从离子型稀土镁盐富集物中提取稀土工艺初探

以MgO为沉淀剂沉淀MgSO_(4)稀土浸出母液时,得到的稀土镁盐富集物REO总量较低,需要进一步除去杂质以沉淀富集稀土。以离子型稀土镁盐富集物为原料,进行碳化—酸溶—中和除杂—沉淀等工艺初步探索研究。结果表明:REO在碳化过程中的损失很少甚至可以忽略不计,有24.33%~30.9%MgO由稀土镁盐富集物转化进入碳化后液,在中和除杂过程中Fe去除率约99.5%,Al去除率约98.6%。以碳化后液为沉淀剂沉淀中和除杂后液得到碳酸稀土,经过灼烧,获得了符合《GB/T 20169—2015离子型稀土矿混合稀土氧化物》标准质量要求的稀土氧化物,该工艺总渣率为19.81%~23.22%,REO总收率平均89.43%。为了从离子型稀土镁盐富集物中提取稀土的工艺形成成套工艺技术,获取最优的工艺技术参数,有待于后续深入研究和优化。

四川省牦牛坪矿床外围氟碳铈矿-萤石-重晶石-方解石脉型稀土矿石的发现及其意义

四川省牦牛坪矿床是全球第三大稀土矿床(仅次于我国白云鄂博和美国芒廷帕斯),近期在其外围取得了找矿新突破——在龙家沟一带第四系(厚达50 m以上)之下探获了隐伏的两类厚大稀土矿体,第一类为氟碳铈矿-霓辉石-莹石-重晶石型,第二类为氟碳铈矿-萤石-重晶石-方解石型。其中,氟碳铈矿-萤石-重晶石-方解石型矿脉整体厚度(视厚度)超过100 m,稀土平均品位4.6%。经多晶X射线衍射分析,此类矿石主要由方解石(40%~75%)、萤石(25%~58%)、重晶石(5%~25%)和氟碳铈矿(1%~16%)组成。根据矿石的结构、构造及矿物组成,可将其形成分为早、晚两个阶段:早阶段矿石主要呈中粗粒结构,块状构造、斑杂状构造;晚阶段矿石呈中细粒角砾状构造、流动构造。此类品位高、易采选的新型矿体的发现,是新一轮找矿突破战略行动实施以来在稀土矿产勘查方面取得的重要突破。建议在牦牛坪矿床及其外围进一步开展寻找氟碳铈矿-萤石-重晶石-方解石脉型稀土矿体的地质找矿工作。

稀土熔盐电解渣回收利用技术现状及展望

稀土熔盐电解渣是熔盐电解制备稀土金属及其合金过程中产生的稀土基固废,含有丰富的稀土、氟和锂等资源。本文综述了从稀土熔盐电解渣中回收再利用有价金属的技术现状,介绍了物理法、酸法、碱法等工艺存在的技术优势及问题,着重分析了浓硫酸焙烧和氢氧化钠焙烧产业化技术存在的问题及未来的发展趋势,以期为资源化回收稀土熔盐电解渣提供参考。

熔盐电解渣磁选—焙烧—浸出提取稀土元素

以稀土熔盐电解渣为原料,提出了磁选—焙烧—浸出工艺提取稀土元素。全过程工艺考察结果表明,原料在100 mT的最佳磁场强度条件下,除铁率达到45.59%,非磁性相在焙烧浸出过程的最佳工艺条件为:焙烧温度750℃、CaO添加量30%、浸出温度25℃、盐酸浓度3 mol/L,全过程工艺的Nd、Pr的总回收率分别达到95.98%、96.15%。采用原位XRD表征结合热力学分析,明晰了焙烧过程矿相转化规律,发现在焙烧过程中REF_(3)与CaO反应生成REO,同时CaCl_(2)与CaO、REF_(3)先生成REOCl, REOCl再进一步转化为REO,提高焙烧温度能够减少难溶物相REOCl的生成,促进REF_(3)向易溶物相REO的转变,进而提高稀土浸出率。本研究可为稀土回收提供理论指导。

两级AO生化工艺在离子型稀土矿山小流域尾水处理站的工程应用

针对常规生物脱氮工艺脱氮效率低的问题,赣州稀土矿业公司采取两级AO生化工艺处理离子型稀土矿山小流域氨氮尾水,进水水质氨氮100~150 mg/L,总氮150~200 mg/L,出水水质氨氮<10 mg/L,总氮<30 mg/L,达到GB 26451—2011排放标准,氨氮脱除率可达94.1%以上,总氮脱除率可达85.9%,大大提高了脱氮效率,实现了氨氮废水达标排放。工程实践表明,本工艺处理效果良好和运行稳定,具有较好的社会与生态效益。

