离子型稀土矿抑杂浸出中抑铝剂的研究

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影响离子型稀土矿浸矿效率的因素研究

187影响离子型稀土矿浸矿效率的因素研究陶伟（江西泰豪动漫职业学院　智能科学与技术系，江西　南昌　３３０２００）摘要：近几年随着我国科学技术水平的不断发展，很多行业都发生了极大变化，人们对生活质量的要求也在不断提高，这对我国矿产资源而言就面临极大挑战，要想获取更多的矿产资源就必须提升采矿效率，同时还要更低成本的对矿床进行开采。

就当前情况来看我国已经研发很多采矿技术，其中使用离子型稀土浸矿技术能够有效对矿体进行开采，在浸矿过程中充分利用了化学的平衡反应，以此实现采矿目的。

然而在浸矿过程中浸出剂的浓度、流速、温度、固液比以及ＰＨ值都是影响浸矿效率的重要因素，而就实验统计发现浸矿剂的硫酸溶液浓度固液比为１：１，ＰＨ在４．５，流速为三毫升每分钟时稀土的浸出效果相对较好，浸出率高达８０％左右，以下主要通过试验对其进行研究。

关键词：离子型稀土矿；原地浸矿；硫酸铵；浸出率；稀土元素中图分类号：ＴＦ８４５文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１５－０１８７－３Study on the Factors Influencing the Leaching Efficiency of Ionic Rare Earth OresTAO Wei（Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｔｅｌｌｈｏｗ　ＡｎｉＭａｔｉｏｎ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３０２００，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｌｅｖｅｌ，　ｍａｎｙ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　ｈａｖｅ　ｕｎｄｅｒｇｏｎｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｃｈａｎｇｅｓ，　ａｎｄ　ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｌｉｆｅ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ．　Ｔｈｉｓ　ｐｏｓｅｓ　ｇｒｅａｔ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ｆｏｒ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．　Ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｍｏｒｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，　ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，　ｗｈｉｌｅ　ａｌｓｏ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ａｔ　ｌｏｗｅｒ　ｃｏｓｔｓ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，　Ｃｈｉｎａ　ｈａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｍａｎｙ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，　ａｍｏｎｇ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｉｏｎ　ｔｙｐｅ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｍｉｎｅ　ｏｒｅ　ｂｏｄｉｅｓ，　ｆｕｌｌｙ　ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｒｅａｃｔｉｏｎｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ，　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ，　ａｎｄ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ａｒｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｈａｔ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，　ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈｓ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｇｏｏｄ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｉｓ　１：１，　ｔｈｅ　ｐＨ　ｉｓ　４．５，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ｔｈｒｅｅ　ｍｉｌｌｉｌｉｔｅｒｓ　ｐｅｒ　ｍｉｎｕｔｅ，　ｗｉｔｈ　ａ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ａｂｏｕｔ　８０％．　Ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Keywords: ｉｏｎｉｃ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｏｒｅ；　Ｉｎ　ｓｉｔｕ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｏｒｅ；　Ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ；　Ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ；　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｅｌｅｍｅｎｔ收稿日期：２０２３－０５基金来源：２０２２年江西省教育厅科学技术研究项目：不同浓度的交换液对离子型稀土一维入渗特性的影响试验研究，项目编号：ＧＪＪ２２０８５１６。

