不同碱激发剂作用下稀土尾矿地聚物的抗压强度与泛霜程度研究

本研究将稀土尾矿预处理后与适量偏高岭土混合作为硅铝原料制备地聚物,在改变碱激发剂类型及MOH(M=Na或K)浓度的情况下,研究地聚物试样抗压强度与泛霜程度的变化规律。结果表明,在四类碱激发剂(包括NaOH型、KOH型、"NaOH+硅胶粉"型、"KOH+硅胶粉"型)中,使用"KOH+硅胶粉"型激发剂时,可制备出抗压强度最高和泛霜程度最低的地聚物试样,并且所制备优选试样的泛霜程度与其抗压强度的线性相关程度最高;比较四类激发剂各自对应优选地聚物试样的凝胶相中Si含量表明,"NaOH+硅胶粉"型、"KOH+硅胶粉"型激发剂对应的试样分别相对NaOH型、KOH型激发剂对应的试样更高,并且这四个试样在宏观上的强度性能表现与其在微观上的形貌特征得到互相验证。

不同生物炭对赣南稀土尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响

为探讨不同生物炭对尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响,以赣南稀土尾矿地为研究对象,设置了玉米秸秆、玉米芯、水稻秸秆、稻壳、芦苇秸秆、椰壳、杏壳、核桃壳、竹子及木屑生物炭10种处理,对土壤有机碳矿化及生物炭特征参数进行了研究。结果表明:(1)低有机质(4.07 g/kg)土壤条件下,生物炭的施用促进了土壤有机碳矿化,在培养的第15天后土壤有机碳的矿化速率基本稳定,其中木屑生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最强,为CK的3倍,以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,较CK无显著差异。(2)二项式拟合曲线结果表明,生物炭pH值、C含量及N含量与土壤有机碳累计矿化量的拟合值R^(2)分别为0.7417、0.4524和0.6148。(3)通过对木屑和玉米芯生物炭的红外光谱及比表面积、孔径分析可知,玉米芯生物炭较木屑生物炭具有更加丰富的有机官能团和较大的BET比表面积、孔径和总孔体积。综上所述,外源生物炭的添加促进了赣南稀土尾矿地土壤有机碳的矿化,其中以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,且生物炭适宜的特征参数在减弱土壤有机碳矿化方面具有良好的潜力。

不同蚯蚓粪用量对在稀土尾矿地的一年生饲料桑生长的影响

本文研究在稀土尾矿土壤穴施250g/株(A组)、500g/株(B组)和750g/株(C组)的蚯蚓粪对一年生饲料桑的茎粗、株高、枝条总数、叶片总数、主枝叶片数的影响。结果表明,在一年生饲料桑的旺盛生长期(2019年8月20日),A、B组在径粗、叶片总数上极显著高于C组(P<0.01),A组在株高、主枝叶片数上极显著高于B、C组(P<0.01),B组在株高、枝条总数上极显著高于C组(P<0.01)。可见在稀土尾矿土壤上穴施250 g/株的蚯蚓粪作为基肥,更有助于一年生饲料桑(粤桑11号)的生长。

柱状稀土尾矿催化剂脱硝性能研究

采用铝制溶胶粘结剂(纳米氧化铝与拟薄水铝石),通过挤条成型法分别制备了NRC和PRC两种柱状脱硝催化剂.并对其进行了脱硝性能研究.结果表明,相比于原尾矿,柱状催化剂脱硝活性明显提升,与PRC相比,NRC脱硝效率更高,达到67%.随着两种粘结剂添加量的增加,机械强度均有一定程度提高.PRC有着更均匀的表面分布,使催化剂拥有更大的比表面积和更多的表面酸位点;H2-TPR实验表明PRC还原峰的面积变小,还原峰的数量减少,氧化还原能力变弱,这是导致其脱硝性能提升较小的原因;稀土尾矿和NRC表面都存在E-R机理和L-H机理,NRC的E-R机理的作用更强.

NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能研究

采用球磨、微波焙烧方法制备了不同质量分数NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿NH_(3)-SCR脱硝催化剂。通过BET、SEM-EDS、XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR分析了催化剂脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能。结果表明:NH_(3)SO_(3)改性使催化剂脱硝活性得到了显著提高,10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂在300~350℃脱硝活性可达90%左右。SO_(2)/H_(2)O共同作用可将10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂脱硝活性提高至97%,其促进作用保持了良好的稳定性,且具有可逆性。NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿后,催化剂比表面积、酸性位点及强度增加,表面活性物质分散度更高,弱化了尾矿矿物晶型,提高了催化剂吸附能力和氧化还原能力,从而提高催化脱硝活性,同时具备优良的SO_(2)/H_(2)O耐受性。

赣南稀土尾矿土壤不同施肥处理对饲料桑农艺性状、产量及品质的影响

为探究赣南稀土尾矿土壤中不同施肥处理对‘粤桑11号’饲料桑(Morus alba‘Yuesang No.11’)的成活率、农艺性状、产量及品质的影响,采用田间随机区组设计,设置对照组(CK:不施肥)、牛沼液(Z)、腐熟牛粪(F)、腐熟牛粪+牛沼液(F+Z)、蚯蚓粪(Q)、蚯蚓粪+牛沼液(Q+Z)6种施肥处理,每个处理5个重复,测定饲料桑连续3年的成活率、农艺性状、产量及品质。结果表明:与CK相比,各施肥处理对饲料桑成活率、株高、主枝茎粗、总枝条数、总叶片数、单株重、产量、粗蛋白含量均有促进作用,其中Q+Z处理的成活率、单株重、产量最高,3年的产量分别为2.53、21.81、42.14 t·hm^(−2)。模糊隶属函数均值法综合评价饲料桑饲用价值,Q+Z处理隶属函数均值最大。综上,在赣南稀土尾矿土壤施用牛沼液、腐熟牛粪、蚯蚓粪对饲料桑的成活率、农艺性状、产量及品质均有提升作用,最佳施肥处理为蚯蚓粪+牛沼液。

四川大陆槽稀土尾矿回收萤石实验

这是一篇矿物加工工程领域的文章。本文以德昌大陆槽稀土选矿尾矿为研究对象,开展了萤石回收的选矿实验研究,确定了该尾矿中萤石回收的“浮选脱硫-混合浮选-萤石、锶钡浮选分离”选矿工艺流程和药剂制度,在浮选实验中使用了新型捕收剂MQY与高效抑制剂DC-2,在对萤石高效捕收的同时实现了萤石与脉石矿物的精准分离,最终全流程实验获得了CaF_(2)品位94.39%,回收率51.41%的萤石精矿,实验指标较为理想。本文验证了从大陆槽稀土尾矿中回收萤石具有较好的可行性,最终确定的选矿工艺流程较为合理,实验指标较为良好,可作为大陆槽稀土尾矿中萤石资源利用回收的技术依据。

白云鄂博某难选铁矿石氢基矿相转化——磁选尾矿浮选稀土试验

堆置多年的白云鄂博中贫氧化矿含有铁、稀土等成分,常规工艺难以高效分选,但氢基矿相转化—磁选工艺可高效回收其中的铁。为了解氢基矿相转化过程是否影响富稀土铁尾矿中稀土矿物的可浮性,进行了系统的选矿试验。结果表明,在506E用量4200 g/t、水玻璃用量1800 g/t、矿浆温度65℃条件下,采用2粗3精、中矿顺序返回闭路浮选流程处理矿样,能够获得REO品位59.00%、REO回收率67.91%的稀土精矿。化学成分分析及X射线衍射分析结果表明,浮选精矿中主要成分为稀土氧化物(Ce_(7)O_(12))、独居石及少量萤石,稀土组分有效富集在精矿中;氢基矿相转化过程未对稀土组分的浮选回收造成不利影响。