轻稀土离子水合物Re^(3+)(H_(2)O)_(n)(n=1~12,Re=La、Ce、Pr、Nd)的DFT研究

采用Material studio的DMol3模块研究了La^(3+)、Ce^(3+)、Pr^(3+)、Nd^(3+)四种离子的水合物Re^(3+)(H_(2)O)_(n)(n=1~12),分析了几何优化后的构型的几何结构、结合能、前线轨道、电荷、振动情况。结果表明:La^(3+)、Ce^(3+)、Pr^(3+)、Nd^(3+)四种轻稀土离子第一水化层的最小水合数分别为4、6、7、7;在相同水合数条件下,Re—O的平均键长大小顺序为La>Ce>Pr>Nd,Re^(3+)(H_(2)O)_(10)的Re—O平均键长约为2.6Å,轻稀土离子水合物的水化层半径约为3.22~3.59Å。轻稀土离子的水化反应为放热反应,当水分子配位数相同时,结合能大小顺序为La>Ce>Pr>Nd。电荷分析结果显示,水合反应过程中稀土离子得到电子,当第一水化层填满后,Re^(3+)(H_(2)O)_(n)性质逐渐趋于稳定,Re离子的电荷量在2e左右。前线轨道分析结果显示,不同于离子半径的变化,四种稀土离子自身的硬度大小顺序为La>Nd>P>Ce。模拟的La^(3+)(H_(2)O)_(n)的红外光谱显示,随着水分子数量的增加,V_(sym)和V_(asym)峰发生蓝移;当n大于10时,V_(sym)和V_(asym)峰不再发生蓝移,说明第一水化层外的水分子没有与La离子发生反应。

地下水抽出处理技术在离子型稀土矿山的工程应用

南方离子型稀土矿山在采用地浸工艺开采过程中,由于水文地质条件和浸矿母液的渗漏,对地下水环境造成一定的影响。为解决离子型稀土矿地下水污染问题,基于赣州稀土矿业有限公司矿山水文地质条件、无铵开采新工艺特点以及地下水与地表水补排关系,赣州稀土矿业有限公司提出一套新的地下水过程监管及末端治理措施处理工艺。针对边界矿区地下水末端治理,开展了小流域地下水抽出处理工程项目建设。根据地下水抽出系统项目运行效果,可以有效控制稀土开采活动对地下水环境的影响。工程实践表明,地下水抽出处理技术具有处理快速、适用性广,为有效解决离子型稀土矿山地下水污染防控提供了可靠的途径。

钕铁硼废料综合利用研究现状

介绍了钕铁硼废料的概况、钕铁硼废料的研究与利用现状并提出了建议。只有对钕铁硼废料进行综合利用,才能避免稀土资源的浪费,从而节约资源、保护环境。

工程建设项目已剥离的稀土资源堆浸生产实践

在南方离子吸附型稀土矿区,部分在建或拟建的工程建设项目剥离的土方中含有大量的稀土资源,此部分的稀土资源需要及时进行回收。在工程建设项目中,回收已剥离的稀土资源主要采取堆浸工艺,主要步骤为堆场建设、水冶车间建设、工艺操作等。实践证明,稀土抢救性回收堆浸工艺取得了较好的经济效益,回收了宝贵的国家战略性资源。

钕铁硼废料铁尾渣制备高品质氧化铁红

为实现钕铁硼废料铁尾渣的综合利用,提出一种从钕铁硼废料铁尾渣中制备高品质氧化铁红的方法,为铁红涂料的制备提供了新途径。该工艺主要包括酸溶还原净化除杂、晶种制备和氧化合成氧化铁红(α-Fe_(2)O_(3))等。在酸溶还原工序中,主要研究了还原剂种类和用量、硫酸用量、温度和p H值对铁浸出率的影响;在晶种制备和氧化合成过程中,探究了温度、通气量和晶种比对产物的晶体结构、晶体形貌和杂质含量的影响,并且通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析各阶段产品形貌。结果表明,以铁粉为还原剂,在温度为90℃、浓硫酸用量为理论用量的1.4倍、还原剂加入量为理论用量的1.1倍、pH值为5.0的条件下,铁的浸出率高达99.17%,得到了纯度较高的硫酸亚铁。在温度为15℃、通气量为10 L/h、晶种比为50%的条件下制备出纯度为95.45%的高品质氧化铁红产品,可作为工业级涂料的原材料。

离子型稀土矿削减氨氮污染问题的对策

离子型稀土矿是我国较为特殊的一类矿床类型,其形成与所处的地理纬度和气候息息相关。由于开采技术门槛不高,在当时国家政策的引导下,曾形成一波开采热潮。开采工艺经历了“池浸”、“堆浸”、“原地浸矿”工艺,浸矿体系也从钠盐浸矿逐渐转变为铵盐浸矿,伴随着四十多年稀土资源的开发利用,氨氮污染问题变得越来越突出。根据离子型稀土矿氨氮形成的特点,通过源头改变浸矿体系、建立防控体系、末端处置以及生态修复等手段,不断削减氨氮污染,为赣南离子型稀土矿的环境问题提供几点治理思路。

