CN107217141A - 离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法 - Google Patents

离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107217141A
CN107217141A CN201710370830.7A CN201710370830A CN107217141A CN 107217141 A CN107217141 A CN 107217141A CN 201710370830 A CN201710370830 A CN 201710370830A CN 107217141 A CN107217141 A CN 107217141A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mrow
msub
msubsup
rare earth
msup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710370830.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107217141B (zh
Inventor
秦磊
王观石
曹小晶
彭陈亮
邱廷省
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi University of Science and Technology filed Critical Jiangxi University of Science and Technology
Priority to CN201710370830.7A priority Critical patent/CN107217141B/zh
Publication of CN107217141A publication Critical patent/CN107217141A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107217141B publication Critical patent/CN107217141B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/12—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
    • C22B3/14—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions containing ammonia or ammonium salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00—Obtaining rare earth metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法，适用于原地浸矿注液浸取剂溶液的参数设计和母液回收过程工艺的监控。本发明包括第一步：杯浸试验；第二步：计算矿体化学平衡常数K和反应物的摩尔比n；第三步：测试土体参数；第四步：测试浸取液中稀土离子浓度；第五步：理论铵根离子临界摩尔浓度计算；第六步：原地浸矿工艺中铵根离子临界摩尔浓度计算。本发明为监控原地浸矿过程中稀土离子的运动轨迹提供了可行的方法，同时也为浸取剂的注液浓度提供了科学合理的依据。结果表明，在浸取过程中添加计算的铵根离子临界摩尔浓度时，反应平衡后浸取液中稀土离子浓度与原浓度的变化率小于5％。

Description

离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法
技术领域
本发明涉及离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法，适用于原地浸矿注液浸取剂溶液的参数设计和母液回收过程工艺的监控。
背景技术
原地浸矿工艺具有资源回收率高、绿色、环保、适应性强等优点，对于成矿面积非常大和单位面积内资源量非常小的离子型稀土资源，原地浸矿工艺具有难以被其它工艺完全替代的优势，已成为国家大力推广应用的离子型稀土矿开采工艺。原地浸矿工艺是在稀土矿区内按照一定的孔网参数布置注液孔，通过注液孔向矿体内注入浸取剂溶液，使其与稀土离子发生交换反应，再通过注液孔注入上清液，稀土离子进入上清液中形成稀土母液，稀土母液从收液工程流出，用沉淀剂沉淀母液中的稀土，实现资源回收的目的。
显然，影响稀土资源回收的因素很多，主要包括浸取剂的性质，注液系统的布置，收液系统的布置，以及稀土母液在矿土流动过程中发生的再吸附作用。在这些因素中大部分可以通过工程直接控制浸取剂的效果，只有再吸附作用发生在工程内部，只能通过监控推测相应的效果。
前人已通过研究发现，再吸附作用的影响因素主要包括：矿土原矿品位，母液中稀土离子浓度和铵根离子浓度。认为当矿土原矿品位和稀土离子浓度为定值时，铵根离子浓度必须要大于某一值，否则母液中的稀土离子会再次吸附到矿土中去，这种现象称之为原地浸矿再吸附现象，此时铵根离子浓度的值，称之为再吸附作用铵根离子临界浓度。
母液中的稀土离子在矿土中发生再吸附作用的实质是：稀土离子与铵根离子发生置换反应，当铵根离子浓度较高时，稀土矿体表面的稀土离子被铵根离子置换下来，进入到母液中；当铵根离子浓度较低时，母液中的稀土离子进入到稀土矿土表面，发生再吸附现象。整个再吸附过程是一个可逆发应过程。本文明将某一具体地方的离子型稀土矿土作为一个整体，得到浸取剂(用铵盐表示)与稀土离子的反应方程式：
关系式(1)中：B·RE(ads)为吸附态的稀土离子化合物；为溶液中的铵根离子；NH4(ads)为吸附态的铵根离子；为溶液中的稀土离子；n为反应物的摩尔比。
化学平衡常数:
关系式(2)中：K为化学平衡常数；为溶液中游离的稀土离子摩尔浓度，单位：mol/L；为溶液中铵根离子摩尔浓度，单位：mol/L；为吸附态的稀土离子摩尔浓度，单位：mol/L；为吸附态的铵根离子摩尔浓度，单位：mol/L。
可以通过关系式(2)的化学平衡常数，计算某一具体离子型稀土矿在进行原地浸矿过程中的发生再吸附作用时的铵根离子临界浓度。
在推广原地浸矿工艺的10余年中，工程技术人员根据他们的工作经验总结了关于在原地浸矿过程中避免出现再吸附现象的经验：①注液时硫酸铵的质量浓度维持在2％～4％，可以保证出液时母液中含有较高质量浓度的铵根离子；②在收液尾期，注顶水冲洗矿土时，顶水中仍然含有一定量的铵根离子，避免浸出液中的稀土离子再吸附到矿土中。但在整个工艺工程中，缺少了监控环节，无法知道稀土离子是否发生再吸附过程，同时也缺少对铵根离子浓度的量化标准，无法明确工艺参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法。
本发明的技术方案：一种离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法，包括以下步骤：
第一步：杯浸试验；
