微波氯化分解氟碳铈矿的研究

采用微波加热技术氯化分解四川冕宁60%品位的氟碳铈精矿(含氟碳铈矿57.78%，氟碳钙铈矿33.86%)，利用无水MgCl₂作为氯化剂，活性炭作为辅助剂，实现了微波场中空气气氛下氟碳铈精矿的无氧化焙烧分解。通过热重-差热分析(TG-DSC)、 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析等检测手段，阐明了微波氯化分解氟碳铈精矿的无氧化反应机理，得到了主要以氯氧化稀土(REOCl)和氟化镁(MgF₂)为主的微波焙烧矿。通过实验，确定了微波氯化分解工艺的最佳参数：微波功率1200 W，焙烧温度800℃，焙烧时间30 min，矿盐比(氟碳铈精矿∶无水氯化镁∶活性碳)为1∶0.25∶0.18。在此条件下，氟碳铈精矿的分解率为96.23%，酸浸液中氟的浸出率只有23.35%，铈的氧化率小于0.6%。     

山东微山稀土精矿的工艺矿物学研究EI北大核心CSCD

针对微山稀土矿不同品位的稀土精矿,采用化学分析、配分分析、X射线衍射分析、扫描电镜能谱分析、偏光显微镜等分析方法对微山稀土矿的化学成分、稀土元素分布、矿物组成、矿物嵌布特征等进行了研究,结果表明:不同品位的微山稀土精矿中稀土矿物主要由氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、碳铈钠石、碳酸锶铈矿组成,主要杂质矿物是方解石、重晶石、天青石和菱锶矿,这是区别于其他氟碳铈矿的典型特征;轻稀土元素占稀土总量的98.5%以上,典型富铈低钇型轻稀土,矿中的钙、锶、钡等杂质较多;40%品位的稀土精矿是微山稀土企业主流产品,稀土矿物的解离度较高,单体矿物均在66%以上,稀土矿物与碳酸盐矿物、重晶石、天青石、硫化矿物、磷灰石连生。通过对微山稀土矿特性研究,为稀土矿的加工提供矿物学依据。     

活化分解氟碳铈精矿对钙化转型提取稀土的影响

采用活化预处理-加压钙化处理氟碳铈精矿新工艺,研究了活化温度、活化时间对精矿分解、氟元素损失的影响,及不同温度活化分解精矿钙化转型后对稀土浸出率的影响,并计算了活化前后精矿钙化转型过程中动力学参数。结果表明:氟碳铈精矿经过活化分解更利于钙化转型过程的进行,稀土总浸出率由27.81%提高到70.76%;480℃温度下活化60 min,精矿基本分解完全,氟损失率为3.24%;通过计算得出氟碳铈精矿钙化转型过程为化学反应控制,而活化后精矿的钙化转型过程为扩散过程控制。     

氯化铵焙烧法从氟碳铈矿提取稀土的研究进展

介绍了选择性氯化铵焙烧法分解氟碳铈稀土矿提取稀土的新工艺.在该工艺中首先将氟碳铈稀土矿与脱(固)氟剂Na2CO3(MgO)混匀后高温焙烧进行脱(固)氟,然后通过NH4Cl在一定温度条件下分解成HCl使矿物焙砂中的稀土氯化,最后用热水浸出稀土氯化物.本文综述了选择性氯化铵焙烧法提取稀土的热力学基础、动力学、脱(固)氟机理及氯化反应机理的研究进展.     

同步辐射X荧光微探针扫描分析氟碳铈矿物中的稀土元素

北京正负电子对撞机国家实验室的增频光源提供的同步辐射白光，激发ＬＲＥＥＫ－系列，用ＳＲＸＲＦＭ扫描分析氟碳铈矿物中的轻稀土元素的分布。取同一矿区的氟碳铈矿物，粉碎至粒度〈３００目。一部分熔融，沉淀分离，转成稀土氧化物后，用ＸＲＦ法分析稀土分量。另一部分，不加任何粘结物质压在成Φ２６ｎｍ圆片作为ＳＲＸＲＦＭ扫描分析的参比样品，从而可计算样品中稀土的含量。     

富磷灰石复杂稀土矿石工艺矿物学研究

通过化学分析、显微镜和国际先进的MLA矿物自动检测技术等手段,对某富磷灰石的复杂稀土矿石进行工艺矿物学研究.研究结果表明,本矿石稀土矿物主要为氟碳铈矿和褐帘石,其次为独居石和氟碳钙铈矿.此外,磷灰石中富含稀土,磷灰石中稀土占原矿总稀土量26％以上.本稀土矿石性质决定仅采用物理选矿方法不能得到商品稀土精矿,可采取浮选流程和浮磁联合流程分别获取磷灰石精矿和稀土精矿,然后再通过焙烧浸出工艺提取稀土.     

基于拉曼Mapping与AMICS研究稀土矿物分布特征和取向相位

采用拉曼Mapping及光学显微镜与AMICS技术相结合,对白云鄂博矿霓石型铁稀土矿石分布特征、矿物结构及晶体取向等方面进行研究。结果表明：稀土矿物产状多种多样,独居石颗粒明显比早期大,氟碳铈较多呈细粒状,部分呈板状或不规则形状,稀土总品位高达9.84%;铁矿物中含TiO2量为1.35%,具有第二代磁铁矿特征;利用拉曼Mapping成像技术开发一种矿物晶体取向成像方法,由独居石466cm^-1/970 cm^-1峰位与氟碳铈280 cm^-1/1090 cm^-1峰位面积之比,绘制出三种不同生长取向的独居石颗粒与延同一方向上生长氟碳铈矿物颗粒,在矿物结晶形态可以判定独居石可能先于氟碳铈矿物经多期热液交代成矿;该技术在硅酸盐、碳酸盐类矿物晶体取向鉴定方面具有独特明显优势,在矿物学分析中具有广阔的应用价值。     

牦牛坪钙稀土氟碳酸盐多体矿物的成分特征及其成因意义

牦牛坪矿床中钙稀土氟碳酸盐多体矿物，经扫描电镜观察和电子探针分析，表明氟碳铈矿可由矿液直接结晶或通过多体矿物的分解反应形成。与多体矿物相比较，氟碳铈矿的稀土配分模式以富La为特点。多体矿物的CaO/REE2O3(重量比）的平均值为0.131(测试值）和0.141（计算值），低于氟碳钙铈矿的理论值0.171。根据多体系列化学计量的线性关系，证明多体矿物形成于Ca^2 和CO3^2-活度较低的矿液中。这种矿液不利于典型氟碳钙铈矿的形成。     

常见稀土氟碳酸盐氧同位素分馏研究

氟碳酸盐是重要的稀土矿物，本研究利用增量模式讨论其氧同位素分馏性质，计算的氧同位素富集顺序为：氟碳铈矿＞Ｃａ０．５ＢａＣｅ２（ＣＯ３）４Ｆ＞白云鄂博矿＞黄河矿＞氟碳铈钡矿。结合白云鄂博矿床氟碳酸盐矿物氧同位素分析数据，可看出理论预测的分馏顺序与实际相一致，计算的成矿温度与矿区地质相吻合。由于钡系列氟碳酸盐矿物可看成是ＣｅＣＯ３Ｆ与ＢａＣＯ３层状堆垛衍生的结果，故对矿物体衍生过程中氧同位素分馏的变化进行了讨论，并由此预测了中华铈矿和氟碳钡铈矿的氧同位素分馏曲线。     

白云鄂博主矿霓石型稀土铁矿石中稀土元素在独立矿物中的富集状况研究

对白云鄂博主矿霓石型稀土铁矿石进行多元素分析,化验其元素组成及含量,并结合场发射电镜、能谱仪和自动矿物分析系统对其稀土富集状况进行了研究。结果表明:主矿霓石型稀土铁矿石稀土品位高达9.1%,轻稀土含量占稀土总量的97.91%,中重稀土含量占稀土总量的2.09%;稀土氧化物含量在氟碳钙铈矿中占元素总量的68.52%,在氟碳铈矿中占67.94%,在独居石中占61.66%,在黄河矿中占37.11%,在易解石中占28.33%;该类型矿石中稀土氧化物48.01%赋存于氟碳铈矿中, 21.21%赋存于独居石中, 7.34%赋存于黄河矿中, 5.87%赋存于氟碳钙铈矿中, 0.93%赋存于易解石中,这五种矿物稀土氧化物含量之和共占矿石中稀土总量的83.36%。     

超稳定结构的MCNTs/CeO2纳米粒子复合材料的制备

采用溶剂热的方法,通过改变反应体系中水的含量,合成制备了不同形态、粒度和复合方式的二氧化铈纳米粒子(ceria nano-particles)/碳纳米管(multi-walls carbon nanotubes-MCNTs)复合材料.反应溶液甲醇中存在少量水的条件下,二氧化铈纳米粒子为球形,具有单晶结构,平均粒度为100 nm左右,与碳纳米管形成超稳定的"串珠"结构的复合材料;反应溶液为甲醇时,二氧化铈纳米粒子粒度约为20 nm的不规则形状,粒子的长轴沿碳管径向分布.X射线衍射分析表明,二氧化铈纳米粒子晶体结构为面心立方.     

钙稀土氟碳酸盐矿物中体衍交生结构的电子显微镜研究

用高分辨电子显微术研究了四川西昌地区钙稀氟碳酸盐矿物中的体衍生复合多晶体超微结构特征，直观地揭示了该类矿物非均匀结构的复杂性。研究表明，该矿物体是由钙稀土氟碳酸盐矿物系列中不同组分的氟碳铈矿与直氟碳钙铈矿结构单元层沿ｃ轴方向无序堆垛而成。     

黄河矿—中华铈矿系列稀土矿物的多体性特征

采用结晶学模块法研究了黄河矿，中华铈矿和氟碳铈钡矿的晶体结构。三种矿的晶体结构中存在五种相同的配位多面体及其单链。多面体链相互联接组成两种似层状模块（Ｈ）和（Ｚ）。     

稀土元素在煤燃烧过程中形态演变规律模拟研究EI北大核心CSCD

针对目前煤和粉煤灰中稀土元素赋存状态关系不明确的问题,研究煤系稀土元素赋存状态在燃烧过程中的转化行为具有重要意义。选取煤系稀土赋存的模型矿物,通过滴管炉进行模拟燃烧,采用热重分析、XRD分析、SEM-EDS和逐级化学提取探究不同赋存形态稀土的演变规律,结果表明:以独居石为代表的磷酸盐稀土资源在燃烧过程中化学性质并未改变,仅粒度减小;以氟碳铈矿为代表的碳酸盐稀土资源在燃烧过程(350~580℃)发生分解和氧化反应,转化为铈的氧化物和氟化物,其中的稀土元素更易在温和条件下浸出;以离子型稀土矿为代表的黏土矿物中稀土资源根据燃烧温度可以两种状态,800℃时,石英和长石等存在其中,高岭石等发生脱氢反应,产物呈碎屑状、无规则状,逐级化学提取中稀土元素浸出率提高,1200℃,石英存在,铝硅酸盐矿物主要转化为莫来石,颗粒呈现球状和片状,不利于稀土元素浸出;以改性褐煤(通过离子吸附负载铈)为代表的有机质中稀土资源,燃烧后离子态的铈变成了铈的氧化物。     

稀土双氧配合物的电子结构研究

用INDO方法(间略微分重叠法)研究了[Ce(CO_3)_3O_2]_2~(8-)上的电子结构和化学健。研究结果表明,[Ce(CO_3)_3O_2]_2~(8-)的HOMO主要由双氧离子(O_2~(2-))的反键π~*轨道组成,LUMO主要由四价铈的4f轨道组成。双氧离子通过σ配键和π配键与2个铈离子配位,配位后O—O键增强。与三价铈配合物比较,四价铈配合物中4f轨道对成键的贡献增大。     

醋酸铈及醋酸稀土的研制工艺

研究了醋酸铈及醋酸稀土的研制工艺. 分析了醋酸浓度、反应温度、醋酸与碳酸铈固液比、保温时间对碳酸铈溶解收率的影响. 确定了碳酸铈的最佳溶解工艺条件. 在此条件下研制了晶型醋酸铈, 混合醋酸稀土(La, Ce, Pr, Nd)(Ac)3, (Ce, Pr, Nd)(Ac)3,(Pr, Nd, Er, Y)(Ac)3及醋酸钇. 用扫描电镜、热重-差热分析、 X射线粉末衍射分析及化学分析等方法考察了上述晶体的形貌、结构和组成.     

