基于浸取pH依赖性的离子吸附型稀土分类及高效浸取方法

研究了稀土及主要杂质离子被硫酸铵浸出的pH依赖性。结果证明稀土和钙镁等离子的浸取率在低酸度范围内随酸度增大有明显提高,继续提高酸度并不会进一步提高浸取率,而铝、铁、钪等易水解金属离子的浸取率随酸度增大而持续增加。据此,基于离子吸附型稀土的定义及浸取所需pH值的范围,将离子吸附型稀土进一步区分为易浸稀土和难浸稀土,其中难浸稀土是需要在弱酸性条件(pH≤4)下才能浸取的被胶体等强吸附剂吸附的稀土离子。由于在不同地区和不同矿层及不同粒级的样品中所含强吸附剂的量以及磨蚀pH(pHd)和交换pH(pHt)的不同,这两类离子吸附型稀土的比例不同。对于pHd和pHt值较高的矿样,适当提高浸取酸度可以显著提高稀土浸取率。为此,提出了分阶段浸取稀土并增加石灰水护尾工序来保证稀土浸取率和尾矿安全稳定性的原则流程。     

基于浸取pH依赖性的离子吸附型稀土分类及高效浸取方法

研究了稀土及主要杂质离子被硫酸铵浸出的pH依赖性。结果证明稀土和钙镁等离子的浸取率在低酸度范围内随酸度增大有明显提高,继续提高酸度并不会进一步提高浸取率,而铝、铁、钪等易水解金属离子的浸取率随酸度增大而持续增加。据此,基于离子吸附型稀土的定义及浸取所需pH值的范围,将离子吸附型稀土进一步区分为易浸稀土和难浸稀土,其中难浸稀土是需要在弱酸性条件（pH≤4）下才能浸取的被胶体等强吸附剂吸附的稀土离子。由于在不同地区和不同矿层及不同粒级的样品中所含强吸附剂的量以及磨蚀pH（pH_d）和交换pH（pH_t）的不同,这两类离子吸附型稀土的比例不同。对于pH_d和pH_t值较高的矿样,适当提高浸取酸度可以显著提高稀土浸取率。为此,提出了分阶段浸取稀土并增加石灰水护尾工序来保证稀土浸取率和尾矿安全稳定性的原则流程。     

镁盐浸出离子吸附型稀土矿的环境影响评价及展望

离子吸附型稀土矿富含中重稀土元素,是世界罕见的稀土战略资源。针对工业普遍采用的硫酸铵浸出离子吸附型稀土矿引发的氨氮污染问题,前期研究工作提出采用镁盐代替硫酸铵作为新型浸取剂。本文就镁在土壤中的形态、作用及其有效性指标进行了综合论述,对镁盐浸出离子吸附型稀土矿的环境影响进行了分析,并提出了镁盐绿色浸取的发展方向。     

离子吸附型稀土矿中浸出相稀土元素含量的浸取方法研究

将风化壳离子吸附型稀土矿原矿样品加工至0.149 mm,使用35 g/L硫酸铵溶液(pH为4.0)作为浸取剂,提取浸出相稀土元素.考察了提取浸出相稀土元素时,样品粒度、浸取剂浓度及用量、浸取剂酸度、浸取方式、浸取时间等条件的影响,确定最佳试验条件,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定样品溶液中浸出相稀土的总量...     

风化壳淋积型稀土矿开发的现状及展望

风化壳淋积型稀土矿是中重稀土的主要来源,它的开发一直受到稀土工业的极大关注。评述了风化壳淋积型稀土矿的成矿原因、矿床特征、稀土矿物在矿体垂直剖面中的组成和分布,以及矿石含水的多样性、酸碱缓冲性、吸附离子的稳定性和吸附离子的可交换性等理化性质。阐述了稀土离子在风化体系中的迁移富集规律和所形成的稀土配分特征。介绍了池浸、堆浸和原地浸出三代浸取工艺演化过程的科技进步,探讨了稀土浸出机制及浸出过程的强化,比较了几种浸取剂的浸取效果,简述了前两代工艺留下的采矿区和堆场区的植被恢复与土壤修复。结合原地浸出工艺的生产实际,提出了今后开发风化壳淋积型稀土矿的发展方向。     

