离子型稀土浸出过程杂质形成与去除研究进展

离子型稀土矿是重要的中重稀土的来源。在原地浸矿过程中,铝、铁等杂质离子的存在显著影响后续稀土萃取分离效果。因此,开展离子型稀土原地浸矿过程中杂质组分相关研究具有重要的理论及实践意义。首先介绍了国内外关于离子型稀土浸出过程中杂质组分形成机制方面的研究现状,并总结了杂质组分对后续工艺和产品质量的影响。依据杂质组分形成机制分别介绍了浸矿过程除杂和母液除杂方面的研究进展,重点阐述了不同除杂方法的理论基础和优缺点。根据现有研究基础和国家政策提出未来离子型稀土矿除杂应注重工艺的无害化和高效化,重点开展杂质组分形成机制基础研究,以此为依据开发绿色高效的离子型稀土浸矿药剂。

微波辅助氢氧化钠浸出废SCR催化剂中的钨和钒

针对某SCR脱硝催化剂中W和V的高效浸出,研究了采用微波辅助氢氧化钠浸出废SCR催化剂中的W和V。结果表明:在微波功率600 W、反应时间1 h、反应温度60℃、氢氧化钠浓度40%、液固体积质量比7.5/1条件下,SCR脱硝催化剂中的W、V浸出率分别可达89.96%、96.32%;碱浸渣经4 mol/L HCl溶液浸出1 h后,可得到纯度为98.76%的TiO_(2);与传统水浴加热方式相比,微波加热浸出方式不仅可以提高SCR脱硝催化剂对钨和钒的浸出率,同时还可大大缩短试验反应时间,为SCR脱硝催化剂中W和V的绿色有效浸出提供技术支持。

钨尾矿机械-化学活化及其与水泥水化反应机理

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿大规模资源化利用的重要途径。本工作研究了机械-化学活化对钨尾矿颗粒粒径和比表面积的影响,探究了不同活化方式、活化剂种类对钨尾矿制备胶砂试块机械强度的影响,通过XRD、SEM、IR对水化产物的物相及微观结构进行表征。结果表明,机械-化学活化能有效降低颗粒平均粒径并增加胶砂试块的活性指数,活化效果最佳的是三元复合活化剂,其次是二元复合活化剂,效果较弱的是单一活化剂。采用H1、C1和G1三元复合活化剂活化钨尾矿后,直径小于10μm的钨尾矿颗粒达到了70.07%,制备的胶砂试块活性指数达88.11%。机械-化学活化的本质是通过破坏矿物表面结构,增加其表面无序物质和振动能,使得水化产物中生成大量六方板状Ca(OH)2,最终形成大颗粒的C-S-H凝胶和钙矾石。

La(NO_3)_3和Pr(NO_3)_3对高岭石脱羟基动力学的影响

采用热重和微商热重(TG/DTA)综合热分析技术在不同升温速率下研究了掺入La(NO3)3和Pr(NO3)3的高岭石的热分解过程,利用Coats-Redfern积分法和Achar微分法对热分析实验数据进行动力学计算,得到了高岭石脱羟基反应过程中的控制机理函数、活化能和指前因子等动力学参数;分析了2种稀土掺入对高岭石脱羟基过程动力学参数的影响,并用Ozawa法对活化能进行了验证.结果表明,未掺稀土和掺入Pr(NO3)3的高岭石的脱羟基反应过程均受化学反应模型F3控制,反应的活化能分别为307.94和282.86k J/mol,指前因子ln A的值分别为47.8980和44.1718;掺入La(NO3)3的高岭石脱羟基反应过程控制机理函数发生改变,受化学反应模型F2控制,反应活化能为196.02 k J/mol,指前因子ln A的值为29.5551.与未掺稀土的高岭石对比,掺入Pr(NO3)3后活化能和指前因子略有降低;而掺入La(NO3)3后则显著降低,分别降低了36.34%和38.30%.采用Ozawa法验证得到的活化能与Coats-Redfern积分法和Achar微分法结果一致.

