离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx

上传人:b****6 文档编号:12880023 上传时间:2023-06-08 格式:DOCX 页数:18 大小:64.77KB
下载 相关 举报
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第1页
第1页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第2页
第2页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第3页
第3页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第4页
第4页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第5页
第5页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第6页
第6页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第7页
第7页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第8页
第8页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第9页
第9页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第10页
第10页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第11页
第11页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第12页
第12页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第13页
第13页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第14页
第14页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第15页
第15页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第16页
第16页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第17页
第17页 / 共18页
离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx_第18页
第18页 / 共18页
亲,该文档总共18页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
下载资源
资源描述

离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx

《离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。

离子型稀土矿绿色高效提取技术与理论研究进展.docx

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.西部矿业股分有限公司,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、绿色化进展及浸出进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进程的适应性有待提高,污染及地质灾害操纵成效不佳等问题,建议进一步完善渗流规律、传质进程等基础理论研究,把握尾矿中稀土及金属离子的二次迁移规律,加强浸出进程中边坡稳固性操纵研究,重视低品位难浸离子型稀土矿的回下班作,以增进离子型稀土矿绿色高效提取技术的可持续进展。

关键词:

离子型稀土矿;绿色高效浸出技术;原地浸矿;边坡稳固;基础理论

ResearchprogressofgreenandhighefficientextractiontechniqueandtheoryofIon-adsorbedtyperareearthore*

LuoXian-ping1,2,3,Liyun-qiang1,TangXue-kun1,MaPei-long1,ZhouHe-peng1,3

(1.JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China;2.WesternminingLimitedbyShareLtd,QinghaiXining810006China;3.KeyLaboratoryofIonic-typeRareEarthResourcesDevelopmentandApplication,MinistryofEducation,Ganzhou341000,China)

Abstract:

ThecharacteristicoftheIon-adsorbedtyperareearthoreisintroduced.TheresearchprogressofextractiontechniqueofIon-adsorbedtyperareearthoreissummarizedfromtheaspectoftheGreeningandhighefficiencydevelopmentandconsummateofthebasictheorysystemoftheleachingprocess.Onthisbasis,someproblemsuchastheadaptationofthein-situleachingprocessneedimprove,pooreffectoncontrollingpollutionandgeologicaldisastersareraised.Inordertopromotesustainabledevelopmentofgreenandhighefficientexploitationtechniqueofionic-typerareearthore,itisrecommendedthatresearchesonbasictheoryofpermeabilityruleandmasstransferprocessshouldbefurtherstrengthenedinthefuture,mastertheruleofsecondarymigrationruleofrareearthandheavymetalionsintailings,andrecoveryoflow-gradeion-absorbedrareearthbeemphasized,

Keywords:

Ion-adsorbedtyperareearthore;Greenandeffectiveleachingprocess;In-situleachingprocess;Slopestability;Basictheory.

稀土是现今世界各国进展高新技术和国防尖端技术、改造传统产业不可缺少的战略物资[1]。

我国的稀土矿产资源储量丰硕,约占世界稀土储量的30%,为我国稀本地货业的进展提供的得天独厚的资源条件[2,3]。

依照稀土矿中稀土赋存状态的不同,我国稀土矿一样分为两大类:

矿物型稀土矿和离子型稀土矿(也称“风化壳淋积型稀土矿”)。

其中,离子型稀土矿是1969年在我国第一次发觉的新型外生稀土矿物,因其稀土元素的赋存形式较为特殊,要紧呈现离子相态吸附粘土矿物上,故而称之为“离子型稀土矿”[4]。

离子型稀土矿稀土元素配分齐全,尤其是富含进展高科技材料所稀缺的中、重稀土元素,世界罕有,是目前应用价值最高和战略需求最大的稀土资源,在国内外取得了普遍的重视[5]。

历经连年的研究与生产实践证明,离子型稀土矿的发觉不仅能够解决了世界上中重稀土资源匮乏的问题,为世界稀本地货业的进展及高科技新材料的进展制造了的资源条件,在稀土资源中有着极重腹地位,而且其特殊的稀土元素赋存状态极为少见,丰硕了稀土元素化学和湿法冶金学等理论,具有极高的学术研究价值[6-9]。