离子型稀土矿浸出过程主要物质浸出规律研究

离子型稀土矿浸出过程主要物质浸出规律研究杨幼明;王莉;肖敏;黄金;蓝桥发;杜朝军【摘要】The leaching behaviors of water, RE, ammonium sulfate and other foreign ions were investigated by using the column leaching method with the leaching agent of ammonium sulfate. The results show that ionic rare earth ore has relatively strong adsorption for water which made the contents of water increased from 17.74 %to 33.7%. The leaching rate of RE is 99.98%. For impurities ,the leaching amounts of the Al3+is relatively large, the SiO32- is smaller, but the Fe3+is almost no leaching and the leaching order of the ions is followed as SiO32-, RE3+, Al3+, Fe3+. When the concentration of Al3+and Fe3+reach to the peak, the lowest pH value of the leachate is obtained. However, with the addition of the leaching agent and water, the pH value are raised up, until run up to the pH value of the ammonium sulfate solution and the water.%采用柱浸法研究硫酸铵浸取离子型稀土矿过程中水、稀土、硫酸铵及其他杂质离子的浸出规律.研究表明，离子型稀土矿矿土对水有较强的吸附能力，浸矿后，矿土的含水率由17.74%增加到33.7%.浸出过程中，稀土浸出率可达99.98%，杂质中Al3+浸出量比较大，SiO32-浸出量较小，而Fe3+几乎不浸出，各离子的浸出先后顺序为：SiO32-、RE3+、Al3+、Fe3+，杂质Al3+的浸出略滞后于稀土的浸出. Al3+、Fe3+浓度达到峰值时，pH值最低，随着浸矿剂和顶水的加入，浸出液的pH值开始上升，直至达到硫酸铵溶液的pH值和顶水的pH值.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2016(007)003【总页数】6页(P125-130)【关键词】离子型稀土矿;硫酸铵;浸出规律【作者】杨幼明;王莉;肖敏;黄金;蓝桥发;杜朝军【作者单位】江西理工大学工程研究院，江西赣州 341000; 国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心，江西赣州 341000;江西理工大学工程研究院，江西赣州 341000;江西理工大学工程研究院，江西赣州 341000;江西理工大学工程研究院，江西赣州 341000;国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心，江西赣州 341000;南阳理工学院生物与化学工程学院，河南南阳 473000【正文语种】中文【中图分类】TD865;TF111.3离子型稀土矿于1969年在我国首次被发现并命名，含有15种稀土元素，特别是富含国防军工及其他高科技产业领域中不可或缺的铕、铽、镝、镱、镥、钇等中重稀土元素[1]，具有配分齐全，中重稀土元素含量高、放射性低、高科技应用元素多、综合利用价值大“五大”突出优点[2].离子型稀土矿物不是以独立的矿物相形式存在，而是呈离子状态吸附于黏土类矿物中[3-4].离子型稀土的开采工艺经历了20世纪80年代从氯化钠浸矿到硫酸铵浸矿工艺、90年代从池浸到原地浸矿工艺的两大飞跃，“硫酸铵浸取-碳铵沉淀工艺”已在离子型稀土矿的提取中得到广泛应用[5].原地浸矿工艺的显著优点在于工艺基本对地表植被不予破坏，保持原始生态.也有研究采用硫酸镁[6-9]或其他浸取剂[10]代替硫酸铵作为浸矿剂，以改善铵根对环境的影响，丰富了原地浸矿工艺内容.硫酸铵浸出离子型稀土矿浸出过程的化学反应可表示为：其中:[Clay]表示黏土矿物，s表示固相，aq表示液相.在离子型稀土的开采过程中，铵根离子将稀土离子交换下来而留在黏土矿物中，未交换的铵根离子残留在矿区土壤、地下水和地表水中.工业上常用1%～ 2%的硫酸铵浸矿剂按体积比为0.33（浸矿液体积∶矿土体积）的比例注入矿体中[11].但在实际生产过程中，由于操作工人对硫酸铵浸矿工艺的理论不了解，对浸矿剂与矿体中各元素的浸出规律不明确，为提高稀土的浸出率，就盲目提高硫酸铵浸矿剂的浓度和用量，导致过量的浸矿剂和浸出液渗入矿体下部污染地下水系[12]，浸矿液流失严重，流域溪流水中氨氮含量较高，浓度可达0.1 g/L.据统计，生产1 t氧化稀土，需消耗8 t硫酸铵浸矿剂，产生1 000～1 200 t废水.同时，矿体灌入过量的浸矿剂，易引发滑坡、崩塌和泥石流等次生地质灾害，给矿区人民的生命财产安全带来严重威胁[13].在浸矿过程中，过量的浸矿剂也会导致铁、铝等非稀土杂质随着稀土一起浸出，对后续沉淀及萃取工序产生影响，同时也影响产品质量.欧阳克氙等[14]研究了在硫酸铵浸矿剂中添加硫化物、柠檬酸、酒石酸等抑制杂质铝的浸出.邱廷省等[15]研究了硫酸铵中添加LG-01抑制杂质铝、铁的浸出，LG-01抑杂剂可与铝铁杂质离子形成络合物或难溶沉淀物从而有效抑制稀土矿中的铝铁杂质的浸出.但抑制剂同时也会与稀土结合影响稀土的浸出效果.在硫酸铵浸矿理论方面，科技工作者多研究了硫酸铵浸矿的动力学和热力学研究[16]，而对浸出过程中水、稀土、硫酸铵、铝铁杂质等的浸出平衡关系报道较少.何正艳等[17]研究了在不同浸矿剂浓度、pH 值、浸取温度条件下稀土和铝及铵的浸出行为，但未对浸出过程中其他的主要物质如水、杂质铁、硅等进行研究.本文从硫酸铵的浸矿理论出发，研究了硫酸铵浸矿过程中水、稀土、硫酸根、铵根及其他杂质离子的浸出平衡关系，对硫酸铵浸矿规律进行系统性研究，完善硫酸铵浸矿工艺技术基础理论，探索减少浸矿剂用量、控制杂质浸出的条件，进而对硫酸铵浸矿工艺进行优化，为实际应用提供理论依据，实现离子型稀土矿的高效、绿色开采.1.1 实验药品及仪器实验所用的药品和仪器：硫酸铵（工业级）、草酸（分析纯）、有机玻璃管Φ 145 mm×1 500 mm等.离子型稀土原矿为广东平远县仁居稀土矿样品，样品含（吸附）水率W1=17.74%，稀土品位（REO）ω= 0.478%.浸取液为2%的硫酸铵溶液，其中含氨氮5.325 g/L，含硫酸根14.20 g/L.1.2 实验方法在玻璃柱中（Φ 145 mm×1 500 mm）均匀装入10 kg稀土原矿，以一定的流速向玻璃柱中加注2%的硫酸铵溶液，用饱和的草酸溶液定性检测浸出液中的稀土含量，以此判断是否浸出完全，发现浸出完全后，停止加注硫酸铵溶液，开始加注顶水.记录出液时间，以250 mL为单位收集浸出液，按出液顺序依次编号，把收集到的浸出液样品送样检测稀土、铝、硅、铁、铵根、硫酸根离子浓度.1.3 分析方法本实验所有样品均委托赣州艾科锐化工金属材料检测有限公司分析检测，其中稀土的检测按GB/T18882.1-2008（方法2）方法检测，铁、铝的检测按GB/T12 690.5-2003方法检测，镁的检测按国标 GB/T12 690.11-2003方法检测，硅的检测按JB/T 4394-1999方法检测，硫酸根的检测按ACRC-28-2/0-2010方法检测.部分稀土浓度的检测采用EDTA络合滴定法测定，采用pH试纸测定浸出液的pH 值.浸出10 kg的离子型稀土矿，共加入硫酸铵（浸矿剂）V1=12 353 mL，顶水V2=10 000 mL；收集的浸出液取样体积V3=9 660 mL，顶水液取样体积V4=10 065 mL；浸出取样时间t1=2 585 min；顶水液取样时间t2=2 596 min；实验共取样79个，19号样为稀土峰值时所取样，38号为加入顶水时的取样.10kg稀土矿浸出液中含各主要成分如表1所列.2.1 浸出过程水的流出规律柱浸实验水的平衡见表2，计算得出每公斤稀土矿可吸收水V5=2 400 mL，矿土吸水后的含水率为：其中：m矿为稀土矿质量，g.计算得吸水后稀土矿土总含水率由之前的17.74%增加到33.70%，说明离子型稀土矿土对水有较大的吸附能力.只有在矿土吸水达到饱和时，才会开始流出浸出液，根据这一特点，可以计算出离子型稀土浸矿过程开始出液的所需时间：T1=采区矿体体积×矿土密度×(矿饱和吸水率－矿含水率)÷注液速度根据图1中稀土及各离子的流出曲线规律，浸出过程前1 781 mL的浸出液，只含少量的，而RE3+、、Al3+、Fe3+的浓度几乎为零，根据矿土原含水率为17.74%计算得出10 kg矿土中含水1 774 mL，与浸出液的体积相近，说明是浸矿剂直接将矿土中的水顶出.2.2 浸出过程稀土与硫酸铵的流出规律浸出液中稀土及硫酸铵的流出曲线如图1所示.2.2.1 稀土的浸出规律根据图1可知，硫酸铵浸出稀土矿，流出液中稀土浓度呈正态分布，根据分布，可以将浸矿过程分为以下4阶段.第1阶段：前期液.前期液是指浸矿过程中浸出液开始流出，但是浸出液基本不含稀土，或者稀土含量极低的阶段，对应图1中0～1 781 mL区域；此阶段不流出稀土及硫酸铵，由此可计算出生产中不含稀土的浸出液的出液天数为：T2=采区矿体体积×矿土密度×原矿含水率÷注液速度.第2阶段：峰前液.峰前液是指随着2%硫酸铵的继续加入，流出液开始出现高浓度稀土浸出液，然后稀土浓度急剧增加，直至稀土浓度达到峰值的阶段，对应图1中1 781～4 790 mL区域.峰前液中共含稀土量32.44 g，占总稀土浸出量的67.87%，所以大部分的稀土在峰前液中.第3阶段：峰后液.峰后液是指随着2%硫酸铵的进一步加入，流出液的稀土浓度从峰值开始急剧降低，直至稀土浓度降低到一个极低的数值，对应图1中4 790～10 000 mL区域.峰后液中含稀土量14.971 g，占总稀土量的31.33%.第4阶段：后期液.后期液是指浸矿过程的尾期，其特点是稀土浓度很低，但是浸出液体积占的比例却很大，呈现一个很长的“拖尾”现象，对应图1中10 000～20 000 mL区域.