包头混合稀土矿钙化转型高效提取稀土的研究
发布时间：2021-10-19 03:30
稀土是我国的特色资源,我国稀土资源具有储量大、品种全、品位高等优点。随着稀土及其合金在军事、能源、信息、生物等多领域的应用,稀土元素的高效提取方法越来越受到各界广泛的关注。包头稀土混合矿是具有重要工业价值的稀土矿物,工业上主要采用传统的浓硫酸焙烧分解法和氢氧化钠碱分解法提取稀土,但由于在生产过程含氟和硫的废气难以回收以及大量的废水难以处理,对环境造成污染,而发生受到严重的限制。本文针对该类矿物的特点以及传统生产方法存在的问题,提出了采用“钙化转型-酸浸”的全湿法生产新思路,采用均相反应器对钙化过程进行机械强化,实现钙化固氟及包头混合矿中有价稀土元素的高效、清洁提取。本文通过对包头稀土混合矿的机械化学钙化转型的研究,得出以下结论:（1）根据本实验所用混合稀土精矿的粒径以及均相反应器中钢球的运动理论分析,计算得到最佳配球个数比为:4mm:5mm:6mm:1 Omm:12mm=2:3:4:3:2。（2）由于稀土精矿为多种稀土元素的混合矿,其热力学数据难以详细的计算,因此,本文以铈元素为代表采用25℃条件下矿中部分组分的热力学溶解平衡常数对钙化转型进行了简单的热力学分析,画出Ce-F-CO32...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１世界稀土矿储量分布图??Ｆｉｇ?１．１?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｒｅｓｅｒｖｅｓ?ｏｆ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｏｒｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??
２．１．１包头混合型稀土精矿??实验用原料为包头的混合稀土精矿，稀土主要以氟碳酸盐（ｒｅｆｃｏ３）和磷酸盐??（ＲＥＰ０４）形式存在，将矿物研磨至２００目，矿物物相组成如图２．１和表２．１所示。??８０００????７０００?：?１－ＲＥＦＣ０３??２－?ＲＥＰ〇４??６０００?－??２?３－?ＣａＦ２??｜?５〇〇〇?．丨?４－Ｆｅ２〇３??｜?４０００?：?３??＾?３０００?－?＼?２?！??１００°：?ｊ?丨?ＩｔｉＵｄｊｉｊｉｉＬｊＪＪｉｌ??０????１?？?？?１?１?■?１?■—??０?２０?４０?６０?８０??２０（ｏ）??图２．１混合稀土精矿的ＸＲＤ分析??Ｆｉｇ．２．１?ＸＲＤ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｍｉｘｅｄ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ??表２．１混合稀土精矿的化学成分（质量百分比，ｗｔ％）??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｘｅｄ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｌｉ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ?（ｍａｓｓ
东北大学硕士论文?第２章实验研究方法??如图２．３所示为均相反应搅拌器的构造图。其技术参数如表２．３所示。??表２．３?ＤＧＬ－２００２型均相反应器主要技术参数??Ｔａｂｌｅ?２．３Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ＤＧＬ－２００２?ｔｙｐｅ?Ｎｏｎｌｉｏｍｏｐｈａｓｅ?ａｇｉｔａｔｅｄ?ｒｅａｃｔｏｒｓ??项目?容积?加热功率?＾５１?电机功率?工作温度??参数?０．２５Ｌ?２ｋＷ?０－２００ｒ／ｍｉｎ?０．３７ｋＷ?３００?°Ｃ??＾?ｊ?？；－，！＊＇．?＞?＇?：?？＇?＿??：ｍｉ??图２．２均相反应器??Ｆｉｇ．?２．２?Ｎｏｎｈｏｍｏｐｈａｓｅ?ａｇｉｔａｔｅｄ?ｒｅａｃｔｏｒｓ??（２）其他实验设备及检测仪器??包头稀土混合矿机械化学活化转型浸出过程中使用到的其他实验设备还包括：??ＰＷ３０４０／６０型Ｘ射线衍射仪，ＰｒｏｄｉｇｙＸＰ型全谱直读发射光谱仪，Ｏｐｔｉｚｅｎ２１２０ＵＶ型??紫外／可见光光度计，ＳＵ８０１０型扫描电镜、ＤＫ－１０ＤＳ型多温多控水浴锅，ＲＫ／２Ｍ－１００??型振动磨样机，ＺＫ－８２Ｂ型真空干燥箱，ＳＨＺ－Ｄ（ＩＩＩ）循环水式真空泵、电炉、ＪＡ２１０３型??电子天平和各种玻璃仪器（２５０ｍｌ抽滤瓶，各种规格的烧杯、量筒、锥型瓶、容量瓶）??等。??２．２．２试验流程??本实验分为以下几个步骤：??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢氧化钠分解氟碳铈矿的热力学分析[J]. 张文娟,李江涛,王小波. 中南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[2]世界稀土资源供需现状与中国产业政策研究[J]. 郑明贵,陈艳红. 有色金属科学与工程. 2012(04)
[3]中国稀土资源在全球地位的评估[J]. 刘国平,胡朋,邵胜军,张璨. 世界有色金属. 2011(12)
[4]稀土材料的应用及发展趋势[J]. 梁小蕊,江炎兰,周鸣宇,李慧. 化学工程师. 2011(05)
[5]国外稀土资源开发与利用现状[J]. 胡朋. 世界有色金属. 2009(09)
[6]稀土在钢中的应用[J]. 宋斌,金恒阁. 黑龙江冶金. 2009(02)
[7]稀土氧化物在陶瓷材料中应用的研究现状及发展前景[J]. 付鹏,徐志军,初瑞清,李伟,谢倩. 陶瓷. 2008(12)
[8]稀土在钢中的应用[J]. 张建,朱兆顺. 金属材料与冶金工程. 2008(05)
[9]稀土元素在陶瓷中的应用[J]. 唐志阳. 陶瓷. 2008(04)
[10]包头稀土矿清洁冶炼废水综合治理工艺概述[J]. 许延辉,郭文亮,马莹,徐海平,胡卫红,乔军. 稀土. 2008(02)
博士论文
[1]从包头混合型稀土精矿中回收稀土、磷、氟的研究[D]. 边雪.东北大学 2008
硕士论文
[1]浓NaOH溶液分解包头混合稀土矿的工艺研究[D]. 刘海蛟.内蒙古大学 2010
本文编号：3444068
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１世界稀土矿储量分布图??Ｆｉｇ?１．１?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｒｅｓｅｒｖｅｓ?ｏｆ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｏｒｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??