鉴于离子型稀土矿的特殊性与极高的应用价值,我国对它的开发利用极为重视,自其发觉以来投入了大量的人力和物力对其进行了研究和提取工艺的开发,许多的科学工作者为此做出了重大奉献,取得了一系列有价值的科研功效,形成了一个较完整的离子型稀土矿工业生产与科学研究体系,使得离子型稀土矿的提取工艺不断向高效化、绿色化迈进。

本文将对这些科学研究及开采实践工作进行评述,总结我国离子型稀土矿绿色高效提取技术的进展,并在此基础之上结合目前开发利用进程中存在的问题及不足,提出尔后的研究方向。

1离子型稀土矿资源散布与性质

离子型稀土矿的散布

离子型稀土矿最先是江西省地质局908大队第四分队在1969年对江西省赣州市龙南县足洞地域进行地质普查时在花岗岩风化壳中发觉有稀土存在的迹象,后来通过相关权威机构和专家鉴定发觉此类稀土矿在那时属于一种新型的外生稀土矿物,而且在那时以为该类矿床也只有我国才有,超级独特[10]。

离子型稀土矿要紧散布于我国的江西、福建、广东、云南、湖南、广西、浙江等七省(区),七省(区)中的一百多个县(市)均有不同程度的散布,仅南岭五省的矿化面积就达近10万km2,目前已发觉矿床214个,其中江西赣南地域所占份额最大[9,11]。

最近几年来,国外也接踵有发觉离子型稀土资源的报导,要紧散布在越南、老挝、巴西等国,但这些离子型稀土矿物风化程度不高,为半风化离子型稀土资源,稀土资源提取难度较大,目前仍处于研究探讨时期[4,12]。

离子型稀土资源的矿床及矿石性质

离子型稀土矿在我国一经发觉,国内的很多科研院所就开始对其进行了大量的细致的地质勘查、成因分析,揭开了其神秘的面纱[13]。

大量的地质勘探数据表明,离子型稀土矿的矿床大多产于海拔高度小于550米、高差250~60米的丘陵地带,以平缓低山和水系发育为特点[14]。

主若是由花岗岩或火山岩袒露地面经长期强烈风化而形成的。

矿床一样呈面形散布,以凸面镜状覆盖在未风化的花岗岩或火山岩岩体上,其结构模型自上而下可分为腐植层、残坡积层、表土层、全风化层、半风化层和基岩,其中全风化层的厚度最大,稀土元素的含量最高。

现有地质勘探数据表明,离子型稀土矿矿床的厚度为5~30m,多数都集中在8~10m[10]。

离子型稀土矿原矿要紧由石英、粘土矿物(如高岭石、埃洛石、伊利石云母等)、长石等组成,一样呈红或白色沙土混合物,矿石密度为~t/m3,呈疏松状态的无规则颗粒[7]。

离子型稀土矿中稀土元素的含量一样为%~%,其赋存形式较为特殊,要紧以水合阳离子或羟基水合阳离子的形式被吸附在矿石中的粘土矿物上,这部份稀土被称为“离子相稀土”,其具有稳固的化学性质,且含量相对较高,约占稀土总量的70%~90%,是目前离子型稀土矿中唯一有回收价值的稀土元素[15]。

除离子相稀土之外,矿石中稀土元素呈水溶相、胶态相、矿物相赋存[16]。

这些前期的矿床及矿石性质研究工作都为尔后离子型稀土矿的绿色高效提取技术的进展奠定了坚实的基础。

2离子型稀土矿绿色高效浸出技术研究进展

离子型稀土矿中的稀土元素要紧以离子吸附形式赋存,采纳重选、磁选、浮选等常规的物理选矿方式无法将其富集或回收[17]。

但这些稀土离子碰到化学性质更活泼的阳离子(如Na+,K+,H+,NH4+等)可被互换解吸。

我国科技工作者依照离子型稀土矿这一特性,通过反复的研究和实践,开发了独具特色的离子型稀土矿浸出工艺技术,并通过不断的完善与进展,该项浸出技术开发水平随之也不断进展,使得浸出工艺由初期的桶浸、池浸工艺进展到现在的原地浸出工艺,浸出进程中的基础理论也取得不断完善,使离子型稀土矿的提取工艺不断向绿色高效方向迈进,形成了独具特色的离子型稀土矿浸取技术与理论体系[18]。