由图1累加计算出稀土的浸出总量为：由此计算出稀土的浸出率为：采用柱浸法浸出离子型稀土矿的稀土浸出率较高，接近于100%.2.2.2 硫酸铵的流出规律铵根离子在浸出过程中的平衡关系如表3所列，计算可知离子型稀土矿交换吸附的铵根离子的质量为32.61 g，平均每公斤矿土交换吸附的铵根离子的质量为3.26 g，折算成每吨REO被交换吸附的硫酸铵为2.5 t.浸取液中的稀土总量为47.79 g，将所有稀土交换下来所需铵量为16.41 g，稀土矿中杂质铝交换需要的铵量为6.54 g，则主要阳离子交换需要的铵总量为22.95 g，那么矿土吸附的铵量为32.61 g-22.95 g=9.66 g，占总铵量的14.70%，平均每公斤矿土吸附铵量为0.966 g.从图1分析，浸出液中NH+4的流出曲线呈正态分布，在0～4 790 mL范围内，NH+4的浓度基本为零，说明这阶段加入的NH+4基本全部被稀土矿吸附或交换，这阶段加入的铵量为25.51 g，占总吸附及交换量的78.21%.稀土交换完毕后，NH+4浓度急剧升高，当NH+4浓度升高到3.5 g/L时，NH+4基本保持浸出平衡状态.开始加顶水后，顶水逐渐将NH+4不断顶出，在浸出液体积为14 000 mL 时，NH+4浓度迅速降低，但出现较长的拖尾现象，说明NH+4较容易残留于矿土中，会对矿山和地下水的生态环境产生一定的影响.在0～1 781 mL时，浸矿前期液将矿土中的水顶出，在1 781 mL至3 041 mL 时，浸出液中SO24-浓度快速上升，跟随稀土离子一同流出，在3 041 mL后，SO2-处于流出平衡状态，随着顶水的加入，与NH+一44同流出（过量的浸矿剂），也出现了较长的拖尾现象. 2.2.3 稀土浸出过程分区情况根据图2稀土与硫酸铵的浸出关系可看出，流出的浸出液前1 781 mL，浸矿剂将矿土中的水顶出，此部分浸出液只含少量的SiO23-离子，加入硫酸铵浸矿剂后，含水率由17.74%上升至33.7%，因此可将Ⅰ区域称之为矿土水交换区.在Ⅱ区域中，NH+4与稀土离子发生交换反应，浸出液稀土离子浓度和SO24-浓度不断上升，NH+4浓度几乎为零；当稀土离子交换完毕后，即稀土浓度达到峰值后，矿土中可交换的稀土离子减少，NH+4开始流出，SO24-浓度保持流出平衡状态，浓度约为11 g/L.Ⅱ区域主要为NH+4与稀土、Al3+等离子的交换反应，因此此区域称为铵交换区.随着硫酸铵浸矿剂的不断加入，NH+4浓度开始上升，然后处于流出平衡状态，浓度约为4 g/L.这时候所加入的硫酸铵未发生交换反应，硫酸铵浸矿剂过量，因此可将Ⅲ区域称之为铵过量区.计算NH+4处于流出平衡状态时的流出体积为7 140 mL，铵过量了57.81%.在浸出液离子浓度降低至800 mg/L浓度时（收液累加体积为7 297 mL），加入顶水，待顶水加入体积为6 853 mL后，NH+4与SO24-浓度才逐渐降低，因此可将Ⅳ区域称之为顶水作用区.对比NH+4及稀土离子的浸出曲线，当浸出液中NH+4的浓度开始上升时，即浸出液中稀土浓度开始下降时，浸取柱中残留的硫酸铵足以将剩余稀土浸出，此时可以停注硫酸铵溶液，改为注顶水，以减少硫酸铵的消耗和作业时间.随着顶水的加入量越大，矿土中残余的硫酸铵浸矿剂越低，因此可通过加注顶水的方式对矿体进行淋洗修复，以减少铵根离子对矿区的影响.2.3 浸出液pH值与主要物质的浸出规律离子型稀土矿不但含有稀土离子，而且还含有其他金属杂质离子，在浸矿过程中杂质离子会随着稀土离子一同被浸出，其浸出可用下式表示：其中，M表示杂质离子，包括Fe3+、Al3+、Ca2+等离子；n表示杂质离子的电荷数；同时，硅酸根离子也可能与交换.本实验过程中只测定Al3+、Fe3+、杂质离子的浓度变化，同时测定了取样液的pH值，由此得出浸出液中各离子的浓度变化与浸出液pH值变化关系图，如图3所示.由图3分析，浸出液的pH值与浸出液中的各离子浓度有密切关系，稀土、Al3+、Fe3+、SiO23-离子浓度均呈先上升后下降的趋势，而浸出液pH值是先下降后上升.无稀土和硫酸铵浸出的前1 781 mL浸出液的pH值与2%的硫酸铵溶液的pH值一致，开始有稀土离子浸出时，浸出液的pH值下降为4，稀土浓度达峰值时，料液pH值达到最低点pH=3，这可能是矿土中含有的吸附态羟基铝与浸矿剂交换后，释放出H+，导致浸出液的pH值降低[18]；也有可能是矿土中的稀土或铁离子被浸矿剂交换后，水解形成氢氧化稀土或氢氧化铁，产生H+，使pH值降低.从图3也可看出，pH值为3时浸出液中RE3+、Al3+和Fe3+的浓度均达到峰值.随着浸矿剂和顶水的加入，浸出液的pH值开始上升，直至达到硫酸铵溶液的pH值和顶水的pH值.无稀土浸出前液中也无 Al3+、Fe3+浸出，此时pH=5；随着浸矿剂的加入，铝离子的浓度迅速上升至544 mg/L，随后出现了一个小平台，Fe3+也达到浸出平衡状态，吸附态羟基铝交换下的H+或氢氧化铁水解产生的H+导致浸出液pH值降低，而pH值的降低又促进RE3+、Al3+、Fe3+的浸出.浸出液中RE3+、Al3+、Fe3+浓度降低后，浸出过程逐渐完毕，此时浸出液pH值也逐渐回升.对比Al3+、Fe3+的浸出曲线，整个浸矿过程中，浸出液中Al3+的浓度（按Al2O3计）可以高达1.23 g/L，很容易被浸出，而Fe3+的浓度最高只有0.24 mg/L，几乎不浸出. 浸出液前期不浸出稀土、Al3+、Fe3+时，SiO23-会随着矿体中水的流出而流出，可能是矿土表面或矿土中的部分游离SiO23-被水带出，因此SiO23-的浸出优先于其他离子.当pH=4时，SiO23-迅速上升，形成峰值；随着pH值的降低，SiO23-易与H+形成硅酸，抑制了SiO23-的浸出，浸出液中SiO23-浓度逐渐降低，而后出现较长的拖尾现象.2.4 浸出过程稀土与杂质离子的浸出关系根据图3稀土、Al3+、Fe3+、SiO23-浓度的浸出曲线可知，随着浸出时间的增加，溶液中的稀土、Al3+、Fe3+、SiO23-的浓度变化都呈先增加后减少的趋势，各离子的浸出顺序为：SiO23-、RE3+、Al3+、Fe3+，浸出达到峰值的先后顺序为：SiO23-、RE3+、Al3+、Fe3+，SiO23-最高浓度为76.23 mg/L，稀土离子最高浓度为14.48 g/L，Al3+最高浓度为1.2 g/L，Fe3+最高浓度为0.24 mg/L. 铝在离子型稀土矿中呈现多种不同的赋存状态，如水溶态铝、交换态铝、吸附态羟基铝、非晶态铝硅酸盐状态、矿物态铝、全相铝等，矿物中含有的离子相态铝可随离子相稀土浸出共同被浸出，因此在浸出液中Al3+的浓度较高.对比稀土与铝的浸出曲线，当稀土浓度达到峰值时，Al3+浓度刚好出现了一个小平台，此时继续加浸矿剂，浸出液中稀土浓度开始急剧下降，Al3+浓度反而急剧上升，Al3+的浸出略滞后于稀土的浸出，如果此时不加硫酸铵浸矿剂，矿土中残余的硫酸铵可将剩余的稀土浸出，只要加顶水将这部分稀土从矿土中顶出即可.因此，在稀土出高峰液后，停止加入硫酸铵，改加顶水，这可能实现在浸出过程中减少杂质铝的浸出，减少后续除杂成本.1）离子型稀土矿土对水有较强的吸附能力，浸矿后，矿土的含水率由17.74%增加到33.7%，根据矿体体积、矿土密度和注液流速可计算出浸矿过程的出液时间T1=采区矿体体积×矿土密度×(矿饱和吸水率-矿含水率)÷注液速度.2）整个浸矿过程可分为矿土水交换区、铵交换区、铵过量区及顶水作用区，各浸出离子浓度呈现先上升后下降的趋势，浸出液稀土、Al3+、Fe3+、SiO23-峰值浓度分别为14.48 g/L、1.2 g/L、0.24 mg/L、76.23 mg/L，稀土的浸出率为99.98%，杂质中Al3+浸出量比较大，SiO23-浸出量较小，而Fe3+几乎不浸出，各离子的浸出顺序为：SiO23-、RE3+、Al3+、Fe3+，稀土先达到峰值，Al3+后达到峰值，这为抑制杂质铝的浸出提供可能.3）浸出过程中Al3+、Fe3+浓度达到峰值时，pH值最低，随着浸矿剂和顶水的加入，浸出液的pH值开始上升，直至达到硫酸铵溶液的pH值和顶水的pH值.【相关文献】[1]池汝安，田君.风化壳淋积型稀土矿评述[J].中国稀土学报，2007, 25(6):641-650.[2]CHI R A,LI Z J,PENG C,et al.Partitioning properties of rare earth ores in China[J].Rare Metals,2005,24(3):205-209.[3]张恋，吴开兴，陈陵康，等.赣南离子吸附型稀土矿床成矿特征概述[J].中国稀土学报，2015,33(1):10-17.[4]李永绣.离子吸附型稀土资源与绿色提取[M].北京：化学工业出版社,2014.[5]罗仙平，钱有军，梁长利.从离子型稀土矿浸取液中提取稀土的技术现状与展望[J].有色金属科学与工程,2012,3(5):50-59.[6]杨幼明，黄振华，邓声华，等.P507-N235体系复合有机相的再生与循环[J].稀有金属,2014,38(2):300-305.[7]黄金.离子型稀土矿抑杂浸出工艺及机理研究[D].赣州：江西理工大学，2015.[8]王瑞祥，杨幼明，杨斌，等.一种离子吸附型稀土提取方法[P].中国专利:CN103266224A,2013-08-28.[9]王瑞祥，谢博毅，杨幼明，等.一种从离子型稀土矿硫酸镁浸出液中沉淀稀土的方法[P].中国专利:201410338630,2014-07-16.[10]黄万抚，张宏廷，王金敏，等.半风化离子吸附型稀土的浸取实验[J].有色金属科学与工程,2015,6(6):121-124.[11]袁长林.中国南岭淋积型稀土溶浸采矿正压系统的地质分类与开采技术[J].稀土,2010,31(2):75-79.[12]陈斌，祝怡斌，翟文龙.某离子型稀土矿采矿活动对地下水的影响分析[J].有色金属（矿山部分）,2015,67(2):63-66.[13]罗嗣海，袁磊，王观石，等.浸矿对离子型稀土矿强度影响的试验研究[J].有色金属科学与工程,2013,4(3):58-61.[14]殴阳克氙，饶国华，姚慧琴，等.南方稀土矿抑铝浸出研究[J].稀有金属与硬质合金，2003,31(4):1-3.[15]QIU T S,FANG X H,WU H Q,et al.Leaching behaviors of iron and aluminum elements of ion-absorbed-rare-earth ore with a new impurity depressant[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2014,3(3):2986-2990.[16]贺伦燕，王似男.离子吸附型稀土矿淋洗交换稀土动力学问题的研究[J].稀有金属与硬质合金，1989,99:2-8.[17]何正艳，张臻悦，余军霞，等.风化壳淋积型稀土矿浸取过程中稀土和铝及铵的行为研究[J].2015,36(6):18-24.[18]田君.风化壳淋积型稀土矿浸取动力学与传质研究[D].长沙：中南大学,2010.。

