黄色黏球菌/铜绿假单胞菌-离子型稀土矿相互作用比较研究

以稀土矿区环境中常见的黄色黏球菌和铜绿假单胞菌为对象,比较研究这两种细菌及其发酵液与离子型稀土矿相互作用过程中的溶液行为;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和傅里叶红外光谱等手段分析作用前后细胞和矿物相的形态、结构、稀土元素分布和官能团变化。结果表明,黄色黏球菌、铜绿假单胞菌对稀土矿物作用过程具有一定差异性,在溶浸稀土矿过程中,铜绿假单胞菌直接作用体系相比发酵液间接作用体系溶浸稀土离子效果更好,而黄色黏球菌直接作用体系弱于发酵液间接作用体系。此外,稀土矿物的存在可以促进黄色黏球菌脂质和蛋白组分的分泌,抑制其多糖组分的分泌,而对铜绿假单胞菌,稀土矿物的存在对脂质和蛋白组分分泌影响较小,但促进了多糖组分的分泌。

不同风化带离子型稀土矿浸出前后孔隙结构与渗透性变化特征

离子型稀土矿是典型的风化壳淋积型稀土矿,这类稀土矿浸出前后渗透性变化是反映稀土矿浸出率的重要指标之一,孔隙结构是控制其渗透系数的关键因素。以往对浸出前后稀土矿孔隙结构和渗透性研究主要集中于风化程度和丰度相对较高的全风化带稀土矿,对其他风化带稀土矿的研究较少。随着稀土资源日渐枯竭,其他风化带稀土矿的开发已受到产业部门的高度重视。研究以江西足洞矿区未开采段残积土、全风化带和强风化带内的原状稀土矿试样为研究对象,通过模拟原地浸矿试验,测试其浸出前后渗透系数,采用X射线计算机层析扫描技术获取浸出前后试样结构,采用三维成像技术构建其三维孔隙结构、提取孔隙结构参数,进而定量分析不同风化程度稀土矿浸出前后孔隙结构参数和渗透系数变化规律。结果显示:(1)浸出后,稀土矿渗透系数和孔隙结构参数中的孔隙度、连通性及平均配位数变化率随风化程度降低呈现减小趋势。其中,强风化带稀土矿的渗透系数和孔隙结构参数变化率最小,反映在丰度相近时,强风化带稀土矿较残积土稀土矿的浸出率更高;(2)浸出前后颗粒级配和矿物成分变化特征显示,不同风化带稀土矿浸出前后孔隙结构和渗透性变化率差异的内在机理是长石及云母颗粒分解作用、离子交换作用强度和团粒分散程度的差异以及由此导致的矿物成分和颗粒级配变化程度的差异。研究结果可为类似离子型稀土矿的充分开发利用提供参考。

离子型稀土矿浸矿场地增值利用技术模式与示范--以脐橙种植为例

离子型稀土矿是重要的金属矿产资源,在国际市场上具有不可或缺的地位。离子型稀土矿山开采的历史遗留问题导致水土流失和土壤功能退化严重。浸矿场地的生态问题限制了离子型稀土的进一步开采以及赣州市经济发展,这一背景要求尽快探索出一条可持续的离子型稀土矿山浸矿场地生态修复之路。课题以脐橙种植联合微生物修复为技术思路,通过3年的集成研究与示范,浸矿场地植被覆盖度达到95%,增值效益为5015800元/(km^(2)·a),形成了集生态功能恢复和土地增值利用为一体的离子型稀土矿废弃地生态修复模式。该模式在实现生态功能恢复的同时,产生的经济效益既可以提高农民收入,又可以为生态修复提供资金保障,实现可持续性的生态修复,为实现赣南地区经济建设目标和环境保护目标提供了技术支撑。

不同降雨强度下离子型稀土矿边坡渗流特性与临界滑移面变化分析

以离子型稀土矿边坡为研究对象,研究了不同降雨强度条件下降雨、停雨阶段离子型稀土矿边坡孔隙水压力变化情况,并利用有限元Morgenstern-Price法研究了各时间段临界滑移面的变化。结果表明,降雨强度是影响离子型稀土矿浅层边坡孔隙水压力的显著因素;雨水在离子型稀土矿边坡中的传递具有滞后性,是停雨阶段造成离子型稀土矿边坡不稳定隐患的内在原因;降雨强度越大,进入289滑移面的时间越快,安全系数变化的“加速度”波峰越高,影响时间越长。首次提出降雨条件下离子型稀土矿边坡发展可能历经的4个阶段为:较为安全阶段、内部剧烈变化阶段、极易滑坡阶段及相对安全阶段。

