浸矿过程离子型稀土矿孔隙结构演化规律研究

离子型稀土在浸出过程中,内部微观的孔隙结构会发生不同程度的变化。采用室内模拟浸矿实验对比分析了纯H_2O和不同浓度的(NH_4)_2SO_4溶液浸出过程中稀土内部孔隙结构的变化规律。实验结果表明:稀土矿体试样浸矿过程孔隙结构随浸矿时间发生变化,主要体现为孔隙率增加,孔隙半径增大。用纯H_2O浸矿时,试样的孔隙率随浸矿时间略有起伏,但总体呈现增大趋势。在有效浸矿时间内,相比纯H_2O,(NH_4)_2SO_4溶液浸出过程矿体试样孔隙率和孔隙半径明显增加,且随着浸矿液浓度增大,变化愈发明显。由此,稀土浸矿过程化学置换反应和溶液渗流过程均可诱发矿体孔隙结构发生变化,在浸出过程中,化学置换反应的影响明显高于溶液渗流。     

电场作用下离子型稀土矿浸矿溶浸液渗流特性研究

根据多孔介质中电动渗流效应,在离子型稀土矿浸出过程中,提出了利用电场强化浸矿溶浸液渗流能力的方法,通过机制分析和电动渗流试验,探讨了电场作用对溶浸液的渗流特性的影响。结果表明:电场作用可以有效地强化矿床孔隙中浸矿溶浸液渗流能力,强化效果与电场强度、矿床渗透率和溶浸液流体性质等因素有关;相同流体压力梯度下,电场作用下矿床中溶浸液电动渗流随电场强度增大而增加变快;矿床渗透率越高,电场作用对溶浸液渗流特性的影响越明显;浸矿溶浸液浓度越高,孔隙中溶浸液的电动渗流效应越明显。     

离子型稀土矿放射性核素迁移及处理研究进展

离子型稀土矿伴生一定量的铀、钍等天然放射性核素。采用原地浸矿工艺提取稀土时,部分放射性核素与稀土元素一同浸出,并随着稀土的冶炼过程富集在多种工序产生的废渣中,使得铀、钍、镭的放射性活度浓度大于1000 Bq·kg^-1,属于低放射性废渣。随着渣量的不断增加,该类低放射性废渣的安全处置已成为困扰行业发展的难题。本文阐述了中国对放射性辐射环境管理、放射性废物存储及处理要求的发展过程,总结了放射性核素铀、钍、镭在离子型稀土矿冶炼过程中的迁移富集规律,综述了溶剂萃取法、吸附法处理含放射性废水以及废渣资源化、减量化处理等方面的研究进展,分析了离子型稀土矿放射性核素处理存在的问题,最后提出了在放射性核素的源头减量化、废渣资源化、残渣安全化处置等方面的一些技术发展建议。     

废弃池浸堆浸离子型稀土矿污染途径及其修复研究

中国是世界上稀土资源最丰富的国家,稀土工业为中国国民经济和国防建设做了重要贡献,同时也造成了巨大的环境污染。池浸、堆浸工艺是早期一代、二代浸矿工艺,本文分析离子型稀土矿池浸堆浸浸矿原理与工艺。对池浸堆浸稀土矿带来的主要污染及其污染途径进行分析,研究了废弃池浸堆浸稀土矿修复影响因素,同时提出废弃池浸堆浸稀土矿治理修复方法和主要发展方向,为后续废弃池浸堆浸稀土矿区土壤修复提供理论支持。     

离子型稀土矿粒度、粘土矿物、盐基离子迁移及重金属释放研究及展望

离子型稀土矿自发现以来,由于其稀土配分元素以中重稀土为主、提取工艺简单而在世界上占据重要地位.系统总结了近年来离子型稀土矿粒度分布特征、粘土矿物类型及转化、盐基离子迁移及重金属在表生地球化学作用、原地浸矿及模拟浸矿等不同条件下的释放规律等.结果表明:化学蚀变指数(CIA)、酸雨淋溶、地形地貌及母岩岩性控制了稀土矿粒径的...     

不同风化程度离子型稀土矿赋存特征及浸出规律研究

创新在于对同一风化壳矿体的全风化层、半风化层、微风化层进行对比分析其赋存特征,并进行全风化层、半风化层中稀土的浸出试验,分析了浸取剂pH值、浓度、流速、液固比对稀土离子及杂质铝浸出的影响,并提出如何提高全风化层、半风化层中稀土的浸出率及降低杂质含量。研究结果表明:半风化层、微风化层中稀土矿粗粒级产率高且仍赋存较高含量的稀土;随风化程度降低,石英、黏土矿物含量减少,长石、云母含量增加,离子相稀土比例减小,胶态相与矿物相增加;随粒级减少,离子相稀土比例增加,矿物相稀土反之,而胶态相稀土平均分布于各粒级;对比两层稀土浸出情况,可通过降低浸取剂pH值、增加浓度、降低流速、增加液固比,来提高半风化层稀土浸出效果。     