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离子型稀土矿除杂的方法

离子型稀土矿除杂的方法一、方法概述本文离子型稀土矿除杂的方法，是研究湿法冶金稀土技术中浸出液除杂的新方法，特别是一种离子型稀土矿除杂的方法。

本方法包括以下步骤：A、浸出液的配制：将稀土浸出剂、抑杂剂酒石酸溶于水，充分混合搅拌溶解得到浸出液，浸出液中稀土浸出剂质量百分浓度为1—6%，酒石酸的质量百分浓度为0.01—1.0%，稀土浸出剂与酒石酸的质量比为2—100；B、浸出过程的控制：用配制好的浸出液对离子型稀土矿进行抑杂浸出，浸出液的流速为0.5—10ml/min，原矿含水质量百分比：0—20%，液固比为：0.6:1—1.4:1。

经过抑杂浸出后获得的浸出液中杂质离子的含量降低了90%以上，还具有能耗低、成本低、操作安全简单等优点。

二、方法原理目前离子型稀土矿在浸出过程中，浸出液中会含有大量的杂质离子。

如果直接用草酸或碳酸氢铵对浸出液进行沉淀稀土，则沉淀获得的稀土产品中的杂质含量较高；要想降低稀土产品中杂质的含量则必须在沉淀稀土之前进行除杂，否则就无法获得合格的稀土产品，但是除杂过程不但增加了作业工序，而且会损失部分稀土，增加生产成本、降低资源综合回收利用率和经济效益。

有研究报道离子型稀土矿浸矿除杂沉淀新工艺，它虽然在一定程度上降低了浸出液中杂质的含量，但是它所采用的部分除杂剂具有一定的毒性，因此其在应用过程中容易发生安全事故，也会对环境造成严重污染。

离子型稀土矿浸矿除杂沉淀的新方法，它虽然在一定程度上也达到了降低稀土氧化物中杂质的含量，但是其需要增加除杂这道工序。

另外的研究是提取风化壳淋积型稀土矿的除杂方法，但其采用的是物理方法来改变矿石的浸出，从而实现除杂目的，其实用性值得商榷，真正在矿山实际应用还有一定的困难。

三、技术方案本离子型稀土矿除杂的方法目的是针对离子型稀土矿浸出过程中获得的浸出液中杂质含量大，导致需经过复杂的后续除杂工作才能获得合格稀土产品的问题，提出了一种经济、适用、简单、清洁、环保、抑杂效果好的离子型稀土矿除杂的方法。

一种离子型稀土矿强化浸出方法

一种离子型稀土矿强化浸出方法随着我国科技水平的不断提高，稀土矿资源的重要性日益凸显。

稀土矿是一种重要的战略性资源，广泛应用于航天航空、国防军工、电子信息等领域。

但是，目前我国稀土资源的开采和提取技术还存在一定的局限性，因此如何提高稀土矿资源的开采和提取效率成为重要的研究课题之一。

离子型稀土矿强化浸出方法作为一种新型的提取技术，具有独特的优势和潜力，受到了广泛的关注。

一、离子型稀土矿强化浸出方法的原理及优势离子型稀土矿是指稀土元素以碳酸盐、磷酸盐等形式存在的矿石。

传统的稀土矿浸出方法存在提取效率低、成本高、环境污染等问题，而离子型稀土矿强化浸出方法则通过利用离子交换技术，将稀土元素从矿石中高效提取出来，具有以下优势：1. 提取效率高：离子型稀土矿强化浸出方法采用离子交换技术，能够将稀土元素从矿石中高效提取出来，提取率远高于传统浸出方法。

2. 成本低：采用离子型稀土矿强化浸出方法可以有效减少提取过程中的化学品使用量和能耗，大大降低了提取成本。

3. 环保性好：离子型稀土矿强化浸出方法减少了化学品的使用量和废水排放，对环境的影响较小，符合我国可持续发展的要求。

二、离子型稀土矟强化浸出方法的研究进展近年来，我国在离子型稀土矿强化浸出方法方面的研究取得了一定的进展。

主要体现在以下几个方面：1. 离子型稀土矟强化浸出方法的机理研究：通过对离子型稀土矿强化浸出方法的机理进行深入研究，揭示了其提取过程中的离子交换规律和影响因素，为技术优化提供了理论依据。

2. 提取剂的改进与优化：研究人员通过选取合适的提取剂，并对其结构和性能进行改进与优化，提高了离子型稀土矟强化浸出方法的提取效率和选择性。

3. 工艺条件的优化：对离子型稀土矟强化浸出方法的工艺条件进行了系统优化，包括温度、PH值、浸出时间等参数的调控，进一步提高了提取效率和降低了成本。

三、离子型稀土矟强化浸出方法的未来发展趋势在未来，离子型稀土矟强化浸出方法仍然具有广阔的发展空间和潜力。

离子型稀土矿抑杂浸出中抑铝剂的研究

中图分类号：Ｆ０．Ｔ８３２文献标志码：Ａ
Ｉｐｕｉｉｓｉｉｉｅｅｃｉｆｔｅｌａｈｌｑｒｏｈａｈｅｅｍｒｔｅｎｈｂｔｄｌａｎｎｇｏｈｅｃｉｕｏｆｔｅｗｅｔｒｄｃｕｓｌｔｏ－ｅｓｔｄａｅｅｒｈｒｙａｉｇａｕｍｉｕｍｎｈｂｉｏｒｔｅｕｉｎ－ｄｐｏｉｅｒｒａｔｏｅｂｄｄｎｌｎｉｉｔｒ
文章编号：６４９６（０２０ — ０１０１７ — ６９２１）３０５ — ５
离子型稀土矿抑杂浸出中抑铝剂的研究
方夕辉，朱冬梅，邱廷省，伍红强
（西理工大学资源与环境ｌ程学院，西赣州３１０）江Ｔ江４００
第３卷第３期
２０１年６月２
．
— — —
有色金属科学与工程
ＮｏｆｒｒｏｓＭｅａｓｃｅｃｎＥｇｎｅｉｇｎｅｕｔｌＳｉｎｅａｄｎｉｅｒｎ
Ｖ０．，Ｎｏ３Ｉ３．

Ｊｎ．０１ｕ２２
摘要：究了在抑杂浸出过程中添加抑铝剂对稀土浸出的影响，研筛选出了适宜的抑铝剂．筛所选出的抑铝剂能适应于我国南方不同类型离子型稀土矿，铝剂的添加几乎不影响稀土的浸出抑
ｅｆｃｉｅｙｓｍｐｉｙｔｅｐｒｄｔｏｏｅｓｆｒｒｄｃｎｆｅｔｖｌｉｌｆｈｏｕｃｉｎｐｒｃｓｅｕｉｇＲＥｏｓｂ５－１％．ｏｌｓｙ５Ｋｅｒ：ｗｅｔｅｅｒｓｌｔｏ —ｄｐｓｔｄｒｒａｈｏｅｅｃｉｇｌｙｗｏｄｓａｈｒｄｃｔｅｕｉｎ — ｅｏｉｅａｅｅｒｒ；ｌａｈｎ；ａｕｍｉｕｉｉｉｏ；ａｕｔｎｍｎｈｂｔｒｍｍｏｉｍｃｒｎｔｎｕｂｉａｂｏａｅ

