风化壳淋积型稀土矿多级逆流浸取实验研究

作者：冯凯; 程福祥; 吴声; 廖春生; 严纯华

来源：中国稀土学报, 2022, 1-12.

• 风化壳淋积型稀土矿
• 多级逆流浸取
• 离子交换
• 硫酸铵
• 净吸附

风化壳淋积型稀土矿的开采主要通过浸矿剂离子与吸附在黏土矿物表面的稀土离子发生离子交换浸出反应实现。以(NH_(4))_(2)SO_(4)为浸矿剂，采用多级逆流浸取的方式研究了风化壳淋积型稀土矿的浸矿过程，通过在逐级浸取过程中浸出液组分的变化分析了矿土中稀土离子（RE~(3+)）和主要杂质铝离子（Al~(3+)）的浸出行为，并基于浸矿剂的消耗规律探讨了浸矿剂离子与RE~(3+)和Al~(3+)的离子交换反应机制以及原矿土的净吸附量。结果表明，在浸矿液逐级浸取新鲜矿土的过程中，浸出液中的RE~(3+)和Al~(3+)浓度逐渐增加，铵根离子（NH_(4)~(+)）逐渐消耗，交换进入浸出液中的RE~(3+)和Al~(3+)逐级减少；同时，浸出液中的硫酸根离子（SO_(4)~(2-)）逐级损耗，说明新鲜矿土除因发生离子交换反应消耗NH_(4)~(+)外，还存在对浸矿剂的净吸附，经计算，本实验原矿土中吸附稀土、吸附铝及净吸附的位点之比约为20 : 41 : 39。在两轮逆流浸取实验中，Al~(3+)在浸出液中的浸出规律始终与RE~(3+)类似，未表现出与浸出液pH变化（由4.5降低至4.0）的相关性。另外，分析显示，在浸矿反应的pH条件下，RE~(3+)为稀土的主要存在形态，而Al~(3+)、AlOH~(2+)、Al(OH)_(2)~(+)为铝的主要存在形态，结合物料关系推知NH_(4)~(+)与稀土发生离子交换反应的化学计量比应接近或等于3 : 1，而NH_(4)~(+)与铝发生离子交换反应的化学计量比约为1.8 : 1。

• 单位
  北京大学; 稀土材料化学及应用国家重点实验室