母岩高铀离子型稀土矿采区的放射性污染风险浅析

铀与稀土元素同属大离子亲石元素,尤其与钇组稀土关系更密切,因此南岭高铀花岗岩往往同时是铀和离子型重稀土矿床的成矿母岩。国内外研究资料表明,高铀花岗岩中的铀主要以原生铀的形式存在于晶质铀矿中,在强烈风化过程中大部分发生活化转移,而采矿活动对此有显著促进作用;国外众多含铀湿地的发现及其研究资料表明,山区湿地是铀的"高效过滤器"和"沉淀池",花岗岩风化转移到水体中的微量铀经长期累积,可在湿地富有机质土壤和沉积物中富集至(3000~4000)×10^-6,而采矿和农垦活动可将湿地经几千年累积富集起来的铀释放到居民的生活环境中,因而被视为是一种环境风险。因此建议加强母岩高铀离子型稀土矿区的湿地放射性调查和环境保护,以保障湿地对重金属的天然过滤功能,避免湿地束缚铀的释放,这对保护矿区水质和生态环境都具有重要意义。     

离子型稀土矿浸出液除杂与沉淀过程固液强化分离研究

离子型稀土矿浸出液除杂和产品沉淀过程中,高效固液分离对全工艺连续化生产和产品质量提升具有重要作用,也是整个离子型稀土生产流程自动化、智能化的关键步骤。研究表明：在浸出液除杂、沉淀工序添加0.25 g·m^-3 JH2002絮凝剂,利用其电性中和作用和吸附架桥作用,可使Al(OH)₃胶体、碳酸稀土颗粒迅速团聚形成絮凝体,进而加速沉降过程;浸出液循环除杂过程的沉降速率为31.43 mm·min^-1,除杂上清液循环沉淀碳酸稀土产品过程的沉降速率为24.67 mm·min^-1。碳酸稀土产品经煅烧后,所得混合稀土氧化物产品的稀土总量为93.8%,主要杂质Al₂O₃,Fe₂O₃,SiO₂含量均很低,优于GB/T 20169-2015《离子型稀土矿混合稀土氧化物》标准值。此外,经过循环絮凝沉降的沉淀母液用于离子型稀土矿浸取,基本不会对浸出结果产生影响。     

南方离子型稀土矿区马尾松稀土元素的分布与富集

为探讨南方离子型稀土矿区马尾松地上部分各器官稀土元素的分布与富集特征,采集福建省长汀县濯田镇马尾松下的土壤样品和地上部分各器官(树皮、树干、树枝和树叶)样品,测定其稀土元素。结果表明:马尾松下的土壤稀土元素含量平均值为275.15 mg·kg~(-1),轻重稀土元素分异明显, Ce元素富集明显, Eu元素相对亏损;马尾松地上部分各器官稀土元素含量普遍较低, LREE高于HREE,轻重稀土元素分异。马尾松地上部分各器官稀土元素球粒陨石分布模式中, Ce元素和Eu元素明显正异常,马尾松树干、树叶重稀土元素标准化后明显波动分布,呈锯齿状,马尾松树皮和树枝波动幅度小;其δCe(δEu)均大于1, Ce和Eu元素明显富集。马尾松地上部分各器官稀土元素的吸收系数均较小,该地区稀土元素由土壤到植物的迁移程度低,马尾松地上部分各器官对稀土元素的富集能力弱,但其生物量和提取稀土元素的能力不容忽视,可尝试将植物提取技术运用于该地区的稀土净化。     

离子型稀土矿柱浸过程氨氮平衡及尾矿氨氮形态转化研究

离子型稀土矿柱浸过程氨氮的平衡与迁移转化研究可以对浸矿剂硫酸铵用量的模拟运算提供理论参考。试验以定南某离子型矿土为对象,采用室内柱浸模拟的方式对离子型稀土原矿氨氮的分布、硫酸铵浸矿过程氨氮平衡及尾矿氨氮赋存转化的影响进行了试验。结果发现,离子型稀土原岩风化过程中,还可能伴随着离子相铵盐的生成,在浸矿过程中会伴随稀土一起被浸出,离子相铵盐含量随离子相稀土含量的升高而增加。硫酸铵柱浸过程中残留在尾矿内的氨氮量与浸出液中的氨氮量占比分别为50.76%和49.24%,浸矿剂中半数铵根主要起到保持浸矿过程中铵根浓度的作用,在浸矿后会随浸出液流出。离子型稀土尾矿水溶态和可交换态氨氮在矿土含水率的影响下会发生可逆转化,在尾矿矿土自然风干过程中,尾矿内水溶态氨氮含量占比由63.24%降至32.01%,离子型稀土尾矿水溶态与可交换态氨氮的赋存含量需要前置时间和矿土含水率等条件才能准确定义。     

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）。     

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。     

离子吸附型稀土浸矿机制研究现状

离子吸附型稀土是世界、尤其是中国的宝贵资源.为实现该类稀土资源的绿色高效开采,人们对离子吸附型稀土的浸取机制进行了系统而深入的研究,为确定其成矿机制和提取工艺做出了突出贡献.1969～1989年,基于离子型稀土的浸取特征,证明了各种电解质溶液均可浸出稀土,并用简单的离子交换反应和水化理论来说明稀土离子的浸取规律和能力大...     

