【摘 要】
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离子型稀土矿具有配分齐全、分布广泛、利用价值大等特点,于上世纪70年代首次发现于江西赣南地区,是我国特有的一种珍贵稀土资源.稀土配分中所含的中重稀土元素在军事、航空航天、信息、新材料等领域有着不可替代的作用,在欧美等发达国家被列为高新技术产业发展的关键元素.随着全球科技的快速发展,各领域对稀土的用量急剧增加,这导致我国离子型稀土矿在过去的几十年间经历了超负荷开采,稀土资源日趋贫化,浸出难度日益加大.低品位离子型稀土矿浸出时存在浸出剂消耗大、浸出率低、成本高等问题,并且常因注液不当而引发山体滑坡等自然灾害.
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离子型稀土矿具有配分齐全、分布广泛、利用价值大等特点,于上世纪70年代首次发现于江西赣南地区,是我国特有的一种珍贵稀土资源.稀土配分中所含的中重稀土元素在军事、航空航天、信息、新材料等领域有着不可替代的作用,在欧美等发达国家被列为高新技术产业发展的关键元素.随着全球科技的快速发展,各领域对稀土的用量急剧增加,这导致我国离子型稀土矿在过去的几十年间经历了超负荷开采,稀土资源日趋贫化,浸出难度日益加大.低品位离子型稀土矿浸出时存在浸出剂消耗大、浸出率低、成本高等问题,并且常因注液不当而引发山体滑坡等自然灾害.本论文针对低品位离子型稀土矿浸出过程中存在的问题,进行表面活性剂助浸工艺及机理研究,以期通过复合浸出剂与表面活性剂的协同作用来改善稀土浸出效果,提高稀土浸出率,同时减少山体滑坡等地质灾害,为绿色高效开发此类稀土资源提供理论指导.
本文以龙南某低品位离子型稀土矿为研究对象,研究了不同类型和复合浸出剂体系下各工艺参数对稀土浸出行为的影响,结果表明:NH4+对稀土的交换能力最强,SO42-对稀土浸出反应的促进效果最好;浸出剂配比、浓度等工艺参数对稀土浸出率均有一定影响,当氯化铵与硫酸铵质量比8∶2,复合浸出剂浓度4%,溶液pH=5.5,液固比1∶1,淋浸流速0.5mL/min时,稀土的平均浸出率达到91.69%,黏土的线性膨胀率为2.834%.该条件下复合浸出剂的浸出效果比单一铵盐浸出剂更好,并且在一定程度上能够有效抑制黏土矿物的膨胀.
为了进一步优化低品位离子型稀土矿浸出过程,强化稀土浸出效果,通过对不同类型表面活性剂的助浸效果研究表明:阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠对稀土助浸效率最好,在提高稀土浸出率和浸出效率的同时,可以有效减少浸出剂的消耗.并通过响应曲面法对表面活性剂助浸实验条件进行优化.
通过毛细渗透法定性测量接触角大小,渗透系数的测定,对表面活性剂强化低品位离子型稀土矿浸出机理研究表明:表面活性剂通过改善矿物表面润湿性及增强矿体内溶液渗流两种方式来强化离子型稀土矿的浸出效果.其次通过XRD和FT-IR对原矿和浸出后的尾矿进行分析检测,结果表明稀土浸出反应并不会改变矿物的物相组成,十二烷基硫酸钠在矿物表面吸附方式以物理吸附为主.
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