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作者:冯凯;程福祥;吴声;廖春生;严纯华;
单位:中稀(北京)稀土研究院有限公司;北京大学化学与分子工程学院,稀土材料化学及应用国家重点实验室,北京分子科学中心;
摘要:风化壳淋积型稀土矿中以离子态形式吸附在矿土颗粒表面的稀土可通过电解质溶液浸取的方式开采,其中的离子交换反应机制是工艺开发和优化设计以及浸取过程仿真模拟的基础。尽管(NH_4)_2SO_4作为浸矿剂具有浸取效率高、浸矿液后处理工艺简单等优势,但无法规避的氨氮污染问题促使近年MgSO_4作为浸矿剂逐渐在风化壳淋积型稀土矿开采工业生产中得到广泛应用。为探究硫酸铵和硫酸镁浸取过程的离子交换机制,通过柱浸实验对比研究了使用两种浸矿剂时浸矿液中离子的穿透行为,并采用多级逆流浸取实验和反浸取实验分别研究了硫酸镁和硫酸铵浸取过程中的离子交换反应化学计量关系。结果显示,以(NH_4)_2SO_4作为浸矿剂时,浸矿剂NH_4~+通常在RE~(3+)浓度接近峰值时才开始穿透,而以MgSO_4作为浸矿剂时,浸矿剂Mg~(2+)与RE~(3+)和Al~(3+)几乎同时穿透;NH_4~+与RE~(3+)和Al~(3+)间的离子交换化学计量比分别为3∶1和2∶1, Mg~(2+)与RE~(3+), Ca~(2+)和Al~(3+)间的离子交换化学计量比分别为1.5∶1, 1∶1和1.25∶1。
关键词:风化壳淋积型稀土矿;;多级逆流浸取;;反浸取;;(NH_4)_2SO_4;;MgSO_4
基金资助:国家自然科学基金资助项目(92262301)资助