目前工業(yè)上普遍采用原地浸礦工藝開采離子型稀土礦,浸礦劑為硫酸銨。但在開采過程中硫酸銨消耗過量,氨氮污染嚴重。為了實現(xiàn)離子型稀土礦的高效、綠色開采,本文研究了硫酸銨的浸礦過程,優(yōu)化了硫酸銨浸礦工藝;并對硫酸鎂浸礦工藝及其動力學進行了研究。論文通過柱浸模擬硫酸銨原地浸礦過程,著重考察了浸出液中RE3+、NH4+、SO42-、Si O32-、Al3+、Fe3+以及浸出液p H之間的相互關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),浸出過程各離子浸出的先后順序是:Si O32->RE3+>Al3+,雜質(zhì)離子浸出量的大小順序是:Al3+>Si O32->Fe3+;p H的降低有利于稀土的浸出;根據(jù)浸出液中RE3+和NH4+的關(guān)系,可以將稀土浸出過程分為吸銨區(qū)、銨交換區(qū)、銨過量區(qū)。硫酸銨浸礦工藝優(yōu)化研究表明,用2%(NH4)2SO4浸出離子型稀土礦,浸出液稀土濃度、峰值稀土濃度和稀土浸出率都高但硫酸銨耗量更低,所以采用2%的(NH4)2SO4浸礦濃度即可使浸礦效果達到最優(yōu);稀土礦對稀土有很強的吸附能力,每公斤稀土礦最高能吸附5.1632g稀土;無礦層對稀土母液有很強的吸附能力,導致稀土無法完全浸出,且隨...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 離子型稀土礦概述
    1.2 離子型稀土礦的浸出機理
    1.3 離子型稀土礦浸礦工藝
        1.3.1 氯化鈉及其浸礦工藝
        1.3.2 硫酸銨及其浸礦工藝
    1.4 離子型稀土礦山綠色開采技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向
        1.4.1 離子型稀土礦綠色開采研究現(xiàn)狀
        1.4.2 離子型稀土礦綠色開采發(fā)展方向
    1.5 硫酸鎂用于浸出離子型稀土礦論述
        1.5.1 硫酸鎂浸礦的意義
        1.5.2 硫酸鎂用于浸礦對環(huán)境的影響
    1.6 研究的意義
    1.7 研究內(nèi)容
第二章 實驗原料、設備及方法
    2.1 實驗原料及試劑
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗試劑
    2.2 實驗儀器及設備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 硫酸銨浸礦過程規(guī)律研究實驗方法
        2.3.2 浸礦工藝優(yōu)化研究實驗方法
        2.3.3 硫酸鎂浸礦動力學研究實驗方法
    2.4 分析化驗
第三章 硫酸銨浸礦過程規(guī)律研究
    3.1 硫酸銨浸礦過程各物質(zhì)的物料平衡及流出規(guī)律
        3.1.1 水的平衡
        3.1.2 稀土的平衡及浸出規(guī)律
        3.1.3 硫酸根的平衡及流出規(guī)律
        3.1.4 銨根的平衡及流出規(guī)律
    3.2 硫酸銨浸礦過程中稀土與浸礦劑中各離子的流出關(guān)系
        3.2.1 稀土與銨根離子的浸出關(guān)系
        3.2.2 稀土與硫酸根離子的浸出關(guān)系
        3.2.3 硫酸根離子與銨根離子的流出關(guān)系
    3.3 稀土礦的流出曲線分區(qū)
    3.4 硫酸銨浸礦過程中雜質(zhì)離子浸出規(guī)律
        3.4.1 稀土與鋁離子的浸出規(guī)律
        3.4.2 稀土及雜質(zhì)離子的浸出順序
    3.5 浸出液pH的變化規(guī)律
        3.5.1 浸出液pH值與稀土浸出的關(guān)系