离子型稀土矿浸出渗流规律与调控方法研究

离子型稀土矿浸出渗流规律与调控方法研究胡洁;周贺鹏;雷梅芬;张永兵;罗仙平【摘要】The ion type rare earth ore deposit has a complex ore forming process and property. The special clay minerals of the ore body is not in favor of leaching of rare earth ions,easily generate the chemical residue and the blind zone of seepage, and causes for geological disasters such as landslide as well. In order to provide a scientific instruction for in-situ leaching of ion type rare earth ore,the present situation on leaching and seepage rule of ion-type rare earth ore was studied from the per-spectives of chemical reaction,seepage rule,leaching kinetics,hydrodynamics,mass transfer mechanism. The existing problems and development direction of the in-situ leaching process were pointed out,and the regulation method of the leaching process was summarized. The results showed that with the guide of theoretical research,the key trends of research and development for in-situ leaching process of the ion-type rare earth include developing an efficient,economic and environmental leaching agent, producing auxiliary agents,such as auxiliary leaching,suppression,anti-swelling,and seepage,and improving the injection and retraction of liquid.%离子型稀土矿床成因与矿石性质复杂,矿体特有的黏土矿物不仅不利于稀土离子的渗流浸出,而且易产生药剂残留、渗流盲区,还可能引发山体滑坡等地质环境灾害.为给离子型稀土矿原地溶浸、高效回收工艺以科学指导,从原地溶浸化学反应、渗透规律、浸出动力学、水动力学、铝动力学等角度深入分析了离子型稀土矿浸出渗流规律研究现状,指出了原地溶浸过程存在的问题和发展方向,总结探讨了浸出渗流过程的调控方法.结果表明,以理论为指导,开发高效、经济、环保型浸出剂,研发助浸、抑杂、防膨、促渗等辅助药剂,改善注液、收液方式将是离子型稀土矿原地溶浸工艺优化的主要方向.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】6页(P115-120)【关键词】离子型稀土矿;原地浸矿;渗流规律;调控方法【作者】胡洁;周贺鹏;雷梅芬;张永兵;罗仙平【作者单位】江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州341000;江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州341000;江西省矿业工程重点实验室,江西赣州341000;赣州金环磁选设备有限公司,江西赣州341000;江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州341000;江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州341000;江西省矿业工程重点实验室,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TD97离子型稀土矿是我国特有的稀土矿产资源，因其富含中重稀土元素、配分齐全、放射性比度低[1]，现已成为我国限制开采的重要战略资源。

