风化壳淋积型稀土矿评述

对我国特有的风化淋积型稀土矿的科学研究和工业利用进行了评述,阐述了该矿成矿过程,探讨了稀土元素在风化体系中的迁移富集规律,证实稀土配分的铈亏效应、富铕效应、分馏效应和钆断效应,论述了风化壳淋积型稀土矿浸取水动力学、浸取动力学及浸取传质过程。提出了该矿稀土回收中存在的一些问题,建议进一步完善稀土元素地球化学和无机化学的科学体系,开发新浸取剂,特别是组合浸取剂的协同使用,深入研究原地浸出过程中的扩散和传质机理,强化浸取过程和建立相应的数学模型,有效地提高稀土浸出率,从而完善风化壳淋积型稀土矿的原地浸出理论和技术。     

赣南陂头一带风化壳淋积型稀土矿成矿地质特征

对陂头一带风化壳淋积型稀土矿点进行野外调查和室内综合研究表明:变质基底层、岩浆多期活动和岩浆期后脆性断裂构造活动是风化壳淋积型稀土矿的形成主因。变质基底构造层中泥质板岩、炭质板岩和变凝灰质砂岩中RE2O3含量高,在岩浆侵位过程中带入了大量的稀土元素,在含矿母岩顶部可见大量的未熔完全的基性捕掳体。受后期热液交代蚀变,导致含矿母岩中长石矿物粘土化强烈,对水具有胀缩性,易碎岩成矿。岩浆期后"X"型脆性共轭剪切断裂为雨水渗漏贯通提供了良好的通道。含矿母岩在各个地质历史阶段受古气候多次变化的影响加速了含矿母岩的风化程度。表土层的保湿渗水呈酸特性促进了稀土矿的形成。区内变质基底炭泥质板岩和变凝灰质砂岩、岩浆期后脆性断裂、含基性捕掳体的红褐色黑云母二长花岗岩是风化壳淋积型稀土矿的地质宏观找矿标志。     

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。     

《风化壳淋积型稀土矿化工冶金》评介

池汝安博士和田君研究员合著的《风化壳淋积型稀土矿化工冶金》一书、已由科学出版社于2006年9月出版。该书由上、下两篇共12章组成。上篇重点论述风化壳淋积型稀土矿的成因、稀土矿石性质、稀土在矿石中的赋存状态、稀土与黏土矿物的关系、稀土在风化壳中的迁移富集与分馏及稀     

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<...     

表面活性剂对风化壳淋积型稀土矿渗透性的影响

风化壳淋积型稀土矿属黏质土,具有颗粒细腻、渗水速度慢等特点,导致其原地浸出开采困难,提高浸取剂溶液在矿体的渗流扩散是原地浸出高效回收稀土资源的关键。本文分别考察了(NH₄)₂SO₄,NH₄Cl,MgSO₄浸取体系下,CTAB,DTAB,SDS,油酸钠,油酸五种表面活性剂对于高岭土、蒙脱土、伊利石及风化壳淋积型稀土矿渗透性的影响,通过黏附功及黏附功降低因子分析表面张力与接触角对渗流的综合影响效果,揭示表面活性剂强化浸取剂溶液渗透性的作用机制。实验结果表明,三种浸取体系下,对于黏土矿物和风化壳淋积型稀土矿,5种表面活性剂均可强化溶液渗流速度,缩短形成稳定流场所需时间。表面活性剂渗透强化效应为：CTAB>DTAB>SDS>油酸钠>油酸。黏附功及黏附功降低因子结果表明黏附功、黏附功降低因子越小,渗透系数越大,渗流强化效应越明显。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程的模拟计算研究Ⅰ：液-固萃取模型