离子型稀土矿开采环境保护对策措施

根据南方离子型稀土地质条件和水文地质条件,探讨从其设计阶段、施工阶段、生产阶段、闭矿阶段提出全过程环境保护对策措施,以求更有效的控制离子型矿开采对环境的影响,为离子型稀土矿可持续发展提供助力。

碳酸氢铵沉淀法制备氧化镨钕粒度和形貌研究

以氯化镨钕溶液为原料液,碳酸氢铵为沉淀剂,在不同沉淀条件下制备氧化镨钕前驱体并焙烧制备了氧化镨钕,运用粒度分析和SEM等表征手段,研究了沉淀温度、沉淀时间、流比和搅拌速度对镨钕氧化物的粒度、形貌等物理性能的影响。结果表明沉淀温度为55℃,当沉淀时间为2h时,搅拌频率40Hz和45Hz,流比为1:2和1:3;当沉淀时间为3h时,搅拌频率45Hz,流比为1:4时,可制备出粒度为7~15μm氧化镨钕产品,满足客户要求。

稀土萃取分离中混合澄清槽的仿真模拟系统

稀土是现代工业中至关重要的战略性资源,稀土分离是稀土资源综合高效利用的重要基础。大量的稀土萃取分离实践经验表明,混合澄清槽的体积平衡和流量平衡问题对萃取分离生产线的控制至关重要,是构建稀土萃取分离智能控制系统的关键环节。随着生产线运行状态的调整变化,混合澄清槽中的两相体积和流量也在不断变化,并且这种变化具有显著的非线性和滞后性特征,槽体的体积平衡和流量平衡控制会直接影响萃取分离生产线输出的稀土产品质量。通过综合应用压强平衡、堰流模型、萃取平衡、非均相混合过程等多种理论模型,能够以数值计算的方法来模拟混合澄清槽的实际运行方式,并建立混合澄清槽的仿真模拟系统,为实际生产控制和智能化改造提供数据支持。

High-entropy(Sm_(0.2)Eu_(0.2)Gd_(0.2)Dy_(0.2)Er_(0.2))_(2)Hf_(2)O_(7) ceramic with superb resistance to radiation-induced amorphization

Nuclear engineering materials are required to possess outstanding extreme environmental tolerance and irradiation resistance.A promising novel pyrochlore-type of(Sm_(0.2)Eu_(0.2)Gd_(0.2)Dy_(0.2)Er_(0.2))2 Hf_(2)O_(7)high-entropy ceramic(HE-RE2 Hf_(2)O_(7))for control rod was prepared by solid-state reaction method.The ion irradiation of HE-RE_(2) Hf_(2)O_(7)with 400 keV Kr+at 400℃was investigated using a 400 kV ion implanter and compared with single-component pyrochlore Gd2 Hf_(2)O_(7)to evaluate the irradiation resistance.For HE-RE2 Hf_(2)O_(7),the phase transition from pyrochlore to defective fluorite is revealed after irradiation at 60 dpa.After irradiation at 120 dpa,it maintained crystalline,which is comparable to Gd2 Hf_(2)O_(7)but superior to the titanate pyrochlores previously studied.Moreover,the lattice expansion of HE-RE2 Hf_(2)O_(7)(_(0.2)2%)is much lower than that of Gd2 Hf_(2)O_(7)(0.62%),indicating excellent irradiation damage resistance.Nanoindentation tests displayed an irradiation-induced increase in hardness and a decrease in elastic modulus by about 2.6%.Irradiation-induced segregation of elements is observed on the surface of irradiated samples.In addition,HE-RE2 Hf_(2)O_(7)demonstrates a more sluggish grain growth rate than Gd2 Hf_(2)O_(7)at 1200℃,suggesting better high-temperature stability.The linear thermal expansion coefficient of HE-RE2 Hf_(2)O_(7)is 10.7×10-6 K-1 at 298–1273 K.In general,it provides a new strategy for the design of the next advanced nuclear engineering materials.

从离子型稀土硫酸镁浸出液中制备碳酸稀土的新工艺研究

针对现有从离子型稀土硫酸镁浸出液中沉淀稀土得到的稀土沉淀物稀土总量低的问题,以离子型稀土Mg SO_(4)浸出液为原料,进行了树脂的静态遴选、动态吸附-解吸、除Al及沉淀等工艺研究。结果表明,静态遴选出CL-P507为合适树脂,通过动态吸附-解吸,Mg SO_(4)浸出液中的Mg^(2+)能全部去除,稀土得到了富集,解吸后液中REO浓度最高可富集179倍,但是铝不能得到有效去除。以苯甲酸钠为除铝剂除去解吸后液中的铝,在试验条件下,铝去除率为99.89%,REO损失率仅为0.3%。以Na_(2)CO_(3)和Na HCO_(3)为沉淀剂,沉淀得到碳酸稀土产品,该产品烧成物REO总量为93.81%(质量分数),最终达到《GB/T 28882-2012离子型稀土矿碳酸稀土》标准的质量要求。成本分析表明,本工艺比传统工艺少1070 Yuan·t^(-1)REO,具有工业应用前景。