离子型稀土矿山氨氮污染及其治理研究进展

离子型稀土矿山氨氮污染治理是矿山环境保护的重要组成部分。本文对离子型稀土矿山氨氮污染及其治理现状进行了综述,总结了氨氮对土壤、水体的危害,赋存形式及其去除方法。根据氨氮在土壤及水体的赋存形式,对已经开采的离子型稀土矿山,采取土壤淋洗技术去除氨氮;对正在开采的离子型稀土矿山,重点论述了注液工程与收液工程的优化,无铵化浸矿以及矿山智能监控系统。

氨氮在高岭土上的吸附解吸规律研究

治理离子吸附型稀土矿山氨氮污染的首要任务是探清其在矿区土壤中的吸附解吸规律。以化学纯高岭土为吸附剂,硫酸铵为吸附质,研究pH在3、4、5、6条件下氨氮在高岭土表面的等温吸附实验得出,pH越大,氨氮在高岭土表面的单位吸附量越高,其最大吸附量可达9μmol/g;连续提取氨氮解吸实验得到物理吸附态、离子交换吸附态及化学吸附态氨氮最大吸附量分别为0.85μmol/g、3.7μmol/g和3.4μmol/g。根据各吸附态氨氮在黏土矿物表面的吸附解吸规律,在此基础上研究推断,造成离子吸附型稀土矿山氨氮长期性污染的主要氮源是离子交换态氨氮,在原地浸矿结束注完顶水后,再注入高岭土悬浊液,使残留在矿体中的离子交换态氨氮转化成化学吸附态氨氮,则可以很好地治理尾矿山氨氮污染。

磨矿对离子相稀土浸出量的影响规律及成因分析

用硫酸铵溶液对不同研磨程度的稀土矿样进行化学溶浸,按离子相稀土含量测试的行业标准(XB/T619-2015),测试得到的离子相稀土质量存在较大差异。为分析其成因,揭示其变化规律,控制了矿土研磨时间,得到不同平均粒径的稀土矿样,发现同一矿土,研磨时间越长,矿样平均粒径越小,离子相稀土测试品位降低。研究磨矿产生的新增比表面积和单位矿土吸附量的关系,分析得出新增比表面积与单位矿土吸附量成线性关系,证实稀土离子在矿土表面是单分子层吸附。磨矿新增的表面对稀土离子产生专性吸附作用,使得化学溶浸出的离子相稀土减少,测试得到的稀土离子实际上是可交换性吸附态稀土离子。最后,提出了离子相稀土品位测试的优化方案。

离子型稀土尾矿除铵效果对比

离子型稀土尾矿存在氨氮残留污染问题,分析尾矿中氨氮的赋存形式能更有效地处理尾矿中的氨氮。通过室内柱浸实验、浸泡除铵实验和淋洗除铵实验,分析稀土尾矿中氨氮残留的赋存形式,并根据色层塔板理论计算和比较2种除铵方式下的除铵效率。结果表明,尾矿中氨氮残留赋存形式包括离子交换态氨氮、不可流动溶液残留氨氮、物理吸附氨氮和化学吸附氨氮。其中主要以化学吸附氨氮为主,占尾矿氨氮残留量的30.47%～40.73%;物理吸附氨氮含量最少,占尾矿氨氮残留量的4.86%～5.34%。3种硫酸铵单耗下淋洗方式的单位体积清水除铵效率为53.84%、54.05%和75.77%;浸泡方式的单位体积清水除铵效率为14.4%、20.66%和23.10%;淋洗方式效率相比浸泡方式更有效。在处理尾矿氨氮中使用淋洗方式能有效地解决尾矿残留氨氮污染。