        3.5.2 浸出液pH值與Fe3+浸出的關(guān)系
        3.5.3 浸出液pH值與Al3+浸出的關(guān)系
        3.5.4 浸出液pH值與硅酸根離子浸出的關(guān)系
    3.6 本章小結(jié)
第四章 硫酸銨浸礦工藝優(yōu)化
    4.1 稀土品位對硫酸銨浸礦過程的影響及其工藝優(yōu)化
        4.1.1 低品位礦的工藝優(yōu)化
        4.1.2 中品位礦的工藝優(yōu)化
        4.1.3 高品位礦的工藝優(yōu)化
        4.1.4 硫酸銨浸出不同品位稀土礦的結(jié)果比較
    4.2 礦層厚度分布對浸礦過程的影響及其工藝優(yōu)化
        4.2.1 有/無礦層厚度為 1:1 的礦層分布的工藝優(yōu)化
        4.2.2 有/無礦層厚度為 1:2 的礦層分布的工藝優(yōu)化
        4.2.3 有/無礦層厚度為 1:3 的礦層分布的工藝優(yōu)化
        4.2.4 硫酸銨浸出不同礦層厚度分布的結(jié)果比較
    4.3 硫酸銨質(zhì)量分數(shù)變化對浸礦過程的影響及其工藝優(yōu)化
        4.3.11%(NH4)2SO4浸礦過程優(yōu)化
        4.3.23%(NH4)2SO4浸礦過程優(yōu)化
        4.3.3 不同質(zhì)量分數(shù)硫酸銨下稀土浸出結(jié)果比較
    4.4 稀土礦吸附-解析實驗
        4.4.1 稀土礦再吸附稀土實驗
        4.4.2 無礦層再解析稀土試驗
    4.5 本章小結(jié)
第五章 硫酸鎂浸礦工藝優(yōu)化
    5.1 稀土品位對硫酸鎂浸礦過程的影響及其工藝優(yōu)化
        5.1.1 低品位礦的工藝優(yōu)化
        5.1.2 中品位礦的工藝優(yōu)化
        5.1.3 高品位礦的工藝優(yōu)化
        5.1.4 硫酸鎂浸出不同品位稀土礦的結(jié)果比較
    5.2 礦層厚度對于硫酸鎂用于稀土浸出的影響及其優(yōu)化
        5.2.1 有/無礦層厚度為 1:1 的礦層分布的工藝優(yōu)化
        5.2.2 有/無礦層厚度為 1:2 的礦層分布的工藝優(yōu)化
        5.2.3 有/無礦層厚度為 1:3 的礦層分布的工藝優(yōu)化
        5.2.4 硫酸鎂浸出不同礦層厚度分布的結(jié)果比較
    5.3 硫酸鎂質(zhì)量分數(shù)對浸礦過程的影響及其工藝優(yōu)化
        5.3.1 1% MgSO4浸礦過程優(yōu)化
        5.3.2 3% MgSO4浸礦過程優(yōu)化
        5.3.3 不同質(zhì)量分數(shù)硫酸鎂下稀土浸出比較
    5.4 硫酸銨與硫酸鎂柱浸對比
        5.4.1 單一稀土礦浸礦對比
        5.4.2 不同礦層厚度分布下兩種浸礦劑的浸出對比
        5.4.3 不同質(zhì)量分數(shù)下兩種浸礦劑浸礦結(jié)果對比
    5.5 本章小結(jié)
第六章硫酸鎂浸出離子型稀土礦浸出動力學研究
    6.1 硫酸鎂浸出離子型稀土礦的浸出化學反應
    6.2 硫酸鎂浸出離子型稀土礦的動力學模型
    6.3 溫度對離子型稀土礦浸出的影響
    6.4 動力學模型的確定
    6.5 稀土浸出表觀活化能
    6.6 硫酸鎂濃度對稀土浸出動力學的影響
    6.7 攪拌強度對稀土浸出動力學的影響
    6.8 宏觀動力學方程
    6.9 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3758034