２．１．１包头混合型稀土精矿??实验用原料为包头的混合稀土精矿，稀土主要以氟碳酸盐（ｒｅｆｃｏ３）和磷酸盐??（ＲＥＰ０４）形式存在，将矿物研磨至２００目，矿物物相组成如图２．１和表２．１所示。??８０００????７０００?：?１－ＲＥＦＣ０３??２－?ＲＥＰ〇４??６０００?－??２?３－?ＣａＦ２??｜?５〇〇〇?．丨?４－Ｆｅ２〇３??｜?４０００?：?３??＾?３０００?－?＼?２?！??１００°：?ｊ?丨?ＩｔｉＵｄｊｉｊｉｉＬｊＪＪｉｌ??０????１?？?？?１?１?■?１?■—??０?２０?４０?６０?８０??２０（ｏ）??图２．１混合稀土精矿的ＸＲＤ分析??Ｆｉｇ．２．１?ＸＲＤ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｍｉｘｅｄ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ??表２．１混合稀土精矿的化学成分（质量百分比，ｗｔ％）??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｘｅｄ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｌｉ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ?（ｍａｓｓ
东北大学硕士论文?第２章实验研究方法??如图２．３所示为均相反应搅拌器的构造图。其技术参数如表２．３所示。??表２．３?ＤＧＬ－２００２型均相反应器主要技术参数??Ｔａｂｌｅ?２．３Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ＤＧＬ－２００２?ｔｙｐｅ?Ｎｏｎｌｉｏｍｏｐｈａｓｅ?ａｇｉｔａｔｅｄ?ｒｅａｃｔｏｒｓ??项目?容积?加热功率?＾５１?电机功率?工作温度??参数?０．２５Ｌ?２ｋＷ?０－２００ｒ／ｍｉｎ?０．３７ｋＷ?３００?°Ｃ??＾?ｊ?？；－，！＊＇．?＞?＇?：?？＇?＿??：ｍｉ??图２．２均相反应器??Ｆｉｇ．?２．２?Ｎｏｎｈｏｍｏｐｈａｓｅ?ａｇｉｔａｔｅｄ?ｒｅａｃｔｏｒｓ??（２）其他实验设备及检测仪器??包头稀土混合矿机械化学活化转型浸出过程中使用到的其他实验设备还包括：??ＰＷ３０４０／６０型Ｘ射线衍射仪，ＰｒｏｄｉｇｙＸＰ型全谱直读发射光谱仪，Ｏｐｔｉｚｅｎ２１２０ＵＶ型??紫外／可见光光度计，ＳＵ８０１０型扫描电镜、ＤＫ－１０ＤＳ型多温多控水浴锅，ＲＫ／２Ｍ－１００??型振动磨样机，ＺＫ－８２Ｂ型真空干燥箱，ＳＨＺ－Ｄ（ＩＩＩ）循环水式真空泵、电炉、ＪＡ２１０３型??电子天平和各种玻璃仪器（２５０ｍｌ抽滤瓶，各种规格的烧杯、量筒、锥型瓶、容量瓶）??等。??２．２．２试验流程??本实验分为以下几个步骤：??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢氧化钠分解氟碳铈矿的热力学分析[J]. 张文娟,李江涛,王小波. 中南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[2]世界稀土资源供需现状与中国产业政策研究[J]. 郑明贵,陈艳红. 有色金属科学与工程. 2012(04)
[3]中国稀土资源在全球地位的评估[J]. 刘国平,胡朋,邵胜军,张璨. 世界有色金属. 2011(12)
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[6]稀土在钢中的应用[J]. 宋斌,金恒阁. 黑龙江冶金. 2009(02)
[7]稀土氧化物在陶瓷材料中应用的研究现状及发展前景[J]. 付鹏,徐志军,初瑞清,李伟,谢倩. 陶瓷. 2008(12)
[8]稀土在钢中的应用[J]. 张建,朱兆顺. 金属材料与冶金工程. 2008(05)
[9]稀土元素在陶瓷中的应用[J]. 唐志阳. 陶瓷. 2008(04)
[10]包头稀土矿清洁冶炼废水综合治理工艺概述[J]. 许延辉,郭文亮,马莹,徐海平,胡卫红,乔军. 稀土. 2008(02)
博士论文
[1]从包头混合型稀土精矿中回收稀土、磷、氟的研究[D]. 边雪.东北大学 2008
硕士论文
[1]浓NaOH溶液分解包头混合稀土矿的工艺研究[D]. 刘海蛟.内蒙古大学 2010
本文编号：3444068
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