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摘要
离子型稀土矿浸矿过程以可逆的离子交换为主，定量描述该离子交换过程需要采用化学平衡常数，化学平衡常数受离子浓度影响，因此探究离子浓度的影响对揭示浸矿机理十分重要。本文通过不同浓度硫酸铵与稀土的离子交换实验，分析离子交换反应化学平衡常数(Kerr模型)随离子浓度的变化规律，并且定量刻画化学平衡常数随硫酸铵浓度的变化关系。结果发现：随着浓度的变化，离子交换可以分为三个阶段：1)当硫酸铵浓度低于5 mmol/L时，铵根离子以物理吸附为主，化学平衡常数随硫酸铵浓度增加而缓慢减小；2)当硫酸铵浓度在5-60 mmol/L时，矿土表面的物理吸附态铵达到饱和，铵根离子以离子交换为主，化学平衡常数随硫酸铵浓度增加而线性减小；3)当硫酸铵浓度超过60 mmol /L 时，吸附剂表面的稀土离子吸附位被饱和，铵根离子交换达到其最大值，化学平衡常数随硫酸铵浓度增加而负指数减小。并且分别用KRE=aCNH4++b、KRE=dCNH4+-3公式定量刻画化学平衡常数在第Ⅱ、Ⅲ阶段的变化规律，发现计算值与试验值的相关系数均达到0.99以上，且最大相对误差为8.68%，说明该公式可以定量描述浸矿过程各物理量间的关系，揭示了浸矿机理，为生产现场浸矿剂用量确定提供理论支持。
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