离子型稀土矿浸出过程及工艺优化研究

发布时间：2023-03-09 17:56

　　目前工业上普遍采用原地浸矿工艺开采离子型稀土矿,浸矿剂为硫酸铵。但在开采过程中硫酸铵消耗过量,氨氮污染严重。为了实现离子型稀土矿的高效、绿色开采,本文研究了硫酸铵的浸矿过程,优化了硫酸铵浸矿工艺;并对硫酸镁浸矿工艺及其动力学进行了研究。论文通过柱浸模拟硫酸铵原地浸矿过程,着重考察了浸出液中RE3+、NH4+、SO42-、Si O32-、Al3+、Fe3+以及浸出液p H之间的相互关系。研究发现,浸出过程各离子浸出的先后顺序是:Si O32->RE3+>Al3+,杂质离子浸出量的大小顺序是:Al3+>Si O32->Fe3+;p H的降低有利于稀土的浸出;根据浸出液中RE3+和NH4+的关系,可以将稀土浸出过程分为吸铵区、铵交换区、铵过量区。硫酸铵浸矿工艺优化研究表明,用2%(NH4)2SO4浸出离子型稀土矿,浸出液稀土浓度、峰值稀土浓度和稀土浸出率都高但硫酸铵耗量更低,所以采用2%的(NH4)2SO4浸矿浓度即可使浸矿效果达到最优;稀土矿对稀土有很强的吸附能力,每公斤稀土矿最高能吸附5.1632g稀土;无矿层对稀土母液有很强的吸附能力,导致稀土无法完全浸出,且随...

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 离子型稀土矿概述
    1.2 离子型稀土矿的浸出机理
    1.3 离子型稀土矿浸矿工艺
        1.3.1 氯化钠及其浸矿工艺
        1.3.2 硫酸铵及其浸矿工艺
    1.4 离子型稀土矿山绿色开采技术研究现状及发展方向
        1.4.1 离子型稀土矿绿色开采研究现状
        1.4.2 离子型稀土矿绿色开采发展方向
    1.5 硫酸镁用于浸出离子型稀土矿论述
        1.5.1 硫酸镁浸矿的意义
        1.5.2 硫酸镁用于浸矿对环境的影响
    1.6 研究的意义
    1.7 研究内容
第二章 实验原料、设备及方法
    2.1 实验原料及试剂
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 硫酸铵浸矿过程规律研究实验方法
        2.3.2 浸矿工艺优化研究实验方法
        2.3.3 硫酸镁浸矿动力学研究实验方法
    2.4 分析化验
第三章 硫酸铵浸矿过程规律研究
    3.1 硫酸铵浸矿过程各物质的物料平衡及流出规律
        3.1.1 水的平衡
        3.1.2 稀土的平衡及浸出规律
        3.1.3 硫酸根的平衡及流出规律
        3.1.4 铵根的平衡及流出规律
    3.2 硫酸铵浸矿过程中稀土与浸矿剂中各离子的流出关系
        3.2.1 稀土与铵根离子的浸出关系
        3.2.2 稀土与硫酸根离子的浸出关系
        3.2.3 硫酸根离子与铵根离子的流出关系
    3.3 稀土矿的流出曲线分区
    3.4 硫酸铵浸矿过程中杂质离子浸出规律
        3.4.1 稀土与铝离子的浸出规律
        3.4.2 稀土及杂质离子的浸出顺序
    3.5 浸出液pH的变化规律
        3.5.1 浸出液pH值与稀土浸出的关系
        3.5.2 浸出液pH值与Fe3+浸出的关系
        3.5.3 浸出液pH值与Al3+浸出的关系
        3.5.4 浸出液pH值与硅酸根离子浸出的关系
    3.6 本章小结
第四章 硫酸铵浸矿工艺优化
    4.1 稀土品位对硫酸铵浸矿过程的影响及其工艺优化
        4.1.1 低品位矿的工艺优化
        4.1.2 中品位矿的工艺优化
        4.1.3 高品位矿的工艺优化
        4.1.4 硫酸铵浸出不同品位稀土矿的结果比较
    4.2 矿层厚度分布对浸矿过程的影响及其工艺优化
        4.2.1 有/无矿层厚度为 1:1 的矿层分布的工艺优化
        4.2.2 有/无矿层厚度为 1:2 的矿层分布的工艺优化
        4.2.3 有/无矿层厚度为 1:3 的矿层分布的工艺优化
        4.2.4 硫酸铵浸出不同矿层厚度分布的结果比较
    4.3 硫酸铵质量分数变化对浸矿过程的影响及其工艺优化
        4.3.11%(NH4)2SO4浸矿过程优化
        4.3.23%(NH4)2SO4浸矿过程优化
        4.3.3 不同质量分数硫酸铵下稀土浸出结果比较
    4.4 稀土矿吸附-解析实验
        4.4.1 稀土矿再吸附稀土实验
        4.4.2 无矿层再解析稀土试验
    4.5 本章小结
第五章 硫酸镁浸矿工艺优化
    5.1 稀土品位对硫酸镁浸矿过程的影响及其工艺优化
        5.1.1 低品位矿的工艺优化
        5.1.2 中品位矿的工艺优化
        5.1.3 高品位矿的工艺优化
        5.1.4 硫酸镁浸出不同品位稀土矿的结果比较
    5.2 矿层厚度对于硫酸镁用于稀土浸出的影响及其优化
        5.2.1 有/无矿层厚度为 1:1 的矿层分布的工艺优化
        5.2.2 有/无矿层厚度为 1:2 的矿层分布的工艺优化
        5.2.3 有/无矿层厚度为 1:3 的矿层分布的工艺优化
        5.2.4 硫酸镁浸出不同矿层厚度分布的结果比较
    5.3 硫酸镁质量分数对浸矿过程的影响及其工艺优化
        5.3.1 1% MgSO4浸矿过程优化
        5.3.2 3% MgSO4浸矿过程优化
        5.3.3 不同质量分数硫酸镁下稀土浸出比较
    5.4 硫酸铵与硫酸镁柱浸对比
        5.4.1 单一稀土矿浸矿对比
        5.4.2 不同矿层厚度分布下两种浸矿剂的浸出对比
        5.4.3 不同质量分数下两种浸矿剂浸矿结果对比
    5.5 本章小结
第六章硫酸镁浸出离子型稀土矿浸出动力学研究
    6.1 硫酸镁浸出离子型稀土矿的浸出化学反应
    6.2 硫酸镁浸出离子型稀土矿的动力学模型
    6.3 温度对离子型稀土矿浸出的影响
    6.4 动力学模型的确定
    6.5 稀土浸出表观活化能
    6.6 硫酸镁浓度对稀土浸出动力学的影响
    6.7 搅拌强度对稀土浸出动力学的影响
    6.8 宏观动力学方程
    6.9 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3758034