稀土離子在黏土礦物表面的吸附、遷移與解吸機(jī)制.pdf

1、富含中重稀土元素的離子吸附型稀土資源對(duì)于發(fā)展高新技術(shù)起著非常重要的作用。但在其開發(fā)過程中仍然存在提取效率不高、環(huán)境影響普遍等關(guān)鍵問題。這些問題的解決還有賴于我們對(duì)稀土提取的真實(shí)機(jī)理和浸礦劑的具體行為的了解。為此，本研究針對(duì)離子吸附型稀土在粘土表面的吸附、遷移和浸出特點(diǎn)作更深入的研究，以尋找能夠解決上述問題的新觀點(diǎn)和新方法。具體內(nèi)容包括：
　　比較研究了粗細(xì)兩組粘土礦物對(duì)稀土離子的吸附等溫線，以及稀土離子在粗細(xì)顆粒礦物之間的遷移。結(jié)

2、果表明：黏土礦物對(duì)稀土離子的吸附均呈優(yōu)惠吸附，但吸附能力和飽和吸附容量隨顆粒的減小而提高。因此，稀土離子可以從粗粒徑的粘土礦物遷移至細(xì)粒徑的粘土礦物，且在pH偏中性條件下遷移效果最好。隨時(shí)間的加長(zhǎng)，遷移程度由大變小最后趨于穩(wěn)定。這對(duì)于理解離子吸附型稀土成礦過程具有指導(dǎo)意義。
　　系統(tǒng)比較了不同濃度的八種無機(jī)鹽（分別包含NH4+、Na+、K+三種陽離子和Cl-、NO3-、SO42-三種陰離子）對(duì)離子吸附型稀土的浸取率，并與鹽浸取和后

3、續(xù)水浸洗各階段的礦物表面Zeta電位和浸取劑殘留量進(jìn)行關(guān)聯(lián)?；陬w粒表面雙電層模型，討論陽離子和陰離子在雙電層中的分布以及對(duì)稀土浸出的貢獻(xiàn)。結(jié)果證明：稀土浸取率與顆粒表面zeta電位絕對(duì)值的增幅有正相關(guān)關(guān)系，而它們又與電解質(zhì)陽離子的水合離子半徑成反比，也與陰離子的水合離子半徑成反比，說明在浸取過程中陰陽離子對(duì)稀土的浸取均有直接貢獻(xiàn)。根據(jù)顆粒固液界面的雙電層理論，可以認(rèn)為陰陽離子均是以水合離子形式進(jìn)入Gouy- Chapman模型的緊密層

4、，并將緊密層中的稀土交換出來。其中陽離子是交換稀土離子的主力，而陰離子滲入到緊密層則可顯著提高礦物表面電位，帶入更多陽離子，從而促進(jìn)稀土的浸出。進(jìn)入緊密層的陰陽離子在后續(xù)水浸洗過程中的撤離能力或顆粒表面zeta電位絕對(duì)值的下降速度則與它們的水合離子半徑成正比。其中，陰離子的撤離速度最快，浸取1-2次即可，但也與陽離子的撤離速度相關(guān)。在試驗(yàn)的8種無機(jī)鹽中，硫酸銨是效率最高、流失速度最慢的浸礦試劑。
　　采用低濃度硫酸銨溶液以柱上淋洗