【摘要】：磷礦中蘊(yùn)含著豐富的稀土資源,在實(shí)際濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中,稀土浸出率較低,且其提取效果并不理想。而稀土對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,磷礦中伴生稀土的綜合回收顯得尤為重要。因此,本文研究了含稀土的貴州織金磷礦石的礦物學(xué)特征及硫磷混酸酸解過(guò)程中硫酸鈣結(jié)晶對(duì)稀土浸出的影響,并分析磷石膏中稀土的存在形式及采用乳狀液膜分離技術(shù)提取實(shí)際磷礦酸解液中的稀土,為我國(guó)含稀土磷礦的綜合回收提供理論依據(jù)。對(duì)織金磷礦進(jìn)行礦物組成和化學(xué)組成成分分析。結(jié)果表明,磷礦石礦物組成以白云石、石英、氟磷灰石和方解石為主,還存在微量的黃鐵礦、粘土礦物和重晶石。礦石屬于中低品位磷礦,P_2O_5含量為19.45%,稀土含量為0.678mg/g,以Y、La、Ce和Nd為主。采用硫磷混酸體系對(duì)含稀土的織金磷礦進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,在晶種質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%(與磷礦的質(zhì)量比,下同),硫酸過(guò)量系數(shù)為1.10,磷酸體積分?jǐn)?shù)為20%,溫度為75℃,液固比為4:1,聚乙二醇4000質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的工藝條件下,硫酸鈣晶體的平均粒徑為6.72μm,長(zhǎng)徑比為5.9,稀土浸出率為55%。一般情況下,晶體平均粒徑愈大,長(zhǎng)徑比愈大,則稀土浸出率愈高;晶體平均粒徑愈小,長(zhǎng)徑比愈小,則稀土浸出率愈低。采用鹽酸對(duì)磷石膏進(jìn)行循環(huán)洗滌實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,在鹽酸濃度為1mol/L,液固比為10:1(鹽酸:磷礦),洗滌次數(shù)為6次的條件下,稀土浸出率可達(dá)20.7%,磷石膏中稀土離子以共晶和吸附的形式存在。針對(duì)目前乳狀液膜法中流動(dòng)載體不能在高酸度的環(huán)境下高效提取稀土,因此對(duì)選用的萃取劑P204進(jìn)行改性并作為流動(dòng)載體,對(duì)具有強(qiáng)酸性的實(shí)際磷礦酸解液(pH為-0.3)中稀土進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,在流動(dòng)載體P_20_4-A濃度為12%(體積分?jǐn)?shù),下同),表面活性劑T154濃度為8%,膜溶劑磺化煤油濃度為80%,內(nèi)水相HCl濃度為8mol/L,油內(nèi)比R_(oi)為1:1,制乳時(shí)間為20min,制乳攪拌速度為3000r/min,乳水比R_(ew)為1:10,提取時(shí)間為20min的工藝條件下,稀土提取率可達(dá)78.46%。對(duì)最佳工藝條件得到的乳狀液,分別采用物理破乳法(加熱、離心、超聲波)、化學(xué)破乳法和加熱-離心聯(lián)合破乳法進(jìn)行破乳。結(jié)果表明:最佳的破乳方式為加熱-離心聯(lián)合破乳法,在加熱溫度為90℃,加熱時(shí)間為120min,離心轉(zhuǎn)速為16000r/min,離心時(shí)間為30min的條件下,其破乳率可達(dá)64%。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TF845
【圖文】：

圖 2-1 研究技術(shù)路線Fig.2-1 Technology route of research2.5 實(shí)驗(yàn)方法2.5.1 鹽酸分解磷礦過(guò)程中浸出液的制備將織金磷礦石磨碎制粉，過(guò) 100 目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩，烘干冷卻至室溫后，每 100g礦粉采用 200mL37.5%的濃鹽酸在 50℃溶解，恒溫?cái)嚢?3h 后反應(yīng)完全，溶液沉降 2 天后過(guò)濾，即制得含稀土離子的磷礦高酸度浸出液。用于測(cè)定磷礦中各稀土元素的含量及分布。2.5.2 硫酸分解磷礦過(guò)程中浸出液及磷石膏的制備在燒瓶中加入一定量經(jīng)研磨過(guò)篩后的礦粉和蒸餾水，在恒溫水浴鍋中以一定轉(zhuǎn)速下攪拌，待達(dá)到所需溫度后，加入一定量的磷酸，反應(yīng) 2.5h 后，加入適量硫酸、硫酸鈣晶種和表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng) 0.5h 后過(guò)濾，浸出液經(jīng)稀釋、定容

(a)石英；(b)重金(d)氟磷灰石；(e)白云圖 3-3 磷礦礦物組成背散Fig.3-3 SEM and energy spectrum ana3.1.3 磷礦石的化學(xué)組分分析采用化學(xué)分析法測(cè)定了礦樣的主要所用礦石中 P2O5含量為 19.45%，屬于中硅的含量較高，分別為 41.72%和 19.55即約占磷礦總量的 0.07%。表 3-2 織金磷礦Table 3-2 Chemical compositioP2O5CaO MgO Fe2O319.45 41.72 9.15 1.78 3.1.4 磷礦石中稀土元素分析采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-M

15% 6.72 5.9 5520% 5.54 4.5 38如圖3-4(a)所示，未添加晶種時(shí)，得到的硫酸鈣晶體平均粒度較小，細(xì)粒較多；而添加晶種后，硫酸鈣晶體平均粒度增大，粗粒相對(duì)增多，形成粗大的片狀結(jié)晶，如圖3-4(c)。由表3-4可知，當(dāng)晶種質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時(shí)，晶體平均粒徑最大為6.72μm，長(zhǎng)徑比為5.9，稀土浸出率最高為55%。這是由于添加晶種后

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本文編號(hào)：2801404