不同风化程度离子型稀土矿赋存特征及浸出规律研究

发布时间：2017-09-11 18:08

  本文关键词：不同风化程度离子型稀土矿赋存特征及浸出规律研究

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【摘要】：为提高综合利用率,人们对南方各区域,不同风化壳矿体的离子型稀土矿展开了大量的研究,揭示了各地区的稀土迁移规律及浸出特点,但以同一矿体不同风化程度的剖面层为对象展开的研究较少。浸出工艺方面,也多仅以风化程度好,品位高的全风化层稀土为研究对象,而对单层稀土矿的浸出试验并不能全面的反应该风化壳矿体的浸出规律,尤其是不能很好反映原地浸出工艺的浸出规律。本研究提出了新的研究角度,丰富了浸出工艺研究内容,更好地指导原地浸出工艺实践,同时还对今后半风化层稀土矿的开发利用提供参考。本文首先对同一风化壳矿体的全风化层、半风化层、微风化层稀土进行划分,并通过ICP-MS、粒度分析、XRD、FTIR、连续分级提取各相态稀土的方法对各层稀土赋存特征,配分形式及迁移规律展开研究。其次,对工业价值相对高的全风化层,半风化层稀土进行浸出试验,对比分析浸取剂pH值、浓度、流速、液固比对稀土离子及杂质铝浸出的影响。最后,对半风化层稀土进行浸出动力学验证试验。结果表明:半风化层、微风化层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各粒级;不同层稀土各相态配分结果进一步验证了稀土配分四大效应,且证明了铈亏损是因为铈氧化形成了胶态相与矿物相;对比两层稀土浸出情况可知,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。半风化层稀土最佳工艺条件:浸取剂pH=4、浓度4%、液固比1:1、流速4m L/min,可得浸取率86%、稀土浓度0.18g/L、铝离子浓度0.017g/L。半风化层稀土矿浸出动力学结果表明,在静态浸出过程,当浸取剂浓度大于1.5%时,动力学控制步骤为内扩散控制。在动态浸出过程,当浸取剂浓度小于3%时,动力学控制步骤为混合控制,当浸取剂浓度大于3%,动力学控制为内扩散控制。
【关键词】：风化程度 稀土配分 赋存特征 浸出 动力学
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD955
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 稀土资源概况10-11
• 1.1.1 稀土的应用10
• 1.1.2 世界稀土资源概况10-11
• 1.1.3 我国稀土资源概况11
• 1.2 离子型稀土矿特征概述11-14
• 1.2.1 稀土分布迁移规律研究11-13
• 1.2.2 稀土元素配分研究13-14
• 1.3 离子型稀土矿赋存特征14-17
• 1.3.1 稀土矿的矿石性质14-15
• 1.3.2 稀土赋存状态研究15-16
• 1.3.3 铝的赋存状态研究16-17
• 1.4 离子型稀土矿的浸出17-19
• 1.4.1 浸出工艺的发展17-18
• 1.4.2 浸出机理的研究进展18-19
• 1.5 论文研究的目的、意义及内容19-21
• 1.5.1 论文研究的目的、意义19-20
• 1.5.2 论文研究的内容20-21
• 第二章 试验原料与研究方法21-30
• 2.1 本试验矿样21-22
• 2.2 试验药剂与试验设备22-24
• 2.2.1 试验药剂22-23
• 2.2.2 试验设备与试验装置23-24
• 2.3 试验研究方法24-25
• 2.3.1 稀土连续分级提取方法24
• 2.3.2 稀土矿矿石物相分析方法24
• 2.3.3 稀土矿浸出试验24-25
• 2.4 分析测试方法25-30
• 2.4.1 离子型稀土矿各相态稀土含量分析方法25
• 2.4.2 稀土原矿碱熔法25-26
• 2.4.3 比色法测定稀土总量26
• 2.4.4 EDTA滴定法测定稀土含量26-27
• 2.4.5 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测稀土中Al~(3+)27-28
• 2.4.6 EDTA反滴定法测稀土溶液中Al~(3+)28
• 2.4.7 甲醛法测硫酸铵浓度28-30
• 第三章 离子型稀土矿赋存特征及配分研究30-45
• 3.1 离子型稀土矿赋存特征研究30-37
• 3.1.1 稀土矿化学成分组成30
• 3.1.2 全相稀土配分分析30-32
• 3.1.3 稀土矿尾矿含水率32
• 3.1.4 稀土矿物相分析32-35
• 3.1.5 稀土矿原矿筛分分析35-36
• 3.1.6 稀土各相态分析36-37
• 3.2 稀土元素配分分析37-44
• 3.2.1 稀土配分随深度变化规律38-39
• 3.2.2 稀土全相配分与离子相配分关系39-42
• 3.2.3 稀土矿各相态稀土配分分析42-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第四章 离子型稀土矿浸出试验45-60
• 4.1 浸取剂pH值对稀土矿浸出行为的影响45-47
• 4.1.1 稀土矿矿石缓冲性45
• 4.1.2 pH值对稀土浸取率的影响45-46
• 4.1.3 pH值对铝离子浸出的影响46-47
• 4.2 浓度对稀土矿浸出行为的影响47-51
• 4.2.1 浓度对稀土矿浸取率的影响47-48
• 4.2.2 浓度对铝离子浸出的影响48-50
• 4.2.3 浸出稀土过程中硫酸铵浓度的变化50-51
• 4.3 液固比对稀土矿浸出行为的影响51-53
• 4.3.1 液固比对稀土矿浸取率的影响51-52
• 4.3.2 尾液水液固比对稀土矿浸取率的影响52-53
• 4.4 流速对稀土矿浸出行为的影响53-55
• 4.4.1 流速对稀土矿浸取率的影响54
• 4.4.2 流速对铝离子浸出的影响54-55
• 4.5 混合稀土矿浸出条件试验55-57
• 4.6 浸取剂浸出循环试验57-59
• 4.7 本章小结59-60
• 第五章 离子型稀土矿浸出动力学60-65
• 5.1 稀土矿动态浸出动力学试验61-63
• 5.2 稀土矿静态浸出动力学试验63-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 结论65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间的研究成果71-72

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本文编号：832261