焙烧温度对硫酸活化稀土尾矿成形催化剂脱硝性能的影响研究

以硫酸活化稀土尾矿催化剂粉末为原料,通过添加助剂和整体挤压的方式制备成形催化剂,对其进行XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR表征分析,并在脱硝活性实验平台上测试催化脱硝反应活性和N_(2)选择性,确定了合适的催化剂焙烧制度。结果表明,350℃焙烧的条状催化剂具有最优催化脱硝活性和最大比表面积,其Fe2p轨道的XPS谱峰向高结合能方向偏移,Fe-Ce协同作用明显。以此焙烧温度可以制备出脱硝效率为81%且N_(2)选择性高的蜂窝状催化剂,其机械强度满足成形催化剂的国家标准。

稀土尾矿制备分子筛对CO_(2)气体的吸附及动力学

【目的】分析稀土尾矿的物化特性,制备分子筛,并探寻吸附CO_(2)气体过程中的动力学模型。【方法】采用水热法合成稀土尾矿分子筛,研究CO_(2)气体吸附性能;采用热重质谱和热分析动力学的方法,分别探讨分子筛最佳合成条件下的硅元素与铝的质量比、吸附温度和分子筛表面吸附过程的反应模型。【结果】在硅元素与铝的质量比为1:1.5、温度为50℃时,合成的分子筛吸附能力最强,对CO_(2)气体的吸附容量最大,为0.15 mmol/g,原因是合成的分子筛增大原尾矿近百倍的比表面积,形成有利于吸附CO_(2)气体的介孔结构;并将稀土尾矿带有的铁元素活化,融入分子筛骨架中形成吸附CO_(2)气体的活性中心;分子筛表面CO_(2)气体动力学吸附过程与Fractional模型的拟合度最高。【结论】稀土尾矿活化后制备的分子筛具有一定的吸附CO_(2)气体能力,吸附CO_(2)气体动力学符合Fractional模型。

黏结剂对硫酸活化稀土尾矿SCR脱硝催化剂成型性能的影响

以硫酸活化稀土尾矿催化剂粉末为基础添加黏结剂(田菁粉、羧甲基纤维素钠和瓜尔胶)制备成型催化剂,探究黏结剂种类及添加量对成型催化剂脱硝性能的影响。通过催化活性评价、抗压强度测试、BET、XRD、H_(2)-TPR等手段对成型催化剂进行表征。结果显示:催化剂粉末挤压成型后,比表面积由3.70m^(2)/g下降至1.22m^(2)/g,脱硝效率仅56%。添加2.5%瓜尔胶增强了稀土尾矿粉末颗粒之间的黏性,使催化剂能够顺利挤出,同时具有造孔效果,使催化剂的比表面积和氧化还原能力得到大幅提升。在5%聚乙二醇和2.5%瓜尔胶的共同作用下,成型的硫酸活化稀土尾矿催化剂脱硝效率可达91.6%,并具有良好的N_(2)选择性,真正实现了稀土尾矿的资源化利用。

稀土尾矿综合利用研究进展

随着科技和新兴产业的发展,稀土矿产资源的需求日益增加,但稀土尾矿大规模和高度集中的排放堆积,占用了大量的土地资源,且造成生态环境破坏和环境污染,稀土尾矿利用意义重大。稀土尾矿资源化利用的途径和方式较多:用于再选回收稀土、铁、铅和铌等有价金属以及萤石、重晶石和白云石等非金属矿物,但再选不能实现稀土尾矿的整体利用,再选后仍然会排放尾矿;用于制备脱硝催化剂、地质聚合物、分子筛、陶粒、陶瓷、微晶玻璃、水泥及砖等材料,可实现稀土尾矿的整体利用,且稀土尾矿中含有的稀土金属使其在制备脱硝催化剂、微晶玻璃、陶瓷及微波吸收材料方面具有独特的性能和用途,发挥出重要的作用,但可能受到有毒有害组分、工艺稳定性、低成本产业化应用、持续消纳等因素的制约。稀土尾矿资源化利用的途径和方式各有其优势和不足,针对稀土尾矿的化学成分、矿物组成、粒形及粒径等,宜因地制宜,对稀土尾矿进行分质分类针对性资源化利用,尤其是针对稀土尾矿中含有的稀土金属开发功能性材料进行高质、高值化利用,但在资源化利用中要避免重金属和放射性元素造成的二次污染。