离子型稀土矿浸出剂的绿色化、高效化进展

在离子型稀土矿开采的初期(20世纪70年代初),人们发觉食盐溶液浸泡的方式能够将矿石中的稀土互换下来,通过不断完善和提高,开发了以6%~8%浓度的氯化钠溶液作为浸出剂进行稀土浸出,为离子型稀土矿浸出最初期的浸出剂[7]。

可是通过一段时刻的生产应用,发觉采纳氯化钠溶液作为浸出剂存在极大的缺点,要紧表此刻浸出剂中的氯化钠浓度较高,浸矿进程会产生大量的氯化钠废水,这些废水的排放造成土壤的盐化与板结,对环境产生严峻破坏[17,19]。

为此,江西大学贺伦燕等人[20]提出了采纳硫酸铵溶液作为浸出剂。

经太长期的实践表明,采纳硫酸铵作浸出剂时,硫酸铵的浓度仅为1%~4%即可,实现了低浓度浸出,同时硫酸铵本身在农业生产中作为氮肥利用,因此大大降低了浸矿剂对土壤的污染。

而且由于铵离子相较钠离子具有更强的离子互换性能,使得浸出成效取得明显提高。

另外,由于硫酸铵中硫酸根离子的存在使得浸出进程的选择性也取得了必然的提高,钙、钡等杂质金属离子的浸出取得大大的降低[21,22]。

硫酸铵的利用使得离子型稀土矿浸出剂向高效化、绿色化的迈进了一大步,并一直沿用至今。

另外,针对浸出剂的高效性与环保性能,我国研究人员还开发了许多高效浸出剂。

池汝安等人[23]提出了以硝酸铵作为浸出剂,由于硝酸铵溶液相对硫酸铵的浓度更小,因此在矿体中的扩散速度更大,能够缩短生产周期,提高浸出效率。

李婷等人[24]则采纳氯化铵与硫酸铵按7:

3的比例混合铵盐溶液作为浸出剂,并在注浸实验条件下能够提高%左右的回收率。

另外,罗仙平等人[25,26]还开发了LPF与富里酸助浸剂,经实验表明,通过在浸出剂中添加这些助浸剂进行浸出,能够提高8%左右的稀土浸出率,降低约34%的浸出剂消耗,有效地强化了稀土的浸出成效。

池汝安等人[27]则还开发了柠檬酸盐浸出剂(要紧为柠檬酸铵与柠檬酸),与目前普遍利用的硫酸铵浸出剂相较,具有浸出率高,浸出浓度低(浓度仅为1%)和用量小的特点。

可见,这些浸出剂在实验进程中均能够在有效提高稀土的浸出成效,但其实际的利用成效还有待进一步验证,而硫酸铵将在尔后很长的一段时刻仍然离子型稀土矿的浸出剂。

离子型稀土矿绿色高效浸出工艺的进展

离子型稀土矿开采的初期(20世纪70年代初),第一将覆盖与矿床上的表土层剥离后进行矿石的采掘,挖出的矿石搬运至室内,经粗略筛分后置于木桶当中,用浓度为6%~8%的氯化钠溶液作为浸出剂浸析稀土,产生的尾矿直接就近堆弃,这即是离子型稀土矿室内桶浸工艺[4,7]。

在那时通过一段时刻的生产实践,发觉该工艺存在生产效率低,经济效益差的致命的缺点,要紧表此刻整个生产进程都依托人工搬运与人工采掘,使得生产效率低而生产本钱高,工人生产进程劳动强度大且劳动条件差。

另外,所有浸出进程在室内进行,矿石需要经太长距离的运输,进浸析桶的容积也十分有限,使得生产效率十分低。

为了克服室内桶浸工艺存在的诸多问题,20世纪70年代中期对离子型稀土矿浸出工艺进行了改良,即将采掘的稀土矿石均匀填入容积大小为10~20m3的浸出池内,注入浸出剂将矿石浸泡,在池底搜集浸出液,这即是离子型稀土矿池浸工艺。