测试稀土原矿品位α，取稀土原矿置于反应器皿中，按液固体积比4—6加入硫酸铵溶液，在温度20℃时，搅拌反应24小时，测试浸出液中稀土离子摩尔浓度和铵根离子摩尔浓度；
第二步：计算矿体化学平衡常数K和反应物的摩尔比n；
根据杯浸试验结果，对关系式(2)，即进行公式转化后取对数，得到关系式(3)，对关系式(3)进行线性拟合，得到化学平衡常数K和反应物的摩尔比n，
第三步：测试土体参数；
用现有常规手段测试土体的密度ρ和孔隙比e；
第四步：测试浸取液中稀土离子浓度；
通过现有偶氮砷III比色法，测试浸取液中稀土离子的摩尔浓度
第五步：理论铵根离子临界摩尔浓度计算；
取稀土矿土置于反应器皿中，按液固体积比4—6加入含有稀土离子的硫酸铵溶液进行浸矿反应；此时，矿土稀土品位对应的稀土离子摩尔浓度可由关系式(4)表示：
关系式(4)中：Vl-s为液固体积比；为矿土中稀土品位对应的摩尔浓度，单位：mol/L；为稀土氧化物相对分子量；α为原矿品位，单位：％；ρ为稀土矿密度，单位：Kg/m3；
将关系式(4)代入关系式(2)，整理得到理论铵根离子临界摩尔浓度的表达式(5)
关系式(5)中:为铵根离子临界摩尔浓度，单位：mol/L；
第六步：原地浸矿工艺中铵根离子临界摩尔浓度计算；
原地浸矿过程中浸取每方矿需要消耗的溶液体积即为每方矿中所含的空隙体积，即体积为V的矿需要消耗Vv体积的硫酸铵溶液；此时，原地浸矿工艺中矿土品位对应的稀土离子摩尔浓度可以用关系式(6)表示：
关系式(6)中：V为稀土矿量，单位：m3；VV为稀土矿空隙体积，单位：m3；e为孔隙比；
将关系式(6)代入关系式(2)，并进行公式转换，得到原地浸矿工艺中铵根离子临界摩尔浓度的表达式(7)：
所述的杯浸试验是取八份稀土原矿，每份10g置于八个反应器皿中，分别加入质量浓度为0.05％，0.1％，0.2％，0.3％，0.4％，0.5％，1％，2％的硫酸铵溶液进行测试。
本发明综合考虑各种情况，以化学反应平衡常数为出发点，考虑现场实际情况，提出了发生再吸附现象时铵根离子临界摩尔浓度的计算方法，为监控原地浸矿过程中稀土离子的运动轨迹提供了可行的方法，同时也为浸取剂的注液浓度提供了科学合理的依据。结果表明，在浸取过程中添加计算的铵根离子临界摩尔浓度时，反应平衡后浸取液中稀土离子浓度与原浓度的变化率小于5％。
具体实施方式
本发明从化学反应平衡这个理论出发，对再吸附作用时硫酸铵溶液的临界浓度进行理论计算，既可以在工程中直观的反映稀土离子的运动轨迹，又可以为注液时硫酸铵溶液的注液浓度提供理论参考，为工程的标准化提供可靠的依据，对现实生产具有重要作用。
本发明在赣南某稀土矿区进行不公开实验，从现场采取不同地点的矿样，进行混合，制备成具有代表性的赣南离子型稀土矿样。对该矿样进行杯浸试验取得反应平衡常数K和反应物的摩尔比n，并以计算的铵根离子临界摩尔浓度为条件进行杯浸试验，验证计算结果的准确性。具体的实施步骤如下：
第一步：杯浸试验
测试得到离子型稀土矿土的品位0.988‰。取八份稀土原矿，每份10g置于八个反应器皿中，分别加入质量浓度为0.05％，0.1％，0.2％，0.3％，0.4％，0.5％，1％，2％的硫酸铵溶液30g，在20℃时，搅拌反应24小时。测试得到浸出液中稀土离子摩尔浓度和铵根离子摩尔浓度。
第二步：计算矿体反应平衡常数K和反应物的摩尔比n
根据关系式(3)，拟合杯浸试验结果，得到反应平衡常数K为0.09629，反应物的摩尔比n为1.8624，相关系数R2为0.9824。
第三步：测试土体参数
用常规手段测试土体参数，得到矿土的密度ρ为1.51g/cm3,孔隙比e为1.01。
第四步：测试浸取液中稀土离子摩尔浓度
通过现有偶氮砷III比色法，测试浸取液中稀土离子的摩尔浓度为10-5～10-2mol/L，原地浸矿过程中不同的出样时间稀土离子摩尔浓度为变量。
第五步：理论铵根离子临界摩尔浓度计算
将稀土品位α为0.988‰的矿土置于实验室反应器皿中，按液固体积比Vl-s为4.53加入含有稀土离子摩尔浓度为的硫酸铵溶液进行浸矿反应。将矿土密度ρ为1.51g/cm3，稀土氧化物相对分子量为300，代入公式(4)，此时，矿土稀土品位对应的稀土离子摩尔浓度为：0.0023mol/L。
将反应平衡常数K为0.09629，反应物的摩尔比n为1.8624，矿土密度ρ为1.51g/cm3，矿土品位α为0.988‰，代入关系(5)，得到理论铵根离子临界摩尔浓度用浸取液中稀土离子摩尔浓度表示为：
第六步：原地浸矿工艺中铵根离子临界摩尔浓度计算
将矿土密度ρ为1.51g/cm3，孔隙比e为1.01，矿土品位α为0.988‰，稀土氧化物相对分子量为300，代入公式(6)，得到矿土品位对应的稀土离子摩尔浓度：0.0198mol/L。
将反应平衡常数K为0.09629，反应物的摩尔比n为1.8624，矿土密度ρ为1.51g/cm3，孔隙比e为1.01，矿土品位α为0.988‰，代入关系(7)，得到原地浸矿工艺中铵根离子临界摩尔浓度用浸取液中稀土离子摩尔浓度表示为：
实验效果：
本发明对赣南的矿样进行杯浸试验，验证在铵根离子临界浓度下，溶液中稀土离子浓度的变化情况。试验分A、B、C、D、E五组进行，分别对A、B、C、D、E五组按照浸取液中稀土离子摩尔浓度0.002mol/L，0.004mol/L，0.006mol/L，0.008mol/L，0.01mol/L，液固体积比为Vl-s为4.53，计算铵根离子临界摩尔浓度为0.0010mol/L，0.0030mol/L，0.0055mol/L，0.0086mol/L和0.012mol/L进行杯浸验证试验。其他具体参数和试验结果见表1。表1结果表明，将计算的铵根离子临界摩尔浓度为条件进行验证试验，最终溶液中稀土离子的摩尔浓度变化率分别为：0％，2.5％，1.67％，2.5％和2％，均小于5％。说明本发明的计算方法与实际情况较接近，具有较高的实用价值。
表1
。

Claims (2)

1.一种离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法，其特征是：包括以下步骤：
第一步：杯浸试验；
测试稀土原矿品位α，取稀土原矿置于反应器皿中，按液固体积比4—6加入硫酸铵溶液，在温度20℃时，搅拌反应24小时，测试浸出液中稀土离子摩尔浓度和铵根离子摩尔浓度；
第二步：计算矿体化学平衡常数K和反应物的摩尔比n；
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>n</mi> <mo>+</mo> </msup> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <msub> <mi>NH</mi> <mrow> <mn>4</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> </mrow> <mi>n</mi> </msubsup> </mrow> <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <msubsup> <mi>NH</mi> <mrow> <mn>4</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>*</mo> </msubsup> </mrow> <mi>n</mi> </msubsup> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