离子型稀土尾矿制备机制砂的工艺及实践

离子型稀土尾矿中残留大量的硫酸铵,为了实现离子型稀土尾矿制备的机制砂在水泥混凝土中大规模的应用,对稀土尾矿进行除铵工艺研究。结果表明,在湿法制备机制砂过程中,对机制砂先擦洗除泥,然后加入Ca(OH)_(2)稀释碱液搅拌除铵,按照Ca(OH)_(2)稀释碱液与机制砂质量比为3∶1,将稀释碱液加入洗砂机前端搅拌8 min以上,最终制备的机制砂硫酸铵平均含量为19.4μg/g,与标准砂和竞品砂相当,制备的胶砂试块3 d抗压强度达到35.6 MPa,7 d抗压强度达到46.1 MPa,28 d抗压强度达到60.7 MPa,均比标准砂和竞品砂的强度高。

稀土尾矿对尾矿陶粒孔结构及性能的影响研究

为提高稀土尾矿的高值化利用,采用稀土尾矿取代生料制备了尾矿陶粒,探究了稀土尾矿掺量对陶粒孔结构和性能的影响。结果表明,稀土尾矿掺量从0增至40%时,陶粒的堆积密度从1042 kg/m^(3)降至495 kg/m^(3),筒压强度从11.7 MPa降至2.1 MPa;平均孔径从0.24 mm增至0.45 mm,孔隙率从43.2%增至65.2%;掺入稀土尾矿对陶粒的1 h吸水率无明显影响,陶粒的1 h吸水率在0.3%~1.3%范围,用稀土尾矿取代生料后的陶粒性能均满足GB/T 17431.1-2010要求。

稀土尾矿及废石在建材制造中的综合利用研究

针对四川地区的稀土尾矿、废石资源综合利用形成的光电选尾矿和最终尾矿,探讨其在建材制造中的综合利用途径。结果表明,光电选尾矿直接作为建筑骨料的可行性较低,但适合作为替代材料用于生产高附加值钙产品;稀土最终尾矿则可用于制备硅酸盐水泥,不仅能满足GB 175—2023标准中硅酸盐水泥的要求,还能显著提升水泥的抗压和抗折强度。本研究为稀土尾矿和废石的大规模资源化利用提供了新的思路,并有助于改善环境问题。

稀土尾矿在透明釉制备中的应用及其对釉面特性的影响

本文通过单因素变量法研究了稀土尾矿在透明釉制备中的应用,并探索其对釉面特性的影响。实验结果显示,在球磨10min、烧成温度为1300℃、保温20min、釉层厚度为0.1~0.2mm的工艺参数下,随着稀土尾矿含量的增加,釉面粗糙度增加,光泽度降低。为提高透明釉表面特性,本文采用单因素实验方法确定最佳添加剂含量和替换量,进一步调节稀土尾矿含量和工艺参数,发现在适当的添加剂含量和替换量下,稀土尾矿能有效提高透明釉的光泽度,并降低能耗。然而随着稀土尾矿含量增加,可能会导致气泡和釉面波纹问题。因此,在使用稀土尾矿制备透明釉时需要平衡光泽度和表面形态,并对工艺流程进行优化。本文的研究结果具有重要的理论和实践意义,可减少环境污染、有效利用稀土尾矿资源,为陶瓷行业提供可持续发展的方向。

