稀土原地浸矿残留氨氮淋洗去除研究

江西省赣南地区离子型稀土资源丰富,素有“稀土王国”之称,其经原地浸矿的模式开采后,导致矿体中残留大量氨氮,易造成地表水和地下水氨氮超标。本研究以实验室柱淋洗模拟原位淋洗,探究去除赣南地区离子型稀土矿山原地浸矿后残留氨氮的可行性：以木质素磺酸钙(C20H24CaO10S2)、硫酸镁(MgSO4)和清水为淋洗剂,考察氨氮淋洗效果;通过设置不同淋洗剂浓度和淋洗速度优化淋洗条件;筛选淋洗方式并分析其对土壤不同结合态氨氮、pH、有机质等性质的影响。结果表明：C20H24CaO10S2和MgSO4最佳淋洗浓度均为 8 g/L;在1 mL/min的淋洗速度下,其对实际土壤中氨氮的淋出率分别为78.33%和92.16%,分别在第10个孔隙体积和第8个孔隙体积时低于15mg/L的稀土尾水直接排放标准（DB36 1016-2018）;相较于清水淋洗,C20H24CaO10S2和MgSO4主要淋洗脱除土壤中占比重较高的交换态氨氮;而C20H24CaO10S2淋洗后土壤pH和有机质含量提升;经不同淋洗方式筛选,C20H24CaO10S2和MgSO4浓度比为 1:1的复合淋洗剂既能高效处理土壤氨氮、有效调节土壤pH和土壤有机质,有利于离子型稀土矿原地浸矿土壤的氨氮治理以及矿山生态修复。     

离子型稀土原地浸矿场清水淋洗室内模拟试验研究

离子型稀土开采以硫酸铵为浸矿剂进行原地浸矿,大量的浸矿剂通过离子交换作用置换出稀土元素离子后,高浓度的氨氮则留存于稀土矿层土壤中。以广东某稀土矿区为研究对象,采用土柱模拟试验,对浸矿后的土柱体进行清水淋洗,研究了不同pH值浸矿剂、不同清水淋洗工艺特征下氨氮的解析规律。结果表明,以出水氨氮浓度达到《稀土工业污染物排放标准》(GB26451—2011)且变化平稳为淋洗终点,所用淋洗水量与矿样体积比在2.1～2.3倍,氨氮淋出率大于62%,硫酸盐淋出率大于58%,淋洗初期淋洗液氨氮浓度大幅下降,而后随着淋洗水量增加缓慢下降。研究结论为离子型稀土矿区土壤氨氮污染控制奠定一定理论基础。     

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OA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100~150mg/L,总氮150~200mg/L,出水水质氨氮<10mg/L,总氮<30mg/L,达到GB26451-2011排放标准,氨氮脱除率可达94.1%以上,总氮脱出率可达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。     

水淬渣吸附稀土氨氮废水试验研究

探讨了水淬渣处理稀土氨氮废水的工艺条件及作用机理。试验研究表明,当选用粒径为100目的水淬渣,投加量为1.5g,振荡60min处理浓度为127mg/L不调pH值的100mL稀土氨氮废水时,氨氮去除率可达60%。通过吸附平衡试验得出水淬渣对于氨氮的吸附曲线,较好地符合Freundlich吸附等温式。     

某铀尾矿库渗滤液综合处理工艺研究

针对含铀、锰、氨氮等多种污染物的铀尾矿库渗滤液,采用离子交换法回收铀、电絮凝除重金属和气膜回收氨氮工艺进行综合回收处理。验证了离子交换法回收铀的效果;考察了电絮凝法在不同原水pH、曝气时间和电絮凝时间等条件下,对铀、锰等重金属离子的去除效果;研究了在不同氨氮浓度下,气膜对废水中氨氮的分离效果。结果表明,树脂对铀的一级去除率可达95.7%;在不调整原水pH(pH=7.5)和不曝气的条件下,电絮凝效果较好,电絮凝5 min出水中的铀和锰质量浓度分别降至99.79μg/L和0.06 mg/L;当原水中氨氮质量浓度低于297.00 mg/L时,经过气膜一次处理对氨氮的去除率大于99%,出水氨氮质量浓度降至1.91 mg/L。该渗滤液综合处理工艺可实现铀和氨氮的回收,以及多类污染物的达标。     

离子型稀土原地浸矿水污染控制措施

离子型稀土原地浸矿采用硫酸铵作浸矿液,浸矿液渗入地下引起地下水氨氮等浓度增加,造成水体污染。根据源头控制、回收利用、监控应急的污染控制思路,提出了清污分流、人工防渗假底、三级监控收液、溪流水回收、监控应急、生态恢复、地下水长期监控等6项污染控制措施,供矿山设计、生产管理、研究人员参考。     

吹脱法处理稀土氯铵废水试验研究

运用吹脱法处理稀土氯铵废水，通过试验得到了吹脱的最佳工艺参数为pH=12、吹脱温度30 ℃，吹脱时间3 h，气液比6 000。在此条件下，氨氮去除效率为97.20％，吹脱后的废水氨氮浓度从12 017.6 mg/L降到336 mg/L，进一步采用二级吹脱和反渗透组合工艺可使废水达到国家达标排放。     