该工艺在通过浸出方式上的改良,使生产的经济性大大提高[17]。

但是,在采纳池浸工艺进行生产实践进程中常常会显现浸出剂耗量大、浸出低与浸出液稀土浓度低的情形。

通过研究发觉这些现象主若是由于浸析池内填充的粗细不均匀的矿粒容易发生偏析,使得一些部位在浸取时产生“沟流”现象,使得浸出剂利用率大大下降[28]。

另外,一些部位浸取时渗透性能差,颗粒间间隙被堵塞,形成“浸出死区”,直接致使稀土浸出率低。

针对这些问题,卢盛良等人[29,30]通过改善浸出剂的注入方式来提高浸出成效,要紧采纳高浓度硫酸铵、低液固比和低加液速度对浸析池内的矿物进行控速滴淋浸出。

通过实践证明,采纳该方式不仅能够提高稀土浸出率,浸出液稀土浓度高,而且浸出周期短、生产本钱等指标均要优于传统池浸工艺的指标。

另外,饶国华等人[31]通过在浸出剂中添加田菁胶及其改性物等助滤剂来改善离子型稀土矿的浸取性能,使浸出剂的渗透性能提高,减少了浸出剂在扩散进程中的阻力,取得了较好的成效。

邱廷省等人[32]则利用磁场的作用进行磁化处置来改变浸出剂的物理化学性质(如溶氧能力、表面张力、渗透能力等),能够有效降低浸出剂的消耗,同时使稀土的浸出率提高,一样达到了强化浸出进程的目的。

李斯加等人[33]与欧阳克氙等人[34]通过在浸出剂中添加抑杂剂来降低铝、铁等要紧杂质金属离子的浸出,有效地提高了浸出进程的选择性,降低了浸出液的杂质含量,使浸出成效取得进一步提高。

这些研究都使得池浸工艺取得不断完善,技术经济指标也取得了专门大的提高。

但通太长期的工业实践,发觉池浸工艺仍然存在两个致命的缺点[7]。

一是环境破坏严峻。

由于池浸工艺一样需要剥离覆盖在矿体上的表土,并将矿石挖出,造成大量废弃物的产生。

统计资料表明,每生产1t稀本地货物,必需开采的地标面积达200~800m2,需剥离表土和产生尾砂1200~1500m3。

二是资源利用率较低。

由于浸析池一样都建在矿石采区周围,使得浸池下面的矿石无法取得利用。

为了克服池浸工艺的缺点,绿色高效地开发离子型稀土矿,我国科技工作者针对离子型稀土矿矿床的特点,提出了离子型稀土矿原地浸出工艺[35,36]。

该工艺是在不破坏矿区地表植被,不开挖表土与矿体的情形下,将浸出电解质溶液经注液井直接注入矿体,浸出剂沿矿体中的孔隙渗透扩散,并将吸附在矿物表面的稀土离子互换解析下来,形成稀土母液流入集液沟内进行搜集,其工艺流程见图1[4]。

图1离子型稀土矿原地浸出工艺流程

原地浸出工艺不仅克服了池浸工艺的环境问题,而且由于浸出剂不仅能在风化矿层渗透扩散,而且还可渗入到半风化层、轻风化层直到花岗岩基岩,是这部份稀土也能取得较好的回收,因此稀土资源的利用率大大提高。

另外,原地浸矿进程仅需开挖注液井及铺设注液管道,因此工作量比池浸工艺大大降低,采场的面积则可达数万平方米,浸析矿量可达到几十万吨,稀本地货量可达到几百吨,因此矿山生产能力比池浸工艺成倍增加,生产效率成倍提高,生产本钱则大大降低[7]。

但在原地浸出工艺应用进程中,有的矿区却显现了浸出液浓度低、原矿浸出率低、稀土收率低、药剂耗量高等问题,阻碍了该工艺的推行应用。

汤洵忠等人[37]对此进行了详细的研究,发觉产生这一现象的主若是因稀土离子在原地浸析进程中具有被再吸附的性能,当采纳不妥注液方式,如“先下后上”式、“中心开花”式或“全面开花”式等,和固液比不足时,矿体中浸出液中解吸的稀土离子则大量被粘土矿物再吸附,并提出防再吸附技术的方式,即依照地形特点合理选择浸取参数,并按“先上后下”、“先浓后淡”、“先液后水”的“三先”注液原则进行注液。

李春等人[38]则提出了依照矿体性质合理布置注液网井,严格操纵注液的持续性、均衡性,注液顺序坚持由上往下分区慢慢下移的方式来避免在吸附问现象的显现。

实践证明,采取这些方法均能够有效避免再吸附问题的显现,使原地地浸出能够在更多的矿区取得推行应用。

另外,为了进一步完善原地浸出工艺,研究人员[39,40]原地浸出采矿的顶水技术与水封锁工艺,即在浸出终止后继续加注顶水,其作用是挤出矿体内已与稀土离子发生互换解吸作用所形成的稀土浸出液,能够使浸出液干净完全的渗出,并在集液沟周围设置水封区,避免浸出液的流失。

通过几年的生成实践证明[39],采纳顶水加注技术与水封锁技术能够确保浸出液的搜集,使母液的搜集率达到95%以上,提高稀土综合回收率10%~20%,每吨稀土硫酸铵耗量降低1~2t,使离子型稀土矿原地浸出技术水平取得了有效地提高。

另外,王观石等人[41]还依照浸出剂在不同矿体中的渗流规律,提出了原地浸出进程注液井布置优化方式,即关于渗透性较好的大矿床应采纳行列式散布注液井,小矿体或渗透性较差的矿体则按网格式散布注液井,而关于渗透性超级低的矿体则可采纳加压注液的方式来提高其渗透成效。

李永绣等人[42]则通过在原地浸出进程增加“酸-盐浸出”和“石灰水扫尾”两个工序,可使稀土浸出率提高2~30%,降低20%左右的氨氮消耗和50%左右的尾矿氨氮残留。

这些研究都为离子型稀土矿原地浸出技术的推行应用与进展提供了有力的指导作用,使其各项技术与经济指标取得了显著的提高。

在原地浸矿工艺应用进程中,有些矿山显现了滑坡等地质灾害,对原地浸出工艺的推行造成了较大阻碍[43-45]。

汤洵忠等人[46]对显现这一情形的缘故进行了分析,发觉主若是由于注液井的不合理开挖和集液沟渗液不顺畅所引发,并提出了通过增强监管,合理开挖注液井,对集液沟进行防护的方式来幸免滑坡的发生。

罗嗣海等人[47]也对浸出进程边坡稳固性进行了研究就,发觉浸矿发生的离子反映是阻碍稀土矿强度和矿山边坡失稳的要紧缘故。

陈飞等人[48,49]采纳液面操纵装置来优化操纵原地浸出进程的注液进程,可有效排除因注液不合理所产生的边坡失稳现象,并通过在边坡上插筋形成微型桩的方式来进一步强化边坡的稳固性,能够效避免浸出矿体滑坡,并排除矿体局部失稳的安全隐患。

另外,李慧等人[50]发觉离子稀土矿浸出进程中粘土矿物的膨胀也会对矿体的稳固性产生阻碍,并采纳添加氯化钾、尿素等抑制剂来降低粘土的膨胀,可有效减小地质灾害的发生的可能性。

池汝安等人[51,52]则通过在浸出剂中添加有机胺盐防膨剂和采纳复合铵盐浸出剂的方式来抑制浸出进程粘土矿物的膨胀,在实现浸出进程矿体的稳固性提高的同时,浸出成效也取得了必然的提高。

这些研究都为提高离子型稀土矿原地浸出技术取得进一步完善,为降低浸出进程中地质灾害的发生找到了有效的途径。

3离子型稀土矿提取进程中的基础理论研究进展

离子型稀土矿浸出进程实质上是“浸出剂渗流-离子互换-传质”的循环进程[6],研究人员对这整个进程进行了详细的研究,形成了离子型稀土矿提取进程的基础理论体系,为合理的、高效的、低耗的和低污染的开采我国特有的风化壳淋积型稀土矿提供理论支撑。

离子型稀土矿浸出进程中的离子互换

经太长期的研究表明,浸取进程中的离子互换反映即是一个可逆反映,也是非均相反映。

其浸取稀土的化学反映是一个快速离子互换反映,浸取剂以铵盐为例,其离子互换化学反映方程式可表示为[7]:

式中[Clay]表示粘土矿物,s表示固相;aq表示液相。

离子型稀土矿中还含有离子相金属杂质[4]。

这些金属杂质性质与稀土离子性质在很多方面极为相似,在浸取稀土的进程中会随稀土一路被浸出。

浸取剂以铵盐为例,杂质金属离子以铝离子为例,其离子互换反映可用下式表示[53]:

式中s表示固相;aq表示液相。

为深切探讨浸出进程的离子互换规律,研究人员[54-56]对离子型稀土矿浸取稀土动力学展开了研究,结果表明,浸出进程离子互换反映速度极快,较好地符合“收缩未反映芯模型”,得出了稀土浸取进程受固膜扩散操纵,属内扩散动力学操纵的结论。