不同饲用植物在稀土尾矿的适应性及对土壤改良效果研究

旨在探究不同饲用植物在稀土尾矿的适应性及对土壤改良效果。通过原位田间随机区组试验,以王草、象草、玉米草、饲料桑、构树、多花木兰6种植物为研究对象,研究其在稀土尾矿中的生长发育状况和对土壤物理化学改良效果。结果表明,王草的成活率、平均株高、总生物量分别达91.94%、120.21 cm、32.54 g,均显著高于其他植物,随后依次为象草>玉米草>饲料桑>构树,多花木兰第21 d时成活率为0;王草、象草、饲料桑可显著降低土壤容重,提升土壤粉粒占比,玉米草仅对降低土壤容重有显著效果;王草对土壤全氮、全磷的提升达400.00%、92.31%,饲料桑对土壤有效磷、速效钾的提升达321.33%、270.68%,玉米草对有机质的提升达414.10%;构树、多花木兰在稀土尾矿的生长发育状况、土壤改良效果均较差。综上所述,王草、象草、玉米草、饲料桑均可作为稀土尾矿土壤修复的先锋植物。

稀土尾矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征

矿山废弃地不仅占用大量土地,而且还是严重的污染源,因此,矿山废弃地的生态恢复己成为一项紧迫而重要的研究课题。对广东省河源市和平县下车镇内的稀土矿区土壤的重金属污染情况进行调查,并对该区优势植物对重金属的富集特征进行分析,以期对稀土尾矿区的生态系统的恢复和重建提供理论依据。主要研究的3种植物分别是:马唐草(Digitaria sanguinalis),香根草(Vetiveria zizanioides),望江南(Cassia occidentalis)。采用原子吸收分光光度法测定稀土矿区废弃地土壤和植被中Mn、Pb、Zn的含量,并计算优势植物对重金属的生物富集系数BAC(Biological Accumulating Coefficient)和生物转移系数BTC(Biological Transfer Coefficient)。结果表明:研究区域的土壤中重金属含量Mn、Pb、Zn的平均含量均超出广东省土壤背景值和中国土壤背景值,土壤受Mn污染最严重,其次是Pb、Zn的污染。3种草本植物对于Pb的BAC和BTC均小于1,说明这3种植物对Pb的富集和运输能力都很弱。香根草对于Mn和Zn的BAC分别为0.9和0.4,小于1,BTC分别为3.7和1.1,大于1,说明香根草对Mn和Zn的富集能力不强,但吸收后的运输能力很强。马唐草和望江南2种植物对于Mn和Zn的BAC和BTC均大于1,说明它们对重金属Mn和Zn具有较强的吸收和转移能力,是Mn和Zn的超富集植物。马唐草覆盖率高,抗病虫能力强,可作为该矿区生态恢复的先锋植物,望江南可以间作种植。

深度还原-弱磁选回收稀土尾矿中铁的试验研究

对某全铁品位为16.25%的稀土尾矿进行了深度还原-弱磁选回收铁试验研究,研究了还原剂种类及用量、焙烧温度及时间、磨矿细度及磁场强度对铁精矿品位和回收率的影响,并采用SEM,XRD等手段对稀土尾矿、焙烧产物、铁精矿进行了测试.结果表明,在烟煤质量分数30%,焙烧温度1 300℃,焙烧时间60 min,磨矿细度-0.074 mm占75%,磁场强度118 kA/m的条件下,所得铁精矿TFe品位可达80.76%,铁回收率可达93.24%;稀土尾矿经深度还原后,其中的赤、褐铁矿、硅酸铁等含铁矿物转化为单质铁,铁精矿品位和回收率较常规选矿方法大幅度提高,同时脉石矿物组成简单,有利于萤石的富集回收.

用微波还原—弱磁选工艺从包钢稀土尾矿回收铁

以微米炭、纳米炭为还原剂,进行了用微波还原—弱磁选工艺回收包钢稀土浮选尾矿中铁的试验研究。结果表明:在570℃下进行微波炭热处理后,尾矿中大部分赤铁矿被还原为磁铁矿,还原率超过85%;用纳米炭作还原剂时,微波加热速度远远快于用微米炭,炭粉用量也远比后者少;在纳米炭质量分数为0.8%、微波还原输入电压为220V、还原矿球磨5min、弱磁选磁感应强度为0.15T的条件下,包钢稀土浮选尾矿经微波还原和1次弱磁选,可获得品位为63.00%、回收率为54.80%的铁精矿,并使稀土和铌在弱磁选尾矿中富集。