根据杯浸试验结果，对关系式(2)，即进行公式转化后取对数，得到关系式(3)，对关系式(3)进行线性拟合，得到化学平衡常数K和反应物的摩尔比n，
<mrow> <mi>log</mi> <mfrac> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>n</mi> <mo>+</mo> </msup> </msubsup> </mrow> </msub> <mrow> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>R</mi> <mo>,</mo> <msup> <mi>E</mi> <mrow> <mn>3</mn> <mo>+</mo> </mrow> </msup> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>n</mi> <mo>+</mo> </msup> </msubsup> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mi>log</mi> <mi> </mi> <mi>K</mi> <mo>-</mo> <mi>n</mi> <mi> </mi> <mi>log</mi> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <msubsup> <mi>NH</mi> <mn>4</mn> <mo>+</mo> </msubsup> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <msubsup> <mi>NH</mi> <mrow> <mn>4</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> </mrow> </msub> </mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <msubsup> <mi>NH</mi> <mrow> <mn>4</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
第三步：测试土体参数；
用现有常规手段测试土体的密度ρ和孔隙比e；
第四步：测试浸取液中稀土离子浓度；
通过现有偶氮砷III比色法，测试浸取液中稀土离子的摩尔浓度
第五步：理论铵根离子临界摩尔浓度计算；
取稀土矿土置于反应器皿中，按液固体积比4—6加入含有稀土离子的硫酸铵溶液进行浸矿反应；此时，矿土稀土品位对应的稀土离子摩尔浓度可由关系式(4)表示：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>*</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>*</mo> <mi>&amp;rho;</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>Mr</mi> <mrow> <msub> <mi>RE</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>O</mi> <mn>3</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mo>-</mo> <mn>3</mn> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
关系式(4)中：Vl-s为液固体积比；为矿土中稀土品位对应的摩尔浓度，单位：mol/L；为稀土氧化物相对分子量；α为原矿品位，单位：％；ρ为稀土矿密度，单位：Kg/m3；
将关系式(4)代入关系式(2)，整理得到理论铵根离子临界摩尔浓度的表达式(5)
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <msubsup> <mi>NH</mi> <mn>4</mn> <mo>+</mo> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Mr</mi> <mrow> <msub> <mi>RE</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>O</mi> <mn>3</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mo>-</mo> <mn>3</mn> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>n</mi> <mo>+</mo> </msup> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>nC</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>n</mi> <mo>+</mo> </msup> </msubsup> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mi>n</mi> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mo>*</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>*</mo> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>*</mo> <mi>K</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
关系式(5)中:为铵根离子临界摩尔浓度，单位：mol/L；
第六步：原地浸矿工艺中铵根离子临界摩尔浓度计算；
