀土矿物,广泛分布于江西、广东、福建等省。在一定的气候条件下,含稀土元素的原岩经风化作用转化为粘土矿物。在这一风化过程中,稀土离子以水合或羟基水合离子的形式解离吸附在风化形成的粘土矿物上。吸附在粘土矿物上的稀土离子具有良好的化学稳定性,服从离子交换规律。通过离子交换反应,利用活性阳离子溶液作为浸出剂,可以将溶液中的稀土离子浸出。目前工业上广泛使用单一铵盐浸出剂,但这种浸出剂消耗大量氨氮污染,浸出效果比复合浸出差。因此,本文采用柱浸工艺探索了三种不同复合镁盐对稀土浸出的影响,并筛选出最佳组合。探讨了复合镁盐摩尔比、镁离子浓度、pH和温度对稀土和主要杂质铝浸出规律的影响。利用色谱塔板理论分析了稀土和铝的浸出曲线,为稀土的绿色高效浸出和复合镁盐的工业利用提供了理论指导。当三种镁盐成对混合时,氯化镁和硝酸镁在实验范围内以4:6的摩尔比混合,可获得最佳的稀土淋洗效果。在最佳条件下,稀土浸出率可达95.18%,比单一镁盐浸出率提高约9%。在一定范围内,提高镁离子浓度可以提高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。在pH值为4~8的范围内,稀土和铝的浸出效果不明显;在强酸条件下浸出稀土矿会显著提高浸出液中铝的含量。高温会在一定程度上增加离子的热运动,提高稀土和铝的浸出效果,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从溶液中心到矿石颗粒表面的传质阻力来提高传质效率,而过高的镁离子浓度则无助于提高稀土的传质效率。在pH 4~8范围内,对浸出传质没有明显影响。高温可以改善浸出过程的传质效果。最佳工艺条件为:氯化镁与硝酸镁的摩尔比为4∶6,镁离子浓度为0.2 mol/L,pH值为溶液的初始值。夏季可获得较好的浸出效果。

 
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