当前我国放射性核素迁移的实验研究

本文综述了当前我国放射性核素主要是锶铯碘铀的迁移研究，并指出了今后的发展方向。     

粘性土壤中苯酚的电动力学迁移研究

采用电动力学技术修复苯酚污染的粘性土壤,研究了苯酚的吸附特性,以及粘土中苯酚的最佳萃取剂和萃取条件,并讨论了不同pH、含水率、电场强度及不同添加物条件下苯酚的迁移特性. 实验得出,苯酚的吸附符合Freundlich等温式,最大吸附量362 mg·kg^-1;用三氯甲烷做萃取剂,超声波20 min加恒温震荡30 min,从土壤中提取苯酚,萃取率可达到94.3%;土壤电动力学过程中苯酚向阳极迁移并在距离阳极0 ~ 6 cm处富集. 在pH值8.16,含水率为40%,电场强度为2 V·cm^-1条件下,阳极添加0.1 mol·L^-1 NaOH溶液,并向阴极添加0.05 mol·L^-1 LAS溶液,苯酚的迁移效果达到最佳,在距阳极0 cm和6 cm处苯酚富集倍数分别达到139.0%和133.7%.     

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<...     

电感耦合等离子体质谱法测定离子型稀土矿中16种离子吸附型稀土元素的含量

采用电感耦合等离子体质谱法测定离子型稀土矿中钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥等16种离子吸附型稀土元素的含量。采用40g·L-1硫酸铵溶液对离子型稀土矿样品进行了间歇式搅拌浸出,对浸出液进行两次高温蒸干处理去除盐分。钪、钇、镧、铈以103 Rh为内标,其他元素以187 Re为内标。16种稀土元素在一定的质量分数范围内与其光谱强度呈线性关系,方法的检出限(3σ)在0.01~0.08μg·g-1之间。方法应用于离子型稀土矿样品的分析,测定值与国家标准方法测定结果相符,测定值的相对标准偏差(n=11)在0.80%~2.9%之间。     

土壤速效磷近红外迁移学习预测方法研究

可见-近红外光谱技术是对土壤速效磷含量定量估测的有效手段,但某一地区土壤采集的光谱数据建立的模型在给其它地区使用时会出现预测精度低、模型失效等问题。该文以皖南土壤样本为源域,皖北土壤样本为目标域,通过迁移学习方法建立了预测模型,以提高土壤速效磷预测模型的准确性,并比较了迁移前后预测模型的精度。结果显示,皖南地区模型不能直接用于皖北地区,会出现模型失效问题,该模型的决定系数(R²)和相对分析误差(RPD)分别为-0.19和0.92,预测均方根误差(RMSEP)为1.04;样本量不大的皖北地区建立模型的预测精度不高,R²和RPD分别为0.61和1.60,RMSEP为0.60;而基于迁移成分分析(TCA)并加入部分皖北样本建立模型,可显著提高对皖北样本的预测精度,模型的R²和RPD分别提升至0.79和2.18,RMSEP降低至0.44。表明基于TCA的方法能将皖南土壤速效磷预测模型应用于皖北,可提高皖北土壤速效磷预测模型准确性并降低成本,为土壤速效磷预测模型的广泛应用提供了新思路。     

土壤稀土元素和氮化物污染对植物生长及生理的影响

近年来,对稀土矿区土壤污染的修复成为中国关注的热点之一。稀土矿区存在的污染物主要是稀土元素与氮化物,本文在概述稀土元素在中国的分布及污染现状的基础上,综述了稀土元素、氮化物分别对植物生长的影响及其可能的生理生化机制,以及稀土元素-氮化物共存时对植物生长的影响,并提出了未来需要加强对稀土元素及养分元素复合污染的研究以及内外源稀土对植物生长的差异性研究。     

煤气化过程中生成氮化物的研究

对煤中N在气化条件下的转化进行了研究，详细考察了在CO2和水蒸气气氛中转化生成HCN和NH3的过程，并对热解和气化条件下煤中N转化规律的差别进行了讨论。实验结果表明：在气化条件下煤中N转化为HCN和NH3的量随温度的升高而增大，在水蒸气气氛下HCN和NH3的生成量明显大于热解条件的实验结果。在本实验条件下半焦中N含量的15％－20％可以转化为NH3，水蒸汽气氛条件下NH3生成量的提高主要来源于半焦的气化反应过程。