CaO和NaCl焙烧混合稀土精矿过程中的分解反应

用XRD和TG-DTA热分析技术, 研究了含独居石和氟碳铈镧矿的混合稀土精矿在100～1000 ℃焙烧过程中, 添加CaO, NaCl时, REPO4和REFCO3的分解反应. 研究结果表明: 不添加CaO和NaCl时, 仅在377～450 ℃范围内存在REFCO3的分解反应, 其产物是REOF, RE2O3, 以及Ce2O3进一步的氧化产物CeO2, 而REPO4不分解; 添加CaO后在660～750 ℃之间, CaO有3种分解作用: (1) CaO分解REPO4, 其产物是RE2O3和Ca3(PO4)2. (2) CaO分解REOF, 其产物是RE2O3和CaF2. (3) CaO和REOF的分解产物CaF2共同作用分解REPO4, 其分解产物为RE2O3, Ca5F(PO4)3; 添加CaO, NaCl后, 混合精矿的分解率明显提高, NaCl的作用是为反应体系提供了液相, 促进了固相反应物间的传质过程, 加快了反应速度. 与此同时NaCl还可能参加了CaO分解REPO4的反应.     

活化温度对包头稀土精矿酸浸过程的影响

以包头混合型稀土精矿为研究对象,提出了一种减少H_2SO_4用量的低温活化-HCl浸出-H_2SO_4焙烧的新工艺。着重探索了活化温度与包头稀土精矿酸浸过程浸出收率之间的关系。分别考察了活化温度对HCl浸出稀土回收率、稀土总浸出回收率的影响。通过XRD和SEM的表征,探究了不同活化温度下,活化矿的组分变化情况及形貌变化情况。验证其工艺的稳定性。确定了在460℃的温度下,可以较好地将包头稀土精矿中的氟碳铈型稀土矿活化分解,并使得HCl浸出稀土回收率达到42.08%,稀土总浸出回收率达到92%以上。     

基于扫描电子显微镜-X射线能谱的矿物自动分析系统(BPMA)测定高纯石英砂中杂质矿物

杂质矿物作为高纯石英中杂质元素主要载体之一,是高纯石英砂产品中严格限定的成分,也是影响高纯石英提纯方案的关键因素,对其组成、含量及赋存特征进行准确分析测定对高纯石英砂产品质量评价、原料选择合理性判断及提纯方案制定均有重要意义。采用基于扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱（EDS）的工艺矿物学参数自动分析系统（BPMA）测定了SiO2纯度≥99.998 %（4N8）的高纯石英砂中杂质矿物的组成、含量及嵌布特征,建立了高纯石英砂中杂质矿物的分析测定方法。结果表明：样品中石英的重量百分比为99.9988 %,与高纯石英砂产品质量指标对应的SiO2纯度化学分析结果基本一致;杂质矿物主要为辉石和锆石,偶见极其微量的方解石、磷钇矿、独居石和方铅矿;石英粒度均匀,主要分布在0.020～0.208 mm之间;杂质矿物嵌布粒度较细,绝大多数杂质矿物粒度在43 μm以下,主要以微细粒矿物包裹体的形式嵌布在石英颗粒内。方法简捷高效、测量结果准确可靠,适用于高纯石英砂中杂质矿物组成、含量及赋存特征分析测定,也可以为其它高纯物料中微量杂质矿物检测提供技术借鉴。     

氟碳铈矿精矿焙烧稀土浸出新工艺研究

以四川冕宁氟碳铈矿精矿为研究对象,提出了一种减少氟碳铈矿中Ce(Ⅲ)的氧化来提高稀土浸出率的新工艺。通过控制焙烧温度和焙烧助剂NaHCO_3用量,利用焙烧助剂分解产物Na_2CO_3熔融包覆矿物以减少Ce(Ⅲ)的氧化,经水洗、酸浸过程,促使氟碳铈矿中铈进入酸浸液而减少留在酸浸渣,从而实现铈的浸出回收,提高总的稀土浸出率。得到的优化工艺条件为:NaHCO_3与氟碳铈矿质量比为40%,于900℃焙烧2 h,水洗温度50℃,水洗液固比10∶1,盐酸浓度为2 mol·L~(-1),酸浸液固比为15∶1,温度75℃酸浸2 h。在此条件下,总稀土浸出率达93.23%,铈的浸出率为87.43%。