离子型稀土矿抑杂浸出中抑铝剂的研究

我国南方离子型稀土矿中稀土主要以离子形式吸附在粘土类矿物上，用物理选别方法无法使稀土富集为相应的稀土精矿，只能采用化学方法，用强电解质中的阳离子与稀土离子发生离子交换作用使得稀土离子得到富集[1-2].在离子交换过程中，电解质中的阳离子与稀土离子发生离子交换的同时还把其他杂质离子也一同交换出来，致使大量杂质离子随稀土离子一起进入到稀土浸出液中，浸出液进入沉淀工序时使用的沉淀剂基本上是NH 4HCO 3，其来源广、成本低、不会造成环境污染，但其沉淀选择性差，大量杂质与稀土一起共沉淀，使得稀土沉淀产品达不到要求，必须在沉淀前进离子型稀土矿抑杂浸出中抑铝剂的研究方夕辉，朱冬梅，邱廷省，伍红强（江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州341000）摘要：研究了在抑杂浸出过程中添加抑铝剂对稀土浸出的影响，筛选出了适宜的抑铝剂.所筛选出的抑铝剂能适应于我国南方不同类型离子型稀土矿，抑铝剂的添加几乎不影响稀土的浸出率.通过抑杂浸出得到的浸出液中铝离子含量小于2mg/L ，去除率达到98%以上，铁离子含量小于0.3mg/L ，该浸出液无需净化直接用碳酸氢铵沉淀得到的碳酸沉淀稀土符合生产质量要求.稀土产品质量达到国内现行标准，有效地简化了生产流程，并能减少5%~15%的稀土损失.关键词：风化壳淋积型稀土矿；浸出；抑铝剂；碳酸氢铵中图分类号：TF803.2文献标志码：ＡImpurities inhibited leacning of the leach liquor of the weatheredcrust elution-deposited rare earth ore by adding aluminum inhibitorFANG Xi-hui,ZHU Dong-mei,QIU Ting-sheng,WU Hong-qiang(School of Resource and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,China)Abstract :Aluminum inhibitors,which are suitable for the ion-typed rare earth in South China,were added as leaching agents in the leaching process of the weathered crust elution-deposited rare earth.The adding of inhibitors affects little on the RE leaching rate.The leaching solution (Al 3+<2mg/L,Fe 3+<0.3mg/L)was obtained with the impurity removal rate reaching 98%.The leaching solution was precipitated by ammonium bicarbonate without purification process.The carbonated RE is corresponding to national quality requirements.The technology effectively simplify the production process for reducing RE loss by 5%～15%.Key words :weathered crust elution-deposited rare earth ore;leaching;aluminum inhibitor;ammonium bicarbonate收稿日期：2012-05-09基金项目：国家自然科学基金资助项目（E041104）；江西省自然科学基金项目（２０１０ＧＺＣ００４８）作者简介：方夕辉（1972-），女，博士，副教授，主要从事矿物加工科研及教学工作，E-mail ：fangxihui@.通信作者：邱廷省（196２-），男，博士，教授，主要从事矿物加工科研工作，E-mail ：qiutingsheng@.文章编号：1６７４-９６６９（２012）03-0051-05有色金属科学与工程第3卷第3期2012年6月Vol.3，No.3Jun.2012Nonferrous Metals Science and Engineering行一系列除杂工作.目前的除杂方法不仅工艺繁琐，而且会造成5%～15%的稀土损失[3].本研究采用浸取剂添加抑杂剂浸取离子型稀土矿，经抑杂浸取的稀土浸出液无需再除杂可直接用NH4HCO3进行沉淀，得到的沉淀产品杂质含量符合生产要求.通过对无机抑铝剂及有机抑铝剂筛选试验，发现无机抑铝剂能有效地抑制杂质的浸出，然而同时也会抑制稀土离子的浸出，降低了稀土浸出率；有机抑铝剂QWJ-01、QWJ-02、QWJ-03、QWJ-04、QWJ-05都能使浸出液中铝离子含量降低98%以上，铁离子含量降低90%以上，而且几乎不会影响稀土离子的浸出，综合考虑环境影响等因素，最终筛选出能广泛应用于生产实践中的抑制剂为QWJ-01、QWJ-05，这2种药剂来源广泛、无毒无害，不会对环境造成污染.1主要试验装置及试剂浸出器Φ4.0cm，高30cm玻璃柱；电子天平JY2002；721可见分光光度计；硫酸铵：农用级；乙酰丙酮、磺基水杨酸、六次甲基四胺均为分析纯.2试验方法与分析方法抑铝剂筛选试验所选用的稀土矿样A取自赣州寻乌某矿山，为轻稀土矿，稀土品位为0.22%；抑铝剂适应性试验所选用的稀土矿样B取自赣州龙南某矿山，为重稀土矿，稀土品位为0.15%；均为现场生产的实际稀土矿样.2.1试验方法稀土矿从矿山取样运来后，用堆锥法混匀装袋封存每袋装矿1000g，浸出试验时取袋装稀土自然均匀装入浸矿柱中，每个浸矿柱装稀土200g，每个浸矿柱装矿高度15.3cm，装矿密度约1.05g/mL，配浸矿剂硫酸铵的浓度为4%，浸矿剂与稀土的液固比为0.8∶1，浸出试验采用淋浸的方式[4-8]，浸矿剂流速控制在2.5mL/min，待浸矿剂淋洗结束后，再用液固比为0.12∶1的水淋洗，收集浸出液进行相关的测定. 2.2分析方法稀土离子：EDTA络合滴定法测定稀土总量[9]；铝离子：EDTA容量法分析[10]；铁离子：采用邻菲罗啉分光光度法分析[11-12]；稀土产品纯度测定：以GB/T20169-2006离子型稀土矿混合稀土氧化物规定的质量标准为标准进行测定.3试验结果与讨论离子型稀土矿用(NH4)2SO4作浸取剂浸矿时，几乎所有的重金属离子都能与SO42-生成难溶物遗留在浸渣中，进入浸出液中的杂质最主要的是Al3+其次是Fe3+，而实际生产中沉淀前除杂也主要是针对Al3+.浸出液中铝离子的含量一般在每升几十到几百毫克，稀土离子含量为1.5g/L左右，用NH4HCO3沉淀稀土时几乎全部的铝离子与稀土共沉淀，铝离子所占的比例太高，使得稀土沉淀产品纯度达不到要求，因此要在浸取稀土时阻止杂质的浸出,净化稀土浸出液[13-15].在此提出抑杂浸出稀土，在浸取剂中添加适量的抑杂剂抑制铝离子铁离子进入浸出液中，抑制剂的特性是能与杂质离子生成络合物或难溶沉淀物从而滞留在浸渣中，使浸出液中的杂质离子尤其是铝离子的含量大大降低，浸出液可直接用于沉淀而无须再净化就能达到生产产品的要求.3.1抑铝剂筛选试验选用稀土矿样A作试验矿样.3.1.1无机抑铝剂﹢硫酸铵复合体系浸出离子型稀土矿能与铝离子发生反应生成络合物或是在一定环境中电离或是水解产生OH-的无机物都适合作为铝离子的抑制剂，氟化铵中的F-能与铝离子生成络合物；氨水电离产生OH-，硫化铵、硫化钠中的S2-发生水解产生OH-，使得浸取剂体系呈弱碱性铝离子生成Al(OH)3沉淀，这些反应都能抑制铝离子的浸出[16].因此针对这4种药剂分别做了试验验证其在浸取稀土时对铝离子及稀土离子的影响，试验结果如图1中（a）、（b）、（c）、（d）所示.由图1可知，上述4种无机抑铝剂能很好的抑制铝离子的浸出，去除率高达85%.然而在抑制铝离子的同时对稀土也有一定的抑制作用，初步推断应该是这些药剂的加入使得稀土离子与OH-生成了RE(OH)3沉淀，降低了稀土的浸出率.因稀土氢氧化物的溶度积比铝的氢氧化物溶度积大，理论上控制好浸取剂的pH在4.8～5.0时，能控制稀土损失率小于5%，同时达到除去铝离子的效果.理论上无机抑铝剂的应用是可行的，然而实际操作中pH值的控制有很大的难度，无机抑铝剂的应用还有待更深入的研究.3.1.2有机抑铝剂﹢硫酸铵复合体系浸出离子型稀土矿尚未找到能抑制铝离子却不影响稀土浸出的有色金属科学与工程2012年6月52图1无机抑铝剂﹢硫酸铵复合体系对稀土矿中Al 3+及RE 3+浸出的影响0.000.050.100.150.20100２２０２００１８０１６０１４０１２０１００８０60４０２００稀土浸出率铝离子含量氟化氨含量/%(a)浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）９０８０７０６０５０４０３０２０稀土浸出率/%稀土浸出率铝离子含量100９０８０７０６０５０４０３０２０稀土浸出率/%0.000.050.100.150.20氨水含量/%２２０２００１８０１６０１４０１２０１００８０60４０２００浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）(b)100９０８０７０６０５０４０３０２０稀土浸出率/%0.000.050.100.150.20２２０２００１８０１６０１４０１２０１００８０60４０２００浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）稀土浸出率铝离子含量硫化铵含量/%(c)稀土浸出率铝离子含量100９０８０７０６０５０４０３０２０100稀土浸出率/%２２０２００１８０１６０１４０１２０１００８０60４０２００浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）0.000.050.100.150.20硫化钠含量/%（d ）无机抑铝剂，因此从有机物中寻找铝离子的抑制剂，有机物主要与铝离子生成络合物遗留在浸矿渣中，从而阻止铝离子随稀土离子一起进入到稀土浸出液中.选择了5种有机抑制剂进行了试验，这5种抑铝剂分别是QWJ-01、QWJ-02、QWJ-03、QWJ-04、QWJ-05,在浸取稀土时对稀土矿中稀土离子与铝离子的影响分别如图2中的（a ）、（b ）、（c ）、（d ）、（e ）所示.由图2可以看出，这5种抑铝剂都能有效地降低浸出液中铝离子的含量，去除率达到了98%以上，而且几乎不影响稀土的浸出率.得到的浸出液中稀土含量大约为2.4g/L ，铝离子含量小于为2mg/L ，此时REO/Al>600，经过沉淀焙烧后能得到合格的氧化稀土.实验结果表明，这5种药剂都能起到抑制铝离子的作用，添加到浸出剂中进行稀土浸出能有效抑制铝离子的浸出.但考虑到在实际生产应用过程中既要对铝离子有较好去除率，又兼顾药剂来源、成本、对环境的污染等因素，因而选定QWJ-01和QWJ-05，它们来源广，无毒无害，对生态环境也不会造成危害，而且在不影响稀土离子浸出的情况下对铝离子的抑制率达到98%，使稀土浸出液得到净化，沉淀得到合格稀土产品，减少了后续除渣工序，因此适宜作为抑铝剂用于离子型稀土轻稀土矿抑杂浸取.3.2QWJ-01、QWJ-05抑制铁离子试验稀土浸出液中另一种含量较高的杂质离子是Fe 3+，在稀土浸出的过程中除了要抑Al 3+的浸出外，对Fe 3+的抑制也很重要.对铝离子抑制剂的研究中得出适宜于工业生产的抑铝剂主要是QWJ-01及QWJ-05，因此进一步实验了这2种抑制剂对Fe 3+的抑制效果，试验结果如图3所示.由图3可知浸出液中铁离子含量都小于0.1mg/L ，QWJ-01、QWJ-05不但能很好的抑制稀土矿中的铝离子的浸出，对铁离子的抑制作用也很明显，能用于寻乌稀土矿的抑杂浸出.3.3抑铝剂QWJ-01、QWJ-05验证试验所选用的稀土矿样B 取自赣州龙南某矿山，为现场生产的实际稀土矿样，实验抑铝剂QWJ-01、QWJ-05对龙南稀土矿铝离子的抑制效果.实验结果如图4所示.由图4可知，其中浸出液中稀土含量大约为1.6g/L ，铝离子含量小于2mg/L ，此时REO/Al>第3卷第3期方夕辉，等：离子型稀土矿抑杂浸出中抑铝剂的研究53QWJ-01含量/%QWJ-02含量/%稀土浸出率铝离子含量10098969492908886848280180160140120100806040２０0稀土浸出率/%0.000.050.100.150.20浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）10098969492908886848280180160140120100806040２０0稀土浸出率/%0.000.050.100.150.20浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）稀土浸出率铝离子含量(a)(b)10098969492908886848280稀土浸出率/%0.000.050.100.150.20浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）180160140120100806040２０0稀土浸出率铝离子含量QWJ-03含量/%10098969492908886848280180160140120100806040２０0稀土浸出率/%0.000.050.100.150.20浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）稀土浸出率铝离子含量QWJ-04含量/%(c)(d)图2有机抑铝剂﹢硫酸铵复合体系对稀土矿中Al 3+及RE 3+浸出的影响10098969492908886848280180160140120100806040２０0稀土浸出率/%0.000.050.100.150.20浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）稀土浸出率铝离子含量QWJ-05含量/%(e)图4QWJ-01、QWJ-05制稀土矿中Al 3+条件试验结果100989694929088868482801801601401201008060402000.000.050.100.150.20浸出液中铝离子含量/（m g ·L -1）稀土浸出率/%QWJ-01QWJ-01QWJ-05QWJ-05图3QWJ-01、QWJ-05制稀土矿中Fe 3+条件试验结果100989694929088868482801.41.21.00.80.60.40.20.00.000.050.100.150.20稀土浸出率/%浸出液中铁离子含量/（m g ·L -1）QWJ-01QWJ-05QWJ-01QWJ-05铁离子含量稀土浸出率铝离子含量稀土浸出率抑制剂含量/%抑制剂含量/%有色金属科学与工程2012年6月54600，能得到合格的氧化稀土，抑铝剂QWJ-01、QWJ-05也适用于离子型稀土重稀土矿浸矿的抑铝浸出，QWJ-01、QWJ-05能作为抑铝剂应用于我国南方离子型稀土矿的抑杂浸出.4结论（1）在浸出剂中添加无机抑铝剂氟化铵、氨水、硫化氨、硫化钠时，在用量为0.2%时浸出液中铝离子的去除率能达到85%以上，然而稀土浸出液中稀土含量也相应的减少了，这种抑铝剂降低了稀土浸出率，因此它们不宜作为稀土矿浸取铝离子的抑制剂.（2）添加有机抑制剂QWJ-01、QWJ-02、QWJ-03、QWJ-04、QWJ-05时，在用量为0.2%时浸出液中铝离子的含量降低了98%以上，而且几乎不影响稀土浸出率.考虑到对环境的污染，最终选定抑铝剂为QWJ-01、QWJ-05，这2种药剂无毒无害，不会破坏生态环境，适宜作为铝离子的抑制剂添加到浸取剂中浸取稀土，不但适合轻稀土离子型稀土矿的抑杂浸出，而且也适合重稀土离子型稀土矿抑杂浸出.（3）QWJ-01、QWJ-05不但能良好的抑制铝离子的浸出，对铁离子的抑制效果也很好，当用量在0.2%时，浸出液中铝离子的含量降低了98%以上，铁离子的去除率也高达90%，因此，QWJ-01和QWJ-05均能作为铝离子及铁离子的有效抑制剂.参考文献：[1]CHI Ru-an,ZHU Guo-Cai.Rare earth partitioning of granitoidweathering crust in southern China[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,1998,8(4):691-695．[2]池汝安,田君.风化壳淋积型稀土矿化工冶金[M].北京：科学出版社，2006:212-216.[3]李秀芬,池汝安.稀土矿淋出液除杂工艺的研究[J].矿产综合利用,1997（2）:10-13.[4]罗家珂.风化壳淋积型稀土矿提取技术的进展[J].国外金属矿选矿，1993（12）:19-28.[5]车丽萍,余永富.我国稀土矿选矿生产现状及选矿技术发展[J].稀土,2006,27(1):95-102.[6]MA Ying-jun,LIU Cong-qiang.Trace element geochemistry dur鄄ing chemical weathering:as exemplified by the weathered crust of granite.Longnan.Jiangxi.China[J].Chinese Science Bulletin,1999, 44(24):2257-2262．[7]卢盛良,卢朝晖.离子型稀土矿控速淋浸工艺研究[J].湿法冶金,1997(3):34-39.[8]余斌,谢锦添,刘坚.兰贝坑离子型稀土矿就地控速淋浸技术研究[J].甘肃冶金,2005,27(2):4-7.[9]陈荣莲,庞伦,陈达仁，等.EDTA快速络合滴定法测定矿石中稀土总量[J].暨南大学学报,1989(3)：57-62.[10]王敏.合金钢中铝的测定-EDTA容量法的改进[J].山东机械,2001（4）:42-43.[11]卢晓红.邻菲罗琳法测定循环水中铁离子含量的不确定度评定[J].化工技术与开发,2012,41(1):32-34,40.[12]廖立兵，王丽娟，尹京武，等.矿物材料现代测试技术[M].北京：化学工业出版社，2010：125-180.[13]李斯加,喻庆华,陈一波,等.南方某类稀土矿的抑杂浸出[J].稀土,996,7(2):29-34.[14]殴阳克氙,饶国华,姚慧琴，等.南方稀土矿抑铝浸出研究[J].稀有金属与硬质合金,2003,31(4):1-3.[15]田君,尹敬群,欧阳克氙,等.风化壳淋积型稀土矿提取工艺绿色化学内涵与发展[J].稀土,2006,27(1):70-72.[16]李秀芬.硫化钠从稀土矿淋出液中除重金属离子[J].矿产综合利用,2000,6(3):46-47.第3卷第3期方夕辉，等：离子型稀土矿抑杂浸出中抑铝剂的研究55。