原地浸矿过程中浸取每方矿需要消耗的溶液体积即为每方矿中所含的空隙体积，即体积为V的矿需要消耗Vv体积的硫酸铵溶液；此时，原地浸矿工艺中矿土品位对应的稀土离子摩尔浓度可以用关系式(6)表示：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>*</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>*</mo> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>*</mo> <mi>V</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>Mr</mi> <mrow> <msub> <mi>RE</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>O</mi> <mn>3</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>V</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>*</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>*</mo> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>e</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <msub> <mi>Mr</mi> <mrow> <msub> <mi>RE</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>O</mi> <mn>3</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <mi>e</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
关系式(6)中：V为稀土矿量，单位：m3；VV为稀土矿空隙体积，单位：m3；e为孔隙比；
将关系式(6)代入关系式(2)，并进行公式转换，得到原地浸矿工艺中铵根离子临界摩尔浓度的表达式(7)：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <msubsup> <mi>NH</mi> <mn>4</mn> <mo>+</mo> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Mr</mi> <mrow> <msub> <mi>RE</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>O</mi> <mn>3</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <mi>e</mi> <mo>*</mo> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>n</mi> <mo>+</mo> </msup> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>nC</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>RE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>a</mi> <mi>q</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>n</mi> <mo>+</mo> </msup> </msubsup> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mi>n</mi> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mo>*</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>*</mo> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>e</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>*</mo> <mi>K</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow>
2.根据权利要求1所述的一种离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法，其特征是：所述的杯浸试验是取八份稀土原矿，每份10g置于八个反应器皿中，分别加入质量浓度为0.05％，0.1％，0.2％，0.3％，0.4％，0.5％，1％，2％的硫酸铵溶液进行测试。
CN201710370830.7A 2017-05-24 2017-05-24 离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法 Active CN107217141B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710370830.7A CN107217141B (zh) 2017-05-24 2017-05-24 离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710370830.7A CN107217141B (zh) 2017-05-24 2017-05-24 离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107217141A true CN107217141A (zh) 2017-09-29
CN107217141B CN107217141B (zh) 2018-09-28

Family

ID=59945174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710370830.7A Active CN107217141B (zh) 2017-05-24 2017-05-24 离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107217141B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108319791A (zh) * 2018-02-09 2018-07-24 江西理工大学 离子型稀土原地浸矿的浸矿剂浓度计算方法
CN110195158A (zh) * 2019-06-26 2019-09-03 江西理工大学 以矿石体积为依据的离子型稀土分区注液方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102747222A (zh) * 2012-07-20 2012-10-24 武汉工程大学 风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂
CN102796867A (zh) * 2012-08-31 2012-11-28 江西理工大学 离子型稀土矿除杂的方法
CN103397183A (zh) * 2013-08-08 2013-11-20 韦祖森 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土金属氧化物的方法
CN103509943A (zh) * 2013-10-25 2014-01-15 武汉工程大学 一种风化壳淋积型稀土矿残余液回收稀土的方法
