磷礦稀土在硫、磷混酸體系下的反應(yīng)機(jī)理研究.pdf

1、我國擁有豐富的稀土資源和磷資源，但稀土礦產(chǎn)資源和磷礦礦產(chǎn)資源都是一次性資源，開采使用后永不再生，而稀土和磷是國民經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略元素，磷礦中伴生稀土的綜合回收顯得尤為重要。因此，本文針對我國典型的含稀土磷礦的礦物學(xué)特征及硫磷混酸浸出過程稀土的分布規(guī)律和浸出機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)的研究，為我國含稀土磷礦的綜合開發(fā)利用提供必要的基礎(chǔ)理論依據(jù)。
　　通過對含稀土磷礦的礦物學(xué)性質(zhì)研究，結(jié)果表明，我國典型的含稀土磷礦貴州織金磷礦、河北礬山磷礦

2、、云南磷礦礦物組成和稀土含量有一定差別?？椊鹆椎V以膠磷礦和白云石為主，稀土總量最高，達(dá)到了0.118％；礬山磷礦以磷灰石和透輝石為主，稀土總量為0.093%，而云南磷礦以磷灰石和硅酸鹽為主，稀土含量最低，不足0.03%。三種磷礦石中，稀土均以鈰（CeO2）、鑭（La2O3）、釹（Nd2O3）、釔（Y2O3）為主，占到了稀土總量的85%以上，且均以輕稀土為主，其含量達(dá)到了60%以上，其中礬山磷礦石中輕稀土的含量高達(dá)81.56%。貴州織金磷

3、礦和云南磷礦中稀土主要賦存于含磷礦物中，而河北礬山磷礦中稀土除賦存于磷灰石外，在透輝石、赤鐵礦等脈石礦物中也有一定的賦存。貴州織金磷礦和河北礬山磷礦可能存在稀土的獨(dú)立礦物，但數(shù)量很微。
　　通過對含稀土磷礦在硫、磷混酸體系下浸出實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，硫酸和磷酸加入方式影響稀土的浸出率，先加入磷酸充分浸出礦石再加入硫酸生成磷石膏的浸出方式，有利于提高稀土在溶液中的浸出率；浸出過程，較高的溶液初始磷酸濃度、大的浸出液固比、提高浸出溫度以

4、及延長浸出時(shí)間，有利于提高稀土的浸出率。實(shí)驗(yàn)獲得的較佳浸出條件為，溶液初始磷酸濃度50%，硫酸過量系數(shù)1，液固比6:1，浸出溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間180min；在此條件下，P2O5的浸出率達(dá)到90%以上，∑REO的浸出率達(dá)到63.402%。
　　通過對含稀土磷礦在硫、磷混酸浸出體系下的反應(yīng)機(jī)理分析，結(jié)果表明，含磷礦物首先與H3PO4反應(yīng)生成Ca(H2PO4)2， Ca(H2PO4)2再與H2SO4反應(yīng)生成CaSO4·nH2O。先加入

5、H3PO4與磷礦顆粒充分反應(yīng)，在磷礦顆粒反應(yīng)界面附近形成的Ca(H2PO4)2產(chǎn)物膜層的可透性好，以類質(zhì)同象形式存在于磷礦中的稀土與H3PO4反應(yīng)生成的可溶性稀土磷酸鹽可透過膜層充分?jǐn)U散到溶液主體，此時(shí)再加入H2SO4，雖然溶液中Ca2+與SO42-生成CaSO4·nH2O的核晶速度較快，但硫酸鈣晶體對稀土的包裹作用降低，從而使溶液中稀土的回收率增加。同時(shí)，含稀土磷精礦在硫、磷混酸浸出體系下，磷石膏的晶體粒度較細(xì)，大多小于10μm，以針