南方离子型稀土矿区地下水氨氮污染现状及其治理技术

我国是主要的稀土出产国,约占全球年产量的90%以上。当前,我国离子型稀土矿采用硫酸铵介导的原地浸矿工艺,造成矿区及周边地下水氨氮污染,严重的超标高达200倍以上。本文分析了离子型稀土矿区地下水氨氮污染来源与现状,阐述了地下水氨氮污染治理技术,以期为我国稀土矿区地下水氨氮污染治理开发绿色、安全的新技术提供参考。

电感耦合等离子体发射光谱法测定离子型稀土矿混合稀土氧化物中三氧化二铁的含量

离子型稀土矿作为生产氯化稀土和氧化稀土的最重要的原材料之一,其质量影响着后端稀土萃取分离效果及氧化物的品质。铁是离子型稀土矿中最常见的杂质元素之一,现行大多数稀土产品的国家标准都对铁有控制要求。铁杂质元素不仅仅影响稀土产品的质量,同时也制约着稀土产品的应用范围。本方法确定了ICP-AES法测定离子型稀土矿混合稀土氧化物中三氧化二铁含量的最佳分析条件,提出以近似基体匹配的方式消除稀土基体效应的影响,方法检出限为0.0015%~0.0017%,测定范围为0.010%~1.80%,精密度在1.61%~3.40%,加标回收率在100.4%~104.0%,与分光光度法对比结果一致。该方法测定含量范围宽、操作简单、分析速度快、结果准确可靠,能满足离子型稀土矿混合稀土氧化物中三氧化二铁含量的分析要求。

不同深度离子型稀土矿连续浸出实验

这是一篇冶金工程领域的论文。以赣州地区某离子型稀土矿为研究对象,采用连续搅拌浸出和柱浸的方式,研究不同条件下矿样中稀土及杂质元素的浸出情况,为离子型稀土矿产资源的绿色高效开采提供参考。实验结果表明:连续搅拌浸出过程中稀土浸出率均在80%左右,二次浸出液中TREO/Al明显增大,TREO/Ca明显减小,TREO/Mg略微减小;柱浸实验中随着浸矿深度的增加,浸出液pH值逐步上升,TREO/Al增加至15.52,TREO/Ca降低至0.64。稀土浸出率均达到96%以上,但随着深度的增加轻稀土配分由49.43%上升到了53.28%,重稀土配分从35.91%逐步下降至32.18%。连续搅拌浸出和柱浸实验均表明随着矿样深度的增加,稀土浸出率无明显降低,低品位矿层稀土浸出仍然具有一定的可行性。

基于AHP层次分析法的离子型稀土矿原地浸出边坡稳定评价研究

离子吸附型稀土矿是我国重要的稀土资源,主要的开采工艺为原地浸矿。原地浸矿中的注液活动会对山体边坡的安全稳定性造成影响,因此,快速保证山坡在实施原地浸矿过程中的安全稳定性一直是原地浸矿开采工艺亟待解决的难题。本文通过分析工程特点,研究了影响离子型稀土矿原地浸出工艺过程中边坡稳定的主要影响因素,建立了能够考虑浸矿工艺影响的边坡稳定评价层次分析模型。该层次模型由2级、5类、11项指标组成,采用AHP层次法和灰色关联理论,计算了考虑浸矿工艺影响的指标权重,将所研究的评价体系应用于实际浸矿工程中,计算结果与极限平衡法分析结果进行对比。研究结果表明,该方法简便可行,结论可靠,能够为原地浸矿工程决策提供参考。

崇左某废弃离子型稀土矿区土壤Cd、Zn污染特征研究

以广西崇左某废弃离子型稀土矿区作为研究区域,采集土壤样品38个,测定重金属元素Cd、Zn的含量,分析矿区土壤重金属的含量特征、污染来源,评价其污染程度及潜在风险。结果表明:矿区表层和深层土壤中Cd存在大范围重金属超标现象,污染评价显示Cd达到偏中度污染程度,属于较强生态危害水平,Cd属于最主要的生态风险因子,污染最严重。矿区剖面中,Cd、Zn元素的地累积指数值随着深度变化特征一致,均表现出随着土壤深度增加先升高后降低,且在深度为40 cm处发生富集达到最高值。非矿区剖面中,因土地复垦土壤原有的结构发生变化等原因,Cd、Zn元素的地累积指数值随深度无明显变化规律。