另外,田君[57]还对离子型稀土矿铝浸取动力学做了相应的研究,结果表明铝浸取进程受化学反映动力学操纵,而且铝浸取的表观活化能要远高于稀土浸取表观活化能,显示铝浸取平稳时刻擅长稀土浸取平稳时刻,铝浸取速度远低于稀土浸取速度,发觉了在浸取进程中稀土与铝杂质离子有必然的动力学分离作用

最近几年来,许多国外学者也对离子型稀土矿离子互换进程进行了研究,GeorgianaA.Moldoveanu等人[58]对原地浸矿进程中稀土离子的解析机理进行了研究,研究结果表明稀土浸出进程是一个复杂的非均相进程,稀土离子与浸出剂中的铵离子互换反映速度专门快,浸出进程的总速度受控于扩散进程。

GeorgianaA.Moldoveanu等人[59]还对离子型稀土矿中不同稀土离子的浸出行为进行了研究,结果表明不同稀土元素在浸出进程中的解吸速度不同,这种现象要紧归因于在镧系元素的在浸出进程的解吸趋势随着原子序数及原子半径的增加而降低,使得重稀土元素的解吸速度要慢于轻稀土的解吸速度。

这些研究都都专门好地揭露了离子型稀土矿浸出进程离子互换反映的实质,为实际生产中绿色高效提取离子型稀土矿提供了重要的理论依据。

离子型稀土矿浸出的传质进程

在离子型稀土矿的浸出进程中,当浸出剂与矿石接触时,老是先发生矿石颗粒的加湿进程,浸出剂在矿石的表面形成一层不可流动的液膜(即由物理化学力固定的溶液)铺展于整个矿物颗粒表面,通常被称为结合液[60]。

当进一步加入浸出剂时,矿石颗粒加湿达到饱和,浸取柱内矿石粒层中才显现溶液的流动,形成流动液层。

在浸出进程中流动层的铵离子需要通过结合液层抵达粘土矿物颗粒表面与其吸附的稀土离子发生互换反映,而被互换下来的稀土离子也一样需要通过结合液层抵达流动层中,离子型稀土矿浸出传质进程示用意见图2。

因此,离子型稀土矿的传质进程最终表现为流动液层与颗粒表面结合液层之间的物质传递[6]。

图2离子型稀土矿浸出传质进程示用意

田君等人[61-65]对离子型稀土矿的传质进程进行了系统的研究,要紧将浸取进程看做色层淋洗进程,以理论塔板高度来表达浸取传质成效,采纳柱浸实验方式来研究浸取流速、浸取剂浓度、矿石粒度及矿石品位等因素对浸取传质进程的阻碍。

研究浸取流速、浸取剂浓度、矿石粒度及矿石品位等因素对浸取传质进程的阻碍。

研究发觉:

浸出剂浓度在必然范围内的升高对传质进程有利,而当浓度足够高时,其对传质成效阻碍不明显;另外,关于同一矿石和同一浸取剂而言,流速将对传质成效起决定作用,流速过快或过慢均不能取得较好的传质成效,并发此刻实际生产中能够通过对浸出剂流速的操纵来强化浸出进程的传质成效。

同时,通过在浸出剂中添加田菁胶及其改性物,也能够有效提高浸出进程的传质成效,达到降低浸出剂消耗及提高浸出回收率的成效。

离子型稀土矿浸出进程的渗流规律

浸出液在矿床中的渗透成效是决定原地浸矿的浸出成效的最重要因素[4]。

而把握其渗流规律是提高渗透成效的重要前提,为此,我国研究人员在此方面进行了大量的研究。

吴爱祥等人[66,67]对离子型稀土矿原地浸取进程中的渗流规律进行了研究。

其研究结果表明矿物颗粒表面结合水对溶浸液具有粘滞和吸收作用,并能缩小孔隙体积的特点,是阻碍浸取进程中溶浸液渗流规律的重要因素之一,另外,矿体中存在较多细小松散颗粒在渗流中容易发生松动形成阻塞颗粒,直接致使渗流孔道的机械堵塞。

左恒等人[68]则对电场作用下离子型稀土矿浸矿溶浸液渗流特性进行了研究,结果表明,电场作用能够有效地强化矿床孔隙中浸矿溶浸液渗流能力,强化

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 农林牧渔 > 林学

copyright@ 2008-2023 冰点文库 网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备19020893号-2