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冶金百科 | 稀土冶金的主要方法 - 离子吸附型稀土矿工业提取方法

2023-12-11 10:40:21 来源：中冶有色技术网
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简介：离子吸附型稀土矿的主体是岩浆型花岗岩或火山岩等风化后形成的各类矿物，包括石英、钾长石、斜长石、高岭土、蒙脱土和白云母等，所以原矿的化学成分以SiO为主，约占70%;其次是AlO，约占15%;矿物中还含有少量的铁、钙、镁、钾等其他元素，约占10%。其中高岭土、蒙脱土和白云母等为黏土矿物，矿物表面分子中氧原子核外有孤电子对，且存在铝氧八面体中铝被硅镁取代的现象，所以高岭土等黏土矿物通常呈负电性，能通过静电作用吸附阳离子。

离子吸附型稀土矿的主体是岩浆型花岗岩或火山岩等风化后形成的各类矿物，包括石英、钾长石、斜长石、高岭土、蒙脱土和白云母等，所以原矿的化学成分以SiO2为主，约占70%;其次是Al2O3，约占15%;矿物中还含有少量的铁、钙、镁、钾等其他元素，约占10%。其中高岭土、蒙脱土和白云母等为黏土矿物，矿物表面分子中氧原子核外有孤电子对，且存在铝氧八面体中铝被硅镁取代的现象，所以高岭土等黏土矿物通常呈负电性，能通过静电作用吸附阳离子。离子吸附型稀土矿原矿的全相稀土品位一般为0.05%~0.3%，其中75%~95%的稀土元素是以离子的形态存在，并吸附于黏土矿物上，而余下部分的稀土元素则以水溶相、胶态相、矿物相的形式存在58°。吸附了稀土离子的高岭土和白云母可表示为：



这种硅铝酸盐矿物的静电作用力比较弱，当这些被吸附在黏土矿物上的稀土离子(离子相稀土)遇到化学性质活泼的阳离子(如Na+、K+、H+、Mg+、Ca2+、NH4+等)时，能被其交换解吸。因此，采用一定浓度的电解质溶液即可将离子相稀土交换和淋洗下来。以(NH4)2SO4为例，(NH4)2SO4中的NH4+能够置换矿物中呈离子吸附状态的稀土，具体的离子交换反应为：

式中，S表示固相;aq表示水溶液。

目前，工业上主要用于离子吸附型稀土矿提取的方法包括硫酸铵原地浸取法及硫酸铵堆浸法。对于一座稀土矿山，确定采用何种浸取方式，其决定因素主要有以下3个：(1)矿体底板的透水性。矿体底板的透水性是确定能否采用原地浸出的关键因素。矿体底板透水性好，浸出液大部分或全部渗漏到地下，收集不到浸出液，导致稀土资源浪费，在这种情况下如何做好原地浸出工艺的防漏工作是一个重点，因此在底板透水性好的情况下，不适宜用堆浸工艺。(2)矿体的渗透性。矿体的渗透性是决定能否采用原地浸出的另一个重要因素。矿体的渗透性差，浸出液无法在矿体中渗透流动和矿石中有价元素充分接触，则无法将有价稀土元素浸出。(3)矿床的地形地貌。矿山的地形地貌是否有利于浸出液自流和收集，也是一个重要因素。例如，对于某些盗采或前期开挖后的残次矿，由于不利于自然收集，同时本身矿体表面裸露，此时采用堆浸工艺不存在破坏植被的问题，同时该工艺稀土收率较高。再如，对于全覆式的稀土矿山，由于其存在矿体底板隔水层低于当地侵蚀基准面，或在坡脚处其矿体底界面在潜水面以下，此时也可考虑采用堆浸工艺。


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标签：
稀土冶金 稀土矿 离子吸附型稀土矿

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