风化壳淋积型稀土矿物中稀土元素主要富集在以高岭土为主的粘土矿物中,目前主要通过原地浸矿工艺开采。开采过程中,浸矿液自矿体顶部注液孔流至矿体底部或集液巷道的过程中,不断交换浸出粘土中的稀土离子,其过程可视作液-固萃取,因此可通过其中的萃取平衡和物料平衡关系进行模拟计算。介绍了一种基于液-固萃取模型的风化壳淋积型稀土矿柱浸过程模拟计算方法,并探讨了离子交换反应系数、浸矿剂浓度、原矿品位等因素对于浸矿效果的影响。计算表明：铵根离子具有较强的交换浸出稀土的能力;浸出液所能达到的理论浓度峰值主要决定于浸取液中初始硫铵浓度;浸矿所需顶水理论注入量可依据矿体饱和含水率估算,并进而通过模拟计算的浸矿液/顶水比计算所需浸矿液注入量;浸矿液硫铵浓度越高,原矿稀土品位越低,则稀土离子穿透曲线浓度峰值持续时间就越长,之后浓度下降速度也越快,同时浸矿液/顶水比以及硫铵投入/稀土产出比也越小,说明浸矿剂利用效率越高。     

风化淋积型稀土矿稀土赋存状态及配分研究

本文系统地研究了我国风化淋积型稀土矿中稀土赋存状态及配分变化规律。结果表明，风化壳淋积型稀土矿中稀土的赋存有水溶相，离子相，胶态相和矿物相。以离子相为主，占稀土总量的80％，胶态相和矿物相较少只20％。4种相态中的稀土配分存在差异，稀土配分均以中重稀土为主，大约占稀土总量的60％以上，其中离子相稀土配分的中重稀土含量最高。     

赣南离子吸附型稀土矿床成矿特征概述

赣南是我国离子型稀土资源的主产区之一,其成矿母岩分布广,成矿条件优越,稀土配分类型多样。本文从成矿背景和矿床分布规律,成矿母岩和矿体赋存特征,以及矿石中稀土的赋存状态和配分类型等方面较为详细地总结了赣南稀土矿床成矿地质特征。     

福建龙岩高泥质风化壳淋积型稀土矿柱浸工艺研究

以福建龙岩高泥质风化壳淋积型稀土矿为研究对象,采用恒水头渗透试验方法测定矿土渗透系数为0.3418 cm·h~(-1);同时,采用柱浸方式模拟堆浸生产过程,探究浸取剂浓度、注液强度、配矿比与注液方式等因素对稀土浸出的影响,为高效浸取高泥质风化壳淋积型稀土提供生产指导。结果表明:采用前期4%的高浓度(NH_4)_2SO_4,后期2%的低浓度(NH_4)_2SO_4进行组合表层注液,控制注液强度为40 L·(h·m~2)~(-1),适当添加粗颗粒砂石进行配矿浸取等方式,都能提高泥质矿土的渗透性,提高稀土浸出率。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程的模拟计算研究Ⅱ：存在“返混”的液-固萃取模型

风化壳淋积型稀土矿物中稀土元素的浸取可视作一种液-固萃取过程,可通过其中的萃取平衡和物料平衡关系进行浸取行为的模拟计算。前文介绍了一种基于一定假设的风化壳淋积型稀土矿柱浸过程液-固萃取模型计算方法。本文基于土壤水动力学中关于土体水份的形态分类原则,对前文假设进行了适当修正,进而建立了考虑“返混”的风化壳淋积型稀土矿液-固萃取模型计算方法。修正的模型将土体中存在的水份分为滞留水和流动水两类。通过模拟计算探讨了不同滞留水比例,以及考虑滞留水时离子交换反应系数、浸矿剂浓度、原矿稀土品位、矿土饱和含水率等因素对于浸矿效果的影响。计算结果显示：较大的滞留水比例、较高的原矿稀土品位、较小的离子交换反应系数和较低的浸矿剂浓度均会使所需注入的浸矿液体积增加,但所需顶水体积变化不大,始终与矿土饱和持水量相近;而矿土饱和含水率的不同对于浸矿剂硫铵的消耗需求影响不大,但线性改变顶水量需求;先浓后淡注液方式使浸矿剂的浸取效率降低,并增加所需浸矿液注入量,未显现更为优异的工艺效果;滞留水所占比例越大,浸出液中稀土峰值浓度越低,但浸矿液中的初始硫铵浓度应仍为浸出液中稀土浓度峰值的主要决定因素。     