离子型稀土矿化学溶浸影响因素及其调控

离子型稀土矿性质复杂,稀土元素赋存状态特殊,特有的黏土矿物性质不利于稀土的化学溶浸,综合回收困难。为揭示离子型稀土矿化学溶浸影响机制,探寻溶浸过程优化调控措施,本文以江西龙南离子型稀土矿为研究对象,采用室内溶浸法模拟原地溶浸工艺过程,开展化学溶浸体系各因素的影响机制及其优化调控研究。结果表明浸出剂浓度越高、流速越快,稀土的浸出率越高,而原矿含水率过大、矿层高度过高均会影响稀土的浸出效率,进而降低稀土离子的浸出率和浸出母液浓度;采用正交试验法计算分析各因素的影响效应可得出各因素的交互影响关系,形成的较佳试验条件与单因素试验结果一致,当调控浸出剂浓度为4%、浸出剂用量180 mL、矿层高度211 mm,以及浸取剂流速为2 mL/min、顶水用量为20 mL、原矿含水率5%左右,可获得浸出率和稀土浓度均较高的浸出母液(浸出率97.87%、稀土浓度2.52 g/L)。通过调控稀土化学溶浸主因素,优化溶浸过程次因数的条件控制,可实现了离子型稀土矿的绿色高效提取,也丰富了稀土化学溶浸基础理论。     

Cyanex272作载体的乳状液膜提取稀土的研究

以新型萃取剂Cyanex272作乳状液膜的载体，从南方离子型稀土矿浸矿液中提取稀土。采用单因子循环法考察了膜溶剂、载体浓度、表面活性剂种类及浓度、油内比、内相酸度、料液浓度、水乳比、时间、温度等因素对提取率的影响，得到优化的膜配方及工艺条件。结果表明：对初步除杂的实际浸矿液，经一次间歇式富集,其稀土提取率大于99％，富集液中稀土浓度大于90g/L，提取效果好。     

广东某稀土浸出试验与除杂化学分析

某稀土中TREO离子相含量0.1%,采用硫酸铵作浸出剂从浸出剂浓度、淋洗液固比和淋浸速度,做了相关的条件试验,并得出最佳浸出条件,同时针对稀土浸出液除杂问题从离子浓度层面做了相关的化学分析,在淋出液稀土浓度1.10 g/L,pH=4.21左右,杂质主要是Al_2O_3,含量0.42 g/L,试验既要满足使用碳酸氢铵有效的去除Al_2O_3,又能尽量减少碳酸稀土的沉淀而造成稀土的损失,通过溶液化学分析得到了最佳的除杂pH值为5.0,最终稀土沉淀作业回收率最高为99.706%的优良指标。     

电解去除废水中氨氮试验

稀土矿浸出废水含有大量硫胺,直接排放会导致地表水氨氮超标,引起环境污染。以实验室模拟配制的氨氮废水为原料,在初始pH为7、Cl^-浓度为500 mg/L、极板间距为3 cm、电压为20 V条件下电解3 h,氨氮浓度由100 mg/L降至10.91 mg/L,达到了国家排放标准。正交试验表明,影响氨氮电解去除效果因素的顺序为：电压>［Cl^-］>pH>极距。     

盐酸浸出白云鄂博选铁尾矿中经钙化焙烧的稀土

白云鄂博选矿厂现弱磁选-强磁选-浮选工艺的弱磁选尾矿再经钙化焙烧-弱磁选选铁后的尾矿REO含量为12.27%,主要成分为稀土氧化物和萤石,氟磷灰石、石英等少量。对盐酸浸出其中稀土氧化物的工艺条件进行了研究。结果显示,在盐酸浓度为1.5 mol/L,浸出温度为 45 ℃,液固比为10∶1 mL/g,浸出时间为60 min,搅拌速度为300 r/min情况下,稀土浸出率可达93.15%,氟浸出率仅为0.23%,表明在控制氟浸出的前提下稀土得到了高效浸出。     

硫脲—盐酸体系从稀土抛光粉废料中浸出回收稀土氧化物

基于稀酸溶液中Ce(Ⅳ)难溶而Ce(Ⅲ)易溶的特点,采用硫脲-稀盐酸体系还原浸出稀土抛光粉废料中稀土氧化物.考察了浸出温度、浸出时间、液固比(L/S)、盐酸浓度和硫脲用量对稀土抛光粉废料中铈浸出率的影响.结果表明:在盐酸浓度为4 mol/L、L/S为4.2、浸出温度90℃、浸出时间60 min、硫脲用量0.04 g/g...     

