论文部分内容阅读
目前，离子型稀土矿开采主要采用我国独创的原地浸取工艺，浸取剂为硫酸铵，稀土资源回收率达70%以上，既减少植被破坏，也不会导致尾砂堆积，但产生大量氨氮废水污染环境。针对此问题，本文开展了新型无氨氮浸取剂和稀土沉淀剂遴选研究，并通过柱浸模拟了原地浸矿工艺。通过遴选实验选出硫酸镁作为新型浸取剂，并通过柱浸小型实验，得出较优的柱浸工艺条件：柱浸温度为室温、pH值5.0（硫酸镁溶液pH值）、硫酸镁用量为液固体积质量比1:1、洗水用量为液固体积质量比1:1、硫酸镁质量百分浓度2%。在较优工艺条件下，广东稀土原矿（A#）和江西寻乌稀土原矿（B#），稀土浸出效果较好，浸出率分别达到99.70%和99.46%。通过对浸取工艺研究发现，循环浸出会造成母液中稀土离子被反吸附，循环一次会造成循环母液中44.79%的稀土离子被反吸附。研究了柱浸过程水、稀土离子、浸取剂三大平衡及杂质行为：每千克稀土原矿吸水量稳定，约333mL；稀土浸出率为99.80%，比传统硫酸铵工艺的82.50%提高了约17%，稀土平衡率为99.95%；镁的平衡率为98.76%，与浸取剂相比，浸出母液中镁离子升高约4.7%，镁基本不消耗，硫酸根平衡率为102.66%；原矿中杂质铝、铁、硅的浸出率都较低，分别为0.0154%、0.03%、0.117%。优化浸出工艺发现：当柱浸过程浸出液中的稀土浓度达到峰值时，吸附在黏土矿上的稀土离子基本被交换下来，此时可直接加顶水将稀土离子洗到浸出液中，而无需继续加注硫酸镁浸取剂，与原工艺相比少注入硫酸镁54%，但浸出率仍达到99.05%，与原工艺基本接近。开展了稀土母液中稀土离子的沉淀试验，选用氢氧化镁为沉淀剂，得出最佳沉淀工艺条件：沉淀温度25℃、搅拌速度200rpm、氢氧化镁用量为理论量的140%、沉淀时间4h。在最佳工艺条件下，稀土平均沉淀率稳定于98.61%，铝和铁的平均沉淀率为0.4%，沉淀中稀土氧化物含量为83.5%。