YCl_3对高岭石热分解动力学的影响

稀土钇以氯化物的形式加入到高岭石中,用综合热分析仪研究YCl_3对高岭石热分解过程的影响。采用Coats-Redfern积分法和Achar微分法以及选用32种机理对热分析实验数据进行拟合,获得了加入YCl_3的高岭石的热分解反应动力学机理、加入YCl_3的高岭石的热分解活化能及指前因子。结果表明:YCl_3的加入使高岭石热分解反应提前和热分解程度增大;加入YCl_3的高岭石的热分解机理符合第31号机理,其积分函数形式为(1-α)-1/2-1,微分函数形式为2(1-α)3/2,两种方法计算加入YCl_3的高岭石的热分解反应的平均活化能为277.729kJ/mol,指前因子的自然对数值为43.42;加入YCl3使高岭石的热分解活化能降低了9.81%,YCl3的加入有助于高岭石热分解反应的发生。

木质纤维对粉煤灰-偏高岭土基矿物聚合材料的增韧性研究

将木质纤维加入矿物聚合材料中,提高矿物聚合材料的韧性.对木质纤维的加入方式进行探讨,分别用粉煤灰、偏高岭土对木质纤维进行预处理,将未预处理及预处理的木质纤维按不同的量加入到矿物聚合材料中,研究木质纤维对粉煤灰-偏高岭土基聚合材料的增韧效果.结果表明:将木质纤维与碱激发剂混合后加入合成矿物聚合材料的方式对增韧效果最好;预处理后的木质纤维被粉煤灰、偏高岭土紧密包裹和支护;未预处理的木质纤维和预处理的木质纤维在加入量为0.5%时,发挥增韧的作用最佳,其中以粉煤灰预处理的木质纤维增韧作用最大;随着未预处理和预处理的木质纤维加入量的增加,矿物聚合材料的韧性减小.

La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温相变动力学的影响

利用综合热分析技术、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)研究了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温条件下转变成莫来石过程的作用,并采用Kissinger方程、Ozawa方程以及JMA修正方程(Ⅰ)和(Ⅱ)分析了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温相变动力学的影响。结果表明:3种稀土氧化物的掺入对高岭石的相变动力学参数产生了影响,相变活化能和频率因子与未掺入稀土氧化物的高岭石相比有所降低,析晶方式则未发生变化,均属于体积晶化。对比掺入3种稀土氧化物的高岭石相变活化能和频率因子可以看出,Y_2O_3对于高岭石高温条件下相变的促进作用最为明显,相变活化能最低。稀土氧化物对于高岭石高温相变产物影响不大,主晶相为莫来石相,次晶相为方石英相,但稀土氧化物的掺入使得方石英相的结晶度明显提高。

Effect of Er2O3 and Pr6O11 on non-isothermal kinetics of mullite formation from kaolinite

The non-isothermal kinetics of mullite formation from both non-mixed and mixed with different rare earth oxides（Pr6O11 and Er2O3） kaolinite were studied by comprehensive thermal analysis technologies and X-ray diffraction（XRD）. Meanwhile, Kissinger equation, Ozawa equation and JMA modified equation（I） and（II） were employed for analysis of the effects of Pr6O11 and Er2O3 on the kinetics of kaolinite in phase transformation at high temperatures. The results showed that the addition of two kinds of rare earth oxides influenced the crystallization kinetic parameters of kaolinite. Crystallization activation energies and frequency factors of the kaolinite mixed with Pr6O11 were obviously decreased compared with the kaolinite with none, but the kaolinite mixed with Er2O3 weakly decreased. Crystallization behaviors were not changed, belonging to volume crystallization. Mullite formation from kaolinite was suppressed while generation of cristobalite was promoted by Pr6O11, and effect of Er2O3 on mullite formation from kaolinite under high temperature was not evident.