离子吸附型稀土高效提取和分离技术进展

离子吸附型稀土资源(或称风化壳淋积型稀土资源)由于中重稀土含量高而得到国内外的广泛重视。对该类资源的开采和分离加工技术以及相关的环境保护问题进行了述评和讨论,包括矿山提取技术、萃取分离技术、沉淀结晶分离技术、材料前躯体制备技术和环境水处理技术。针对矿山开采中的主要问题,提出了该类稀土实现资源与环境保护性开采的环境工程模式及其对应的技术内涵;根据稀土市场和环境保护要求,讨论了离子吸附型稀土开发过程中今后需要开展的研究工作。     

风化壳淋积型稀土矿多级逆流浸取实验研究

风化壳淋积型稀土矿的开采主要通过浸矿剂离子与吸附在黏土矿物表面的稀土离子发生离子交换浸出反应实现。以(NH₄)₂SO₄为浸矿剂,采用多级逆流浸取的方式研究了风化壳淋积型稀土矿的浸矿过程,通过在逐级浸取过程中浸出液组分的变化分析了矿土中稀土离子(RE³⁺)和主要杂质铝离子(Al³⁺)的浸出行为,并基于浸矿剂的消耗规律探讨了浸矿剂离子与RE³⁺和Al³⁺的离子交换反应机制以及原矿土的净吸附量。结果表明,在浸矿液逐级浸取新鲜矿土的过程中,浸出液中的RE³⁺和Al³⁺浓度逐渐增加,铵根离子(NH₄⁺)逐渐消耗,交换进入浸出液中的RE³⁺和Al³⁺逐级减少;同时,浸出液中的硫酸根离子(SO₄^2-)逐级损耗,说明新鲜矿土除因发生离子交换反应消耗NH₄<...     

稀土离子微生物吸附研究进展

稀土不仅是国家重要的战略资源,也是开采保护的矿产资源。稀土开采废水中的稀土离子对环境和生物链的潜在危害引起了越来越多的关注。微生物吸附法相比传统的水处理方法具有经济、高效、环保等优点,它是消除稀土开采废水中稀土离子对环境危害和回收废水中稀土离子最有潜力的方法之一。综述了稀土离子对环境和人体的危害、吸附稀土离子能力强的微生物、微生物吸附稀土离子的位点和活性基团、微生物吸附稀土离子的作用机制、吸附动力学方程、吸附模型研究进展,展望了微生物吸附稀土离子的发展方向。     

赣南信丰风化壳淋积型稀土矿的吸附特性

风化壳淋积型稀土矿体吸附特性对于提高原地浸矿稀土浸取率具有重要意义。通过筛分获得不同粒径的风化壳淋积型稀土矿样,测试各粒径矿样的离子相稀土品位、比表面积、表面形貌以及矿物成分等,分析稀土离子在矿体中的吸附特性。研究结果表明:赣南信丰类型的稀土矿体中矿物成分有高岭石、钾长石、石英、电气石、白云母等,这5种主要矿物成分的总质量比重达到90.13%,不同矿物成分的粒度有明显的差异,小粒径矿样中高岭石和白云母的含量增加,矿样的稀土离子吸附量与高岭石等黏土矿物的含量成正相关;基于稀土离子在矿体颗粒表面凹坑的单位面积吸附量与孔径和粒径成对数正态分布,建立了稀土离子吸附量与矿体颗粒表面凹坑孔径之间关系的分析模型,运用该模型计算得到赣南信丰类型的有效吸附孔径为2.0~20.0 nm。     

螯合吸附材料ASA-PGMA/SiO2对稀土离子的吸附性能研究

采用静态吸附法研究了ASA-PGMA/SiO2对稀土离子的螯合吸附性能、吸附动力学和热力学。实验结果表明,其对稀土离子的吸附能力分别为:La3+:38.6 mg.g-1,Pr3+:39.6 mg.g-1,Nd3+:41.8 mg.g-1,Sm3+:42.8 mg.g-1,Tb3+:46.2 mg.g-1。吸附等温模型符合Lang-muir型单分子层吸附。介质pH值对材料的吸附能力有很大影响,pH值为6时吸附量最大。以盐酸为洗脱剂,当酸度为0.1 mol.L-1时,洗脱率为99.8%。连续吸附-脱附实验表明,ASA-PGMA/SiO2重复使用10次后,吸附能力变化很小。     