离子型稀土矿浸出渗流规律与调控方法研究

离子型稀土矿浸出渗流规律与调控方法研究近年来，常见的离子型稀土矿（包括重金属）浸出渗流规律及调控方法研究受到国内外研究人员的广泛关注。

离子型稀土矿浸出渗流作为矿物浸出渗流的一种类型，其特殊的主要质土元素及离子性质、复杂的水相系统，以及高示踪剂的离子平衡模式，影响了渗流结果。

本文通过对离子型稀土矿浸出渗流规律的探讨，重点介绍了离子型稀土矿浸出渗流规律及调控方法，旨在为矿山工程实践提供理论指导。

一、离子型稀土矿浸出渗流规律1、离子型稀土矿浸出特性离子型稀土矿包括重金属，具有特殊的质土元素及离子性质，如钙、镁、铝等，并且其酸溶性矿物高度分解会产生较多的H+和 OH-，存在大量溶解度较低的离子对，如Na+、Mg2+、Ca2+等，有利于溶解管理。

2、离子型稀土矿的高示踪剂的离子平衡模式离子型稀土矿的高示踪剂的离子平衡模式是指矿物浸出过程中溶解离子的平衡关系。

当离子型稀土矿的溶解强度增加时，溶解的离子会先从矿物表面溶解出来，经反复搅拌，可以形成多种稳定的离子对，从而达到离子平衡。

3、离子型稀土矿浸出渗流规律离子型稀土矿浸出渗流规律是指渗透液与渗透溶液之间的变化规律。

渗透液受到矿物浸出的影响，离子的结合作用会影响渗透液的性质，从而影响渗流速率，增加对渗透液中土壤有机质与重金属离子的结合作用。

因此，渗流过程中渗透液与渗透溶液之间物质迁移关系将会产生变化，从而影响渗流规律。

二、离子型稀土矿浸出渗流调控方法1、防止矿物浸出防止矿物浸出是有效调控离子型稀土矿浸出渗流的重要方法，可以通过对矿物表面涂覆表面处理剂来防止溶解离子的脱落，以阻止矿物的溶解，从而抑制离子型稀土矿的浸出渗流。

2、改变渗透液的性质在改变渗透液的性质中，增加渗透液的酸碱度可以减轻离子型稀土矿浸出渗流的影响。

常用的方法有：（1）采用酸性溶液作为渗透液，以调节渗透液中溶解离子的平衡，有限度地减少离子型稀土矿浸出渗流；（2）采用离子交换法，通过向渗透液中添加电解质或吸附剂，改变渗透液中溶解离子的平衡，减轻离子型稀土矿浸出渗流的影响。

离子型稀土矿浸出过程及工艺优化研究

离子型稀土矿浸出过程及工艺优化研究目前工业上普遍采用原地浸矿工艺开采离子型稀土矿,浸矿剂为硫酸铵。

但在开采过程中硫酸铵消耗过量,氨氮污染严重。

为了实现离子型稀土矿的高效、绿色开采,本文研究了硫酸铵的浸矿过程,优化了硫酸铵浸矿工艺;并对硫酸镁浸矿工艺及其动力学进行了研究。

论文通过柱浸模拟硫酸铵原地浸矿过程,着重考察了浸出液中RE3+、NH4+、SO42-、Si O32-、Al3+、Fe3+以及浸出液p H之间的相互关系。

研究发现,浸出过程各离子浸出的先后顺序是:Si O32->RE3+>Al3+,杂质离子浸出量的大小顺序是:Al3+>Si O32->Fe3+;p H的降低有利于稀土的浸出;根据浸出液中RE3+和NH4+的关系,可以将稀土浸出过程分为吸铵区、铵交换区、铵过量区。

硫酸铵浸矿工艺优化研究表明,用2%(NH4)2SO4浸出离子型稀土矿,浸出液稀土浓度、峰值稀土浓度和稀土浸出率都高但硫酸铵耗量更低,所以采用2%的(NH4)2SO4浸矿浓度即可使浸矿效果达到最优;稀土矿对稀土有很强的吸附能力,每公斤稀土矿最高能吸附5.1632g稀土;无矿层对稀土母液有很强的吸附能力,导致稀土无法完全浸出,且随着无矿层厚度的增加,浸出母液稀土浓度明显降低、峰值延后并降低、硫酸铵耗量增加、稀土浸出率降低,故注收液尽量避免流经无矿层;当浸出液不可避免的要经过无矿带时,硫酸铵加入量液固比在0.62-0.68之间。

硫酸镁浸矿工艺优化研究表明,硫酸镁作为一种绿色无铵浸矿剂,能高效的浸出单一稀土矿,稀土浸出率高;相比于硫酸铵,硫酸镁浸矿受无矿层的负面影响更大,故硫酸镁浸矿更应避免经过无矿层;硫酸镁的浓度对稀土浸出有很大的影响,2%Mg SO4浸矿下,母液稀土浓度较高,在保证稀土浸出率的情况下硫酸镁的消耗最低,故硫酸镁浸矿的最佳浓度为2%(w/w);较硫酸铵浸矿结果相比,硫酸镁浸出液中稀土浓度偏低,峰值较低,稀土浸出需要的浸矿剂液固比更大,多0.3-0.4,且浸出曲线更平缓。

低品位离子型稀土矿提取过程优化研究

低品位离子型稀土矿提取过程优化研究低品位离子型稀土矿的提取过程是稀土矿开采和加工领域中的关键问
题之一。

为了实现高效稀土资源的开发利用，需要对低品位离子型稀土矿
提取过程进行优化研究。

具体来说，优化研究需要从以下几个方面入手：
1.选择合适的提取方法：常见的稀土矿提取方法包括浮选、盐酸浸出、氧化焙烧、萃取等。

根据低品位离子型稀土矿的特点选择合适的提取方法，能够提高提取效率和经济效益。

2.优化提取工艺：在选定的提取方法基础上，需要进一步优化提取工艺。

这包括减少杂质含量、提高浸出效率、控制溶液pH值、优化萃取剂
使用量等。

3.引入高效节能技术：高效节能技术是指在提高稀土矿提取效率的同时，减少能源消耗和环境污染。

例如引入微波辐射技术、超声波技术、化
学反应器等。

4.优化设备结构：设备结构的合理设计可以提高设备的稳定性，避免
设备损坏，减少生产过程中的停机时间。

优化设备结构可以从设备选型、
设备制造工艺、设备维护等方面进行，实现设备的高效稳定运转。

综上所述，低品位离子型稀土矿提取过程的优化研究需要在提取方法、提取工艺、高效节能技术和设备结构等方面进行深入研究，以实现高效稀
土资源的开发利用。

离子型稀土矿渗透特性及其对浸出的影响研究

离子型稀土矿渗透特性及其对浸出的影响研究离子型稀土矿富含中重稀土元素,是一种极具战略价值的矿产资源。

目前,离子型稀土矿主要采用原地浸矿技术进行开采,其实质是浸矿剂在矿体中的渗流和离子交换过程。

掌握离子型稀土矿的渗透特性,是对其进行高效开采利用的重要前提。

目前,我国部分的离子型稀土矿存在着难渗难浸的特点,一定程度上制约了稀土资源的高效开采利用。

论文针对某离子型稀土矿难渗难浸的特点,采用常水头渗透实验、粒度分析、Zeta电位分析和扫描电镜等技术手段研究了该离子型稀土矿渗透性的变化规律,通过柱浸实验考察了渗透性对稀土浸出的影响。

主要研究成果如下:(1)开展了清水在该离子型稀土矿中的饱和渗透试验,考察了矿体孔隙结构和渗透水头对其渗透性的影响。

结果表明,离子型稀土矿中的微颗粒(<10um)在渗透过程中产生了迁移,矿体孔隙结构和渗透水头会影响其迁移程度,进而影响矿体的渗透性。

当矿体孔隙比为1.2,渗透水头较大时,微颗粒从上中层迁移至中下层,上层矿体渗透系数变大,中下层矿体渗透系数减小,下层渗透系数最小;渗透水头较小时,颗粒迁移距离较短,各层渗透系数都减小,渗透系数:上层>下层>中层。

当孔隙比为1.0,在不同渗透水头条件下,上、中、下层渗透系数均减小,渗透系数:上层>下层>中层。

(2)在对该离子型稀土矿进行清水饱和的基础上,开展了三种浸矿剂的饱和渗透试验,考察了浸矿剂浓度和种类对矿体渗透性的影响规律。

结果表明,浸矿剂浓度越高,溶液粘度越大,浸矿剂渗透离子型稀土矿的渗流流量越小;且在浓度相同时,溶液粘度:硫酸镁>氯化钙>硫酸铵。

由于化学作用的影响,三种浸矿剂的渗透对离子型稀土矿中微颗粒迁移的影响规律不同。

其中硫酸镁和氯化钙可使矿物表面双电层强烈压缩,对微颗粒迁移具有抑制效果,在它们的渗透过程中,渗流流量快速下降后可维持稳定,而以硫酸铵渗透时,渗流流量则持续下降,渗透56h后,渗透性:氯化钙>硫酸镁>硫酸铵。

离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展

离子型稀土矿绿色高效浸取技术与理论研究进展*罗仙平1,2,3，李运强1，唐学昆1，马沛龙1，周贺鹏1,3（1.江西理工大学，江西赣州，341000；2.西部矿业股份有限公司，青海西宁 810006；3.离子型稀土资源开发及应用省部共建重点实验室，江西赣州341000）摘要：介绍了离子型稀土矿资源的特点，从浸出剂、浸出工艺的高效化、绿色化发展及浸出过程基础理论研究体系的完善等方面综述了离子型稀土矿浸出技术研究进展，并在此基础上提出了离子型稀土矿浸出过程的适应性有待提高，污染及地质灾害控制效果不佳等问题，建议进一步完善渗流规律、传质过程等基础理论研究，掌握尾矿中稀土及金属离子的二次迁移规律，加强浸出过程中边坡稳定性控制研究，重视低品位难浸离子型稀土矿的回收工作，以促进离子型稀土矿绿色高效提取技术的可持续发展。

关键词：离子型稀土矿；绿色高效浸出技术；原地浸矿；边坡稳定；基础理论Research progressofgreen and high efficientextractiontechniqueand theory ofIon-adsorbedtyperareearthore*LuoXian-ping1,2,3,Liyun-qiang1,Tang Xue-kun1,Ma Pei-long1, Zhou He-peng1,3( 1.Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000，China。

2. Western mining Limited by Share Ltd ,Qinghai Xining 810006 China。

3. Key Laboratory ofIonic-typeＲare Earth Ｒesources Development and Application, Ministry of Education, Ganzhou 341000，China)Abstract:The characteristic of the Ion-adsorbed type rareearthore is introduced. The research progress ofextractiontechnique of Ion-adsorbed type rareearthore is summarizedfrom the aspect of the Greening and high efficiency development and consummate of the basic theory system of the leaching process. On this basis, some problem such as the adaptation of the in-situ leaching process need improve, poor effect on controlling pollution and geological disasters are raised. In orderto promote sustainable development of green and high efficientexploitation technique of ionic-type rare earth ore, it is recommended that researches on basictheory of permeability rule and mass transfer processshould be further strengthened in the future，master the rule of secondary migration rule of rare earth and heavy metal ions in tailings, and recovery of low-grade ion-absorbed rareearth be emphasized,Keywords:Ion-adsorbedtyperareearthore。

离子型稀土矿浸萃一体化工艺

离子型稀土矿浸萃一体化工艺是一种将稀土矿石的浸出和稀土元素的分离提纯过程结合在一起的工艺方法。

它旨在通过一系列的化学反应和物理操作，从稀土矿石中提取出稀土元素，并对其进行分离纯化。

一般而言，离子型稀土矿浸萃一体化工艺包括以下关键步骤：
矿石破碎和磨矿：将原始的稀土矿石经过破碎和磨矿操作，使其颗粒细化，增加表面积，有利于后续的浸出过程。

浸出：采用酸性或碱性介质对磨碎后的稀土矿石进行浸出。

浸出剂的选择取决于矿石成分和所需的浸出效果。

萃取：通过有机相溶剂进行稀土元素的萃取，将溶解在浸出液中的稀土元素与有机相溶剂中的萃取剂发生分配，实现分离。

稀土元素纯化：对通过萃取步骤得到的稀土元素进行纯化处理，以去除杂质、提高纯度。

结晶或沉淀：通过结晶或沉淀方法将稀土元素以固体形式从溶液中分离出来，得到稀土元素的最终产物。

整个过程中需要进行各种操作控制和化学反应条件的调节，以实现稀土元素的高效提取和纯化。

离子型稀土矿浸萃一体化工艺具有高效、节能、环保的特点，可以实现对稀土元素的有效回收和利用。

它在稀土资源开发和利用中具有重要的应用价值。