赣南清溪离子吸附型稀土矿元素迁移富集特征研究

离子吸附型稀土矿床是中国特有的稀土资源。对这一类型矿床及周边的地质环境,风化壳中稀土进行研究具有较高的产学研价值。本文通过对中国赣南典型稀土矿区花岗岩风化壳进行元素地球化学分析,并结合相关地球化学参数与图解,结果表明：研究区成矿花岗岩风化壳形成于强化学风化条件,发育成熟度高,处于晚期去Si阶段;稀土元素地球化学参数显示,风化壳整体的稀土配分特征主要继承于成矿母岩;稀土元素主要以离子交换态在风化剖面中迁移,并受pH值、微生物活动、氧化还原条件等多种因素控制。     

非降雨条件下风化壳淋积型稀土矿体稳定性分析及浸取剂筛选

为了研究原地浸矿中影响风化壳淋积型稀土矿边坡稳定性的主要因素和筛选浸取剂,通过正交实验、剪切实验、数值模拟和价值工程理论相结合的方法,对浸矿过程中影响矿山边坡稳定的因素进行敏感性分析,探讨对风化壳稀土矿最有价值的浸取剂.研究结果表明:非降雨条件下风化壳矿体由非饱和向饱和状态转变的过程中,影响边坡稳定性主要因素的敏感程度...     

离子吸附型稀土矿床的成矿机制

研究表明在弱酸性条件下,单一稀土元素在风化壳内的迁移能力常随原子序数的增大而增强(铈与铕例外);粘土对稀土元素的吸附率常随pH上升而增高,地下水的渗流、淋溶作用与环境pH是控制稀土总量呈“抛物线”型富集的主导因素,稀土元素在地下水中可能与HCO_3~(3-)、SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-等结合迁移或呈自由离子形式运移。     

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。     

稀土快速鉴别仪测定离子吸附型稀土矿中氧化钇量

采用便携式稀土快速鉴别仪PORT-X300,建立了快速准确的测定离子吸附型稀土原矿中氧化钇含量的方法,实验通过对电压、电流以及检测时长等条件的选择,建立数学校正模型,校正不平度及基体效应,提高了结果的准确度和稳定性。样品10次测定结果相对标准偏差小于2%,与电感耦合等离子体发射光谱法对照实验数据吻合。该方法氧化钇检出下限达到9.93 mg·kg-1,完全满足南方稀土现场测定的需要。该方法较其他方法具有操作简单、检测快速、无损分析等特点,同时满足鉴别准确、定量性好,在南方稀土现场勘探领域具有重要意义。     

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...     

离子吸附型稀土矿稀土提取过程中天然放射性核素分布调查分析

离子吸附型稀土矿中含有天然放射性核素U、Ra-226和Th-232。我国每年生产该类稀土精矿6万t左右,产生大量的废渣、废水,若不加以重视,含放射性核素的冶炼废料可能对环境造成污染,存在危害工人健康的隐患。本文针对该类矿物稀土提取过程天然放射性核素分布进行了初步的调查分析。不同离子吸附型稀土矿矿山中放射性核素的含量不同,不但和原岩性质有关、还与其成矿环境有关。在该类矿物的提取过程中,放射性核素大部分残留在浸出尾矿中,而浸出母液中的少量天然放射性核素经过除杂、沉淀、焙烧工艺后在除杂渣和稀土精矿中得到富集,但其放射性比活度在105Bq·kg~(-1)内。而稀土提取过程中浸出母液、除杂母液、沉淀母液等液体样品中天然放射性核素含量都低于0.3 mg·L~(-1)。本文对稀土提取过程中天然放射性核素分布的初步调查分析,为探讨南方离子吸附型稀土矿放射性核素的迁移富集、分布规律以及放射性污染防治工作提供了基础。     

N503萃淋树脂吸附铁的研究

研究ＴＮ５０３（Ｎ,Ｎ－二仲辛基已酰胺）草淋树脂在ＨＣＩ体系中对铁的吸附性能。测定了６ｍｏｌ／ＬＨＣＩ中Ｎ５０３草淋树脂对铁（Ⅲ）的吸附动力学,实验表明树脂吸附铁（Ⅲ）按准一级反应进行,并符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式。根据吸附平衡的研究发现,Ｎ５０３萃淋树脂吸附铁（Ⅲ）的反应按下式进行：并用于盐酸中铁的分离测定。