风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步回收稀土和铝的研究

提出了一种从风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步浸出回收稀土和铝的工艺。在40 ℃、液固比10∶1条件下用8 mol/L NaOH浸出除杂渣,铝浸出率约为96%,而稀土仍保留在滤渣中。再在40 ℃、液固比10∶1条件下用1 mol/L HCl浸出碱浸后的滤渣,稀土La和Y浸出率分别达87.09%和72.01%。酸浸液经草酸沉淀得草酸稀土,滤液与碱浸液混合得氢氧化铝,稀土和铝总回收率分别为78%和97%。该工艺对资源利用和环境保护具有重要意义。     

电解锰渣中氨氮的无废液脱除及稳定化研究

通过调控电解锰渣体系的含水率并辅以热风控制系统,构建半湿式非均相反应体系,研究了生石灰添加量、反应时间及锰渣含水率等因素对脱除电解锰渣中氨氮的影响。结果表明,在氨氮与生石灰(NH₄⁺/CaO)物质的量比为1∶3、含水率22.4%、反应时间260 min时,NH₄⁺-N去除率为95.6%,锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度为37.61 mg/L。此时添加多羟基磷酸盐作为稳定剂,当NH₄⁺/PO₄^3-物质的量比为1∶2时,经稳定化处理后的锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度满足污水综合排放标准(GB 8978—1996)一级标准限值(15 mg/L)。该工艺实现了电解锰渣中氨氮的零废液脱除,具有重要的工业应用价值。     

吹脱法处理稀土冶炼高氨氮废水试验

针对稀土冶炼产生的高氨氮废水,采用吹脱法进行单因素影响试验和正交试验,通过正交试验,可以得出在pH=11,温度为40℃,气液比为600:1,吹脱时间为60min时,氨氮去除率可以达到94.5%,吹脱后的废水氨氮浓度从2897mg/L降到159mg/L,试验表明吹脱法除氮处理工艺可作为脱氮除磷二级生物处理或一级强化处理的预处理,同时,也为工程实际提供参考。     

铜镉渣常温常压氧化氨浸工艺研究

以过硫酸铵为氧化剂, 氨为络合剂, 采用常温常压氧化氨浸工艺浸出铜镉渣中有价金属锌、镉和铜。对浸出过程工艺条件进行研究, 结果表明:在氨水浓度3.4 mol/L、铵离子浓度5.0 mol/L、(NH₄)₂S₂O₈浓度30 g/L、液固比5∶1、浸出时间60 min的条件下, 铜、镉的浸出率达到99%,同时锌的浸出率达到95%。     

高铝铁含量的低浓度稀土溶液利用研究

对西南某地含有少量稀土元素的高硫低品位稀有金属复合矿,采用硫酸铵溶液渗滤浸出获得了TREO含量约700mg/L,铜含量约400mg/L,铝含量高达10g/L、铁含量高达4.4g/L的浸出液。针对溶液高铝、高铁,稀土含量低及含铜的特点,采用铵盐预除铝获得硫酸铝铵副产品,进而沉淀除铁、铝,再采用硫化铵沉淀铜获得铜富集物,得到了可供进一步萃取富集或采用化学法制备稀土化合物的稀土溶液。试验结果表明,稀有金属复合矿中的离子型稀土浸出率达88.7%;采用铵盐预除铝-沉淀除铁、铝-除重金属工艺,可综合利用浸出液中的铝、铜,并获得良好的稀土回收效果。     

龙南足洞稀土矿区地下水水质特征及健康风险评价

随着长时间对离子型稀土矿的过度开采,其矿区及周边生态环境治理刻不容缓。为提供原地浸矿开采技术导致的矿区及周边地下水污染的修复科学依据,对龙南足洞稀土矿区地下水进行监测,运用修正的内梅罗指数法和健康风险模型进行地下水质综合评价和暴露风险评估。结果表明：浸矿期间污染物在地下水中的迁移缓慢,对浅层地下水的影响大。随着距离和时间的增长,污染物浓度降低。矿区内地下水水质极差,铅超标率为31.71%,硫酸根超标率为4.88%,氨氮超标率为53.66%,氨氮迁移距离为3500米。该地区地下水污染物健康风险指数依次为铅>氨氮>硝酸盐氮>亚硝酸盐氮,幼儿、儿童和成人非致癌风险指数超标率为7.32%、4.88%、0.48%。     

微波辅助盐酸浸出废弃荧光粉中的稀土元素钇和铕

某废弃荧光粉中含有49.63%的稀土氧化物，具有极大的回收利用价值。为实现该废弃荧光粉中稀土元素的快速高效浸出，对该废弃荧光粉进行了微波辅助盐酸浸出稀土元素Y和Eu的研究。浸出热力学计算结果表明，在273~373 K温度范围内红粉易于与酸反应，而绿粉、蓝粉不与酸进行反应，可通过酸浸法优先浸出红粉中的稀土元素Y和Eu。浸出试验结果表明；在微波功率为600 W，微波辐射时间为60 min，反应温度为60 ℃、盐酸浓度为4 mol/L、过氧化氢添加量为0.2 mL/g、液固比为7.5 mL/g的条件下，该废弃荧光粉中稀土元素Y和Eu的浸出率可达98.84%和88.72%，几乎实现了红粉中稀土元素的完全浸出，且与常规加热方式相比，微波辅助浸出在不降低浸出率的条件下可明显缩短反应时间，为废弃荧光粉中稀土元素的快速高效浸出提供了技术依据。