基于数字孪生的离子型稀土矿水冶工艺数据动态可视化研究

利用数字孪生技术为支撑体系,以离子型稀土矿水冶车间生产过程产生的实时海量数据资源分析、数据可视化、设备传感器、数据优化分析为核心,统筹工艺流程数字化赋能理念。将离子型稀土矿水冶车间数据动态可视化以“一张图”的方式呈现,构建离子型稀土矿水冶车间各工序数字孪生体,实现水冶时空动态监测,融合浸采、除杂、沉淀、压滤四大生产流程,打通多节点数据通道,支持智慧水冶车间数据汇聚共享,提供全方位、多种类立体数据监测信息,从而更好地支撑离子型稀土矿水冶车间管理工作,提高设备利用率和生产效率,降低成本,优化产能,提升智能化决策水平。

影响离子型稀土矿浸矿效率的因素研究

近几年随着我国科学技术水平的不断发展,很多行业都发生了极大变化,人们对生活质量的要求也在不断提高,这对我国矿产资源而言就面临极大挑战,要想获取更多的矿产资源就必须提升采矿效率,同时还要更低成本的对矿床进行开采。就当前情况来看我国已经研发很多采矿技术,其中使用离子型稀土浸矿技术能够有效对矿体进行开采,在浸矿过程中充分利用了化学的平衡反应,以此实现采矿目的。然而在浸矿过程中浸出剂的浓度、流速、温度、固液比以及PH值都是影响浸矿效率的重要因素,而就实验统计发现浸矿剂的硫酸溶液浓度固液比为1:1,PH在4.5,流速为三毫升每分钟时稀土的浸出效果相对较好,浸出率高达80%左右,以下主要通过试验对其进行研究。

离子型稀土矿氨氮污水微藻光合脱氮的研究进展

离子型稀土矿以硫酸铵为浸矿剂采用原地浸矿工艺进行开采,会产生大量氨氮污水。利用微藻去除高浓度的氨氮是近年稀土氨氮污水处理研究的热点,本文讨论了影响微藻脱氮能力的因素,并提出了实际应用于稀土氨氮污水的解决方法,以期更高效、更经济环保地处理稀土氨氮污水。

离子型稀土矿品位空间分布变异函数的自适应选择算法

离子型稀土矿品位空间分布的准确估算是注液、收液工程和方案设计的关键。本文采用交叉证实法讨论了泛克里格法的六种变异函数、三种漂移函数的计算精度,考虑到离子型稀土品位具有明显的空间变异性,基于勘探孔位置,采用沃罗诺伊图法对开采区域进行分块,根据交叉证实法分析每一分块的最优变异函数和漂移函数,建立了离子型稀土品位空间分布和储量计算的变异函数自适应选择算法。结果表明,漂移函数对于计算结果影响较小,即稀土品位在空间上可以视为平稳变量;当整个矿块选择一种变异函数时,球状函数精度最高;相比选择单一的球状函数为变异函数,自适应选择算法的精度分别提高7.14%、5.45%、5.13%和8.45%。本文的方法可以为离子型稀土的开采提供高精度的稀土品位空间分布。

离子型稀土矿浸出时微细颗粒迁移情况与控制方法

为揭示离子型稀土在现场浸出时微细颗粒迁移现象,并掌握适当的把控方式。运用实验室柱式溶浸法,对微细颗粒迁移运动规律进行观察。离子型稀土矿浸出时微细颗粒会受到涂料助剂水力梯度、流速、矿体高度、黏度、矿体含水量和质量浓度的影响。其中影响浸出的主要原因之一是微细颗粒迁移现象,在外力的影响下,在进行浸出时微细颗粒极易跟随涂料助剂产生迁移现象,在涂料助剂质量浓度不超过4%、水力梯度不超过0.76、原矿含水量超过11%、黏度大于1.6mPa·s、涂料助剂流速不超过3ml/min的情况下,矿体渗透依旧良好,微细颗粒迁移现象不明显,对涂料助剂渗透和稀土离子浸取有一定提升。

离子型稀土矿开发技术研究进展及发展方向

介绍了离子型稀土矿的资源特点,从浸出、浸出液净化和沉淀工艺的变革及技术经济指标、环境效益的提高等方面综述了离子型稀土矿开发技术的研究和实践进展,总结了离子型稀土矿开发过程中存在的问题,建议今后应加强原地浸矿过程基础理论及边坡稳定性控制方面的研究、开发可替代硫酸铵、碳酸氢铵的高效低污染浸取剂和沉淀剂、掌握尾矿中稀土及重金属离子的二次迁移规律、重视低品位难浸离子型稀土矿的回收工作、解决碳酸氢铵沉淀法所存在的沉淀速度慢且难以制备晶型碳酸稀土问题,以促进离子型稀土矿绿色高效开发技术的可持续发展。