云南临沧花岗岩带中段离子吸附型稀土矿成矿主控因素与成矿模式

云南临沧一带离子吸附型稀土矿的发现将滇西离子吸附型稀土矿的分布范围向北推移了100 km,矿体主体分布海拔推高至1800 m以上。研究区离子吸附型稀土矿赋矿岩性为黑云二长花岗岩,该岩体为分异程度较高的同碰撞成因过铝质钙碱性岩,成岩年龄为(213±2) Ma,侵位于晚三叠世。矿体主要分布于全风化层中,在平面上呈沿地形变化的面状,在剖面上呈扁豆状,蚀变主要表现为高岭土化、黏土化,离子相态率平均为53%,轻稀土平均占比为74%,为轻稀土离子吸附型稀土矿。通过对基岩性质、地形地貌、风化蚀变、气候和植被条件与稀土元素富集关系的研究,确定了临沧花岗岩风化离子吸附型稀土矿的主控因素,建立了该类矿种的找矿标志和成矿模式,发展了花岗岩风化离子吸附型稀土矿的成矿理论,以期为相似地区同类矿种的找矿工作提供参考。     

野外稀土快速分析方法在陇川地区稀土找矿中的应用

近年来,滇西陇川、梁河、腾冲等地陆续发现了多个离子吸附型稀土矿床,系统的勘查技术方法应用起到了至关重要的作用,野外稀土快速分析方法是离子吸附型稀土矿勘查中一项简单实用的技术手段,地质工作人员在野外利用简易的装置,采用(NH4)2SO4浸泡过滤矿样,再用草酸沉淀,通过观察沉淀物的有无和多少即可快速判断样品中离子相稀土的有...     

离子吸附型稀土浸取试剂和富集回收技术的演变——从抑杂浸取到强化浸取及分阶段的选择-强化浸取

硫酸铵浸取离子吸附型稀土，碳酸氢铵沉淀法富集回收工艺在工业上已经使用了30多年。其突出优点是浸取效率高，沉淀富集产品质量好，生产成本低。然而，其对环境的影响只有在确保浸出液不外泄，水和溶液都能循环利用的前提下才能得到控制。近10年来，人们着力于研发用非铵试剂来浸矿，以解决氨氮超标问题。尽管在降低氨氮污染方面取得了很好成绩，但是，在以往甚至当前的原地浸矿方式下，收液率很难超过90%，环保问题无法根本解决。本文基于当前该领域与浸取剂，沉淀剂和萃取剂及稀土浸取富集相关的研究成果，客观地分析了各种试剂和方法的优缺点，讨论了浸取策略从抑杂浸取到强化浸取以及分阶段的选择-强化浸取的变迁，这种变迁需要后续富集回收技术的支撑作用以提高效率和产品质量、降低消耗和成本。而试剂本身存在的一些不足可以通过它们之间的相互耦合和后续富集回收流程的优化来克服。据此，对当前存在的问题和未来发展趋势提出了一些基本观点。     

离子吸附型稀土资源绿色提取

离子吸附型稀土矿床是高新技术发展所需中重稀土的主要来源。围绕这一资源的科学开发,相继发展了多套独具特色的提取技术,并在工业上得到应用,其综合技术水平居国际领先地位。随着科学技术水平的不断进步和资源开发要求的提高,人们对这一稀土资源的提取效率和环境保护问题越来越关注。本文根据近5年来离子吸附型稀土资源开发领域所取得的成绩,从资源绿色高效提取的要求出发,对离子吸附型稀土资源开发的模式和技术内涵展开了讨论,提出了一些可以进一步提高稀土收率,有利于解决环境问题的思路和方法,以及近期的工作重点和拟开展的科技攻关内容与目标。     

聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)对稀土离子吸附反应的研究

通过聚丙烯电子束预辐照接枝丙烯酸得到PP g AA ,对PP g AA在弱酸性溶液中对稀土离子的吸附规律进行了考察 ,测定了PP g AA对 1 1种稀土离子的吸附速率常数k及吸附量Q ,观察了在PP g AA吸附稀土离子反应中 ,可能存在的“斜W效应”和“四分组效应” .     

黄孢原毛平革菌210对稀土离子的吸附作用研究

通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、扫描电镜等手段研究了黄孢原毛平革菌210对镧离子(La3+)及其他稀土离子的吸附能力。结果表明,在pH=7,La3+浓度为40 mg.L-1,菌体投加量60 mg.L-1(以干重计),吸附时间120 min时,黄孢原毛平革菌210的吸附量最大,达141.5±4.72 mg.g-1。经盐酸预处理的菌体吸附能力有所提高,其他预处理则使菌体吸附能力下降。解吸剂柠檬酸和EDTA都能较好地解吸La3+。黄孢原毛平革菌210对单一稀土离子的吸附能力差异较大。在15种混合稀土离子溶液中,对Lu3+,Sm3+,Eu3+的吸附量较高,对混合稀土离子具有一定的富集、分离作用。扫描电镜发现La3+可能主要以盐的形式沉积在菌体表面上。     

纳米TiO2材料分离富集、悬浮体进样氟化辅助ETV-ICP-AES直接分析痕量稀土元素

以纳米TiO₂为吸附材料分离富集了稀土离子Y,Yb,Eu,La,Dy,Tm,Sm,Ho,Nd和Pr,研究了其吸附性能,并将吸附于纳米TiO₂上的稀土离子直接制成悬浮体,用氟化辅助电热蒸发等离子体原子发射光谱(FETV-ICP-AES)进行检测,考察了上述稀土离子的蒸发行为.结果表明,基体元素可与待测物在灰化阶段完全分离,在优化的实验条件下,检出限和RSD结果均与文献值基本一致.     

聚乙烯醇磷酸酯缩丁醛的制备及对稀土离子的吸附性能研究

报道了聚乙烯醇磷酸酯缩丁醛(P-PVB)的制备方法, 考察了它对稀土离子Y3+, La3+, Eu3+的吸附性能.探讨了体系pH值, 温度, 吸附时间等因素对吸附性能的影响.发现P-PVB对稀土离子的吸附性能强, 25 ℃时Y3+, La3+, Eu3+的静态饱和吸附容量分别为88.52, 134.88, 165.30 mg*g-1, 另外它还具有重复使用性, 有一定的实用价值.     

转型TP207树脂从低浓度稀土溶液中富集稀土的研究

为实现从低浓度稀土溶液中高效富集稀土,通过动态吸附-解吸试验,研究了转型TP207树脂吸附稀土的规律。系统考察了离子交换线速度、吸附液体积、初始p H值、铝离子对树脂吸附稀土容量的影响,以及解吸液体积对稀土解吸率的影响。结果表明：在稀土浓度为1.65g·L^-1,离子交换线速度为3 cm·min^-1,吸附液体积为7.50 L,初始p H值为3.46的条件下,TP207树脂对稀土吸附量Q_n1=0.18 g·g^-1;稀土溶液中铝和稀土存在竞争吸附,当Al³⁺浓度为0.35 g·L^-1时,TP207树脂对稀土吸附量Q_n2降为0.11 g·g^-1;采用5%的稀HCl对饱和树脂进行解吸,在解吸液体积为0.525 L时,稀土解吸率可达99.45%;树脂吸附稀土过程属于阳离子交换反应,符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层吸附,树脂中C=O的O原子和C-N的N原子均参与配位反应。     

磁性交联壳聚糖对稀土金属离子的吸附性能

用高胶乙酰度的壳聚糖包埋自制的磁流体，并用戊二醛交联制成磁性壳聚糖（MCG），考察了其对稀土离子La^3 ,Nd^3 ,Eu^3 ,Lu^3 的吸附性能。探讨了溶液的酸度，体系温度，初始离子浓度对MCG吸附性能的影响；发现MCG对稀土离子的吸经纯高脱乙酰度的壳聚糖强，最高吸附率可达到99％以上，并具有良好的重复使用性；其吸附行为满足Langmuir等温式。