镁钙铵系浸取剂对离子吸附型稀土矿区土壤生态影响初探

离子吸附型稀土矿富含宝贵的中重稀土战略资源,工业开采过程产生的氨氮污染问题长期备受关注。分别以硫酸镁、氯化钙和硫酸铵柱浸模拟离子吸附型稀土矿浸取尾矿,以中黄13大豆为供试作物,开展了室外盆栽试验,探究其对离子吸附型稀土矿区土壤的生态影响。结果表明,与采用铵浸尾矿种植相比,采用镁浸或钙浸尾矿种植的豆苗株高相当或更高,叶片的叶绿素含量更高或相当,根系生长正常,主根明显,侧根茂盛,且地径明显更粗,这可能与镁、钙等能直接参与叶绿素合成、加速糖分运输、改善土壤板结等有关。与采用硫酸铵浸取剂浸矿相比,采用硫酸镁、氯化钙浸取剂浸矿对离子吸附型稀土矿区土壤的生态影响更小,这也为离子吸附型稀土矿绿色开采和浸矿场地污染防治指明了发展方向。

利用大孔吸附树脂吸附和回收稀土萃余液中P507萃取剂的研究

离子型稀土矿提取分离所得萃余液中有机萃取剂的深度去除和回收难度较大,树脂作为一种新型吸附材料,在有机萃取剂的深度去除和回收方面具有较大潜力。本文采用DA201-C型大孔吸附树脂对萃余液中P507萃取剂进行静态吸附,仅需吸附10 min即可达到96%以上的萃取剂吸附率;该树脂对P507萃取剂的饱和吸附量为1.26 g·g^(-1),吸附机制为物理吸附。分别采用NaOH溶液、乙醇溶液对吸附P507萃取剂后的树脂进行静态解吸,乙醇溶液的解吸率可达86.2%,优于NaOH溶液的解吸率(最高为57.6%);乙醇溶液的解吸机制为物理解吸,而NaOH溶液的解吸机制为化学解吸。P507萃取剂吸附、解吸过程不会破坏树脂的骨架结构,验证了树脂的稳定性。以上研究为离子型稀土矿低浓度稀土萃取富集、稀土萃取分离产生的萃余液中P507萃取剂的高效去除和回收提供了指导。

稀土萃余水相中乳化油滴稳定性及Al^(3+)水解破乳机制

以P507离心萃取低浓硫酸稀土所得萃余水相为研究对象,研究了静置时间、pH及Al^(3+)水解对萃余水相中乳化油滴稳定性的影响,分析了Al^(3+)水解聚合条件下乳化油滴的破乳机制。结果表明:萃余水相中乳化油滴以乳化油形式存在,上浮速率极其缓慢,且表面带负电荷,难以通过布朗运动碰撞聚并,使其可较长时间稳定存在于萃余水相中。随着萃余水相pH从3提高至8,其Zeta电位先由负变正,再由正变负,这与不同pH下Al的水解形态有关。当pH为3~4,少量Al^(3+)水解聚合生成AlOH2+等带正电荷的低羟基聚合物,并通过电中和作用吸附带负电荷的乳化油滴,使Zeta电位由负变正,且所得吸附产物粒度极小,难以通过布朗运动有效碰撞聚并,P507未能有效去除;当pH为4~6,Al^(3+)继续水解形成聚合度更高的低羟基聚合物甚至Al(OH)_(3)溶胶,有效正电荷数降低,使Zeta电位降低(由正变负),且由于Al(OH)_(3)溶胶的粘结架桥和网捕卷扫作用,形成易于沉降的大分子絮体,P507含量大幅降低;当pH为6~8,Al(OH)_(3)溶胶开始与OH^(-)反应,生成带负电荷的Al(OH)_(4)^(-)聚合物,使Zeta电位进一步降低,同时电中和、网捕卷扫等作用有所减弱,P507含量反而有所升高。Al(OH)_(3)胶体吸附萃余水相中乳化油滴后,由于颗粒间粘结架桥作用增强而发生团聚长大;Al(OH)_(3)胶体吸附乳化油滴的过程为物理吸附。