CN103789561A (zh) * 2014-02-25 2014-05-14 武汉工程大学 一种风化壳淋积型稀土矿复合浸取剂
CN104694746A (zh) * 2015-03-25 2015-06-10 江西理工大学 一种离子吸附型稀土原地浸矿的方法及其浸矿系统
CN105803226A (zh) * 2016-03-25 2016-07-27 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土及铝的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102747222A (zh) * 2012-07-20 2012-10-24 武汉工程大学 风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂
CN102796867A (zh) * 2012-08-31 2012-11-28 江西理工大学 离子型稀土矿除杂的方法
CN103397183A (zh) * 2013-08-08 2013-11-20 韦祖森 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土金属氧化物的方法
CN103509943A (zh) * 2013-10-25 2014-01-15 武汉工程大学 一种风化壳淋积型稀土矿残余液回收稀土的方法
CN103789561A (zh) * 2014-02-25 2014-05-14 武汉工程大学 一种风化壳淋积型稀土矿复合浸取剂
CN104694746A (zh) * 2015-03-25 2015-06-10 江西理工大学 一种离子吸附型稀土原地浸矿的方法及其浸矿系统
CN105803226A (zh) * 2016-03-25 2016-07-27 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土及铝的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马荣骏: "《湿法冶金原理》", 30 September 2007, 冶金工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108319791A (zh) * 2018-02-09 2018-07-24 江西理工大学 离子型稀土原地浸矿的浸矿剂浓度计算方法
CN108319791B (zh) * 2018-02-09 2021-05-11 江西理工大学 离子型稀土原地浸矿的浸矿剂浓度计算方法
CN110195158A (zh) * 2019-06-26 2019-09-03 江西理工大学 以矿石体积为依据的离子型稀土分区注液方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107217141B (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiao et al. Leaching characteristics of ion-adsorption type rare earths ore with magnesium sulfate
US11891678B2 (en) Method for optimizing liquid injection process of ionic rare earth ore
Zhengyan et al. Leaching hydrodynamics of weathered elution-deposited rare earth ore with ammonium salts solution
CN106939374B (zh) 离子型稀土原地浸矿硫酸铵注液质量浓度的计算方法
Ré et al. Fluid–rock interactions in CO2-saturated, granite-hosted geothermal systems: Implications for natural and engineered systems from geochemical experiments and models
CN102747222A (zh) 风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂
CN107217141B (zh) 离子型稀土原地浸矿再吸附铵根离子临界浓度的计算方法
CN108319791A (zh) 离子型稀土原地浸矿的浸矿剂浓度计算方法
Vo et al. Ion chromatography analysis of advanced ion management carbonate coreflood experiments
CN109082543B (zh) 风化壳淋积型稀土矿强化浸出的复合浸取剂
CN113051843B (zh) 一种砂岩型铀矿co2+o2地浸采铀的反应运移数值模拟方法
WO2015121684A1 (en) Sequestration of lithium
Truex et al. Conceptual Model of Iodine Behavior in the Subsurface at the Hanford Site
CN104711439A (zh) 一种利用混合有机酸作浸出剂的地浸采铀方法
CN111180017B (zh) 离子型稀土浸矿剂用量的计算方法
CN107190144B (zh) 离子型稀土原地浸矿硫酸铵用量的计算方法
CN110195158B (zh) 以矿石体积为依据的离子型稀土分区注液方法
CN110157905B (zh) 以资源储量为依据的离子型稀土矿分区注液方法
CN112381117B (zh) 基于常规水化学的煤矿突水水源混合比例计算及动态监测方法
Fischer Standard potentials (Eo) of iron (III) oxides under reducing conditions
CN106498188A (zh) 离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺
CN115612869B (zh) 一种中性地浸铀矿山二次强化浸出方法
Drake et al. Investigation of sulphide production in core-drilled boreholes in Äspö Hard Rock Laboratory
CN107268031B (zh) 重稀土类金属的电化学回收方法
Zhu et al. Electrochemical Corrosion Characteristics of 316L Stainless Steel in Simulated Coastal Gold Mine Wastewater under Different pH

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant