矿产资源是人类生存和发展的重要基础原材料。中国约95%的能源和80%的工业原材料直接或间接来自矿产资源。随着科技的进步和工业生产的发展，人们对矿产资源的需求将进一步增加。这无疑意味着尾矿的数量将与日俱增。尾矿不仅污染环境，危害人类生命，而且占用大量土地，消耗资金，影响企业经济效益。然而，由于历史和技术原因，如过时的分选设备和落后的分选技术，尾矿仍然含有大量的有用物质，甚至是丰富的矿石。这些资源的闲置造成了巨大的浪费。因此，回收有价元素对尾矿的综合利用具有重要意义[1，2]。主要介绍盐酸酸洗对包钢稀土尾矿中稀土元素富集的影响，为下一步提取单一稀土元素奠定基础。

一.实验

(1)主要原材料

本实验所用的主要原料是包钢稀土尾矿。其化学成分分析见表1，其矿物成分见图1。

表1包钢稀土尾矿含量/%

图1原矿的物相分析

(2)实验原理

主要是基于以下化学反应来达到去除杂质和富集稀土的目的。

溶解的稀土与溶液中的氟化氢反应生成稀土氟化物，沉淀在未分解的稀土矿物中。因为REF3 (KSP = 8× 10-16)的溶度积小于CaF2 (KSP = 217× 10-11)的溶度积，所以式(1)、(2)、(3)所示的化学反应连续进行，可以除去大量的铁和钙，稀土的损失率很小[3]。

(3)实验方法

在对原料进行粉碎和筛选的基础上，重点考察了酸洗浓度、酸洗时间、固液比和搅拌时间对富集效果的影响，并通过大量对比实验确定了最佳参数。

二。结果和讨论

(一)盐酸浓度的影响

用不同浓度的盐酸对尾矿进行酸洗，得到的盐酸浓度对酸洗渣中各元素含量的影响如图2所示。

图2酸洗渣中元素含量与盐酸浓度的关系

从图2可以看出，随着盐酸浓度的增加，铁的失重先减小后增大，这是由于以下反应:

当盐酸浓度为60%时，CaSiO3的反应基本完成，酸洗渣中铁的含量达到最大。当盐酸浓度再次升高时，随着FeS与Fe2O3的反应越来越完全，酸洗渣中铁的含量逐渐降低，因此铁的浸出率逐渐升高。钙和硅的变化基本相似。当盐酸浓度小于60%时，硅主要以硅酸的形式析出，钙被盐酸溶解，以CaCl2的形式除去。因此，当盐酸浓度小于60%时，酸洗渣中硅和钙的含量逐渐降低。盐酸浓度大于60%时，铁能与盐酸充分反应，钙、硅含量明显增加，主要在CaF2中。

(二)固液比的影响

在未搅拌状态下，控制不同的固液比，对比试验如图3所示。从图3可以看出，随着固液比的增大，失重率先增大后减小。当固液比为1∶3时，失重率最大，达到48.6%。从图3可以得出以下结论:在固液比1∶3之前，失重率急剧增加，这是由于盐酸量少，矿物反应不完全；(2)固液比为1∶3后，失重率越来越小，因为酸与矿物中的铁反应生成Fe(OH)3胶体溶液，部分硅以胶体硅酸的形式存在。随着酸液量的逐渐增加，在不搅拌的情况下，液固分离，使部分酸不能与矿物充分接触，矿物不能充分反应。

图3固液比与矿物失重率的关系

(3)搅拌时间的影响

控制不同的搅拌时间，对比试验如图4所示。

图4搅拌时间与矿物失重率的关系

从图4可以看出，随着搅拌时间的增加，失重率逐渐增加。搅拌时间为6h时，曲线趋于平衡，因为在酸洗过程中，随着搅拌时间的增加，矿物质和盐酸可以充分反应，搅拌时间为6h时反应基本完全，所以失重率随搅拌时间的增加变化不大。随着搅拌时间的不同，酸洗渣中元素的变化如图5所示。

图5搅拌时间与酸洗渣中元素含量的关系

从图5可以看出，钙的含量先降低后升高。这是因为在反应初期，随着搅拌时间的增加，钙化合物反应越来越充分。搅拌时间为3h时，钙基本反应完全。随着铁含量的减少，钙含量逐渐增加，铈含量随着搅拌时间的增加而增加。搅拌时间超过5h后，变化不大。

三。结论

(1)包钢尾矿粉磨时，浓盐酸酸洗效果较好，控制固液比为1∶3，铁的浸出率可达91.97%。

(2)酸洗的最佳搅拌时间为6h，此时酸洗渣中铁的含量降至212%，铈的含量增至515%。

(3)该方法工艺简单，适用于稀土低品位矿物包钢尾矿，为进一步提取稀土元素特别是铈奠定了基础。

参考资料:

[1]胡天喜。文徵明，陈明杰，等.我国尾矿综合利用的一些进展[J].国外金属矿物加工，2006，43 (2):152181。

吴象。尾矿综合利用的新途径[J].有色金属矿产与勘探，1998，7 (2): 1202221。

吴文元。稀土冶金[M]。北京:化学工业出版社，2005。56860 . 68888888686