浸矿对离子型稀土矿强度影响的试验研究

为研究浸矿对离子型稀土矿物理力学性质的影响,分别对浸矿前后的稀土矿样做直接剪切试验,根据库仑定律求出稀土矿的抗剪强度指标,结合颗粒筛分试验,分析浸矿对离子型稀土矿颗粒粒径和强度的影响规律,结果表明:浸矿发生的离子交换反应改变了离子型稀土矿颗粒的成分、粒径和级配,进而改变了稀土矿区的强度等力学性质;浸矿使稀土矿黏聚力降低50%左右,内摩擦角约增加15%,级配变差.本文的研究将为稀土开采中的边坡稳定和浸矿后尾矿的治理和综合利用提供一定的理论指导.

离子型稀土矿原地溶浸溶浸液渗流规律的影响因素

根据离子型稀土矿具有黏土矿物性质,矿物颗粒表面结合水对溶浸液具有粘滞和吸收作用,并能缩小孔隙体积的特点,探讨了矿物颗粒表面结合水的形成机理及其对溶浸液渗流规律的影响。研究结果表明离子型稀土矿具有B型颗粒结构特征,松散矿物颗粒在满足起动临界水力梯度和颗粒几何尺寸的条件下阻塞孔隙;表面结合水和松散颗粒是影响原地溶浸离子型稀土矿溶浸液渗流规律的2个主要因素。

电感耦合等离子体质谱法测定离子型稀土矿中离子相稀土总量及分量

采用硫酸铵溶液提取离子型稀土原矿试样中离子相稀土,以硫酸铵溶液为基体配制校准系列溶液,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定样品溶液中离子相稀土总量及分量的方法。实验表明:对于10.00g离子型稀土矿试样,加入100mL 50g/L硫酸铵溶液振荡15min后放置30min可有效提取出离子相稀土;采用5.0g/L硫酸铵溶液进行校准系列溶液的基体匹配,选择103 Rh-185 Re双内标可有效校正硫酸铵的基体效应及仪器信号的漂移影响;选择合适的同位素消除了可能存在的质谱干扰。在最佳条件下进行测定,15个稀土元素的校准曲线在10.0~100.0μg/L范围内线性相关系数均大于0.999 91,方法检出限在0.10~0.66μg/g之间。方法应用于不同离子型稀土矿区中离子相稀土总量及分量的测定,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)一致,相对标准偏差(RSD,n=11)在1.0%~5.2%之间,回收率在98%~104%之间。

电场作用下离子型稀土矿浸矿溶浸液渗流特性研究

根据多孔介质中电动渗流效应,在离子型稀土矿浸出过程中,提出了利用电场强化浸矿溶浸液渗流能力的方法,通过机制分析和电动渗流试验,探讨了电场作用对溶浸液的渗流特性的影响。结果表明:电场作用可以有效地强化矿床孔隙中浸矿溶浸液渗流能力,强化效果与电场强度、矿床渗透率和溶浸液流体性质等因素有关;相同流体压力梯度下,电场作用下矿床中溶浸液电动渗流随电场强度增大而增加变快;矿床渗透率越高,电场作用对溶浸液渗流特性的影响越明显;浸矿溶浸液浓度越高,孔隙中溶浸液的电动渗流效应越明显。

南方离子型稀土矿绿色提取技术研究进展

离子型稀土矿富含中、重稀土元素,是我国优势战略矿产资源。目前,该类型矿石中的稀土主要采用硫酸铵浸出、碳酸氢铵沉淀的工艺提取,提取过程中存在氨氮污染等问题。从离子型稀土矿浸取技术的发展、沉淀法富集回收稀土技术的开发和萃取法富集回收低浓度稀土技术等3个角度总结了南方离子型稀土矿提取技术的发展现状,介绍了稀土提取各阶段的技术优势和局限,分析了无氨浸出剂的研发进展,阐述了沉淀法和萃取法富集回收稀土的技术现状,指明了研发新一代镁盐复合浸出剂、筛选和调配高效稀土沉淀剂及其配套浸取工艺,将是离子型稀土矿绿色提取技术的研究重点。