| 摘 要： | 该研究是针对我国离子型稀土产业环境污染问题,提出采用无氨浸矿与无皂化萃取分离方案,实现离子型稀土资源绿色高效提取、清洁分离。课题从离子型稀土矿山渗流场理论及应用、离子型稀土数字矿山、离子型稀土新型浸矿剂、无氨氮排放-水系循环稀土洁净萃取分离技术集成三个主要方面展开研究。通过近两年研究,在离子型稀土矿山渗流场理论及应用方面,已建立离子型稀土原地浸矿开采的一维稳定渗流模型,确定了单宽渗流量与渗透系数和特征参数C1的相关性,定量描述了特征参数C1的绝对值随底板坡度、注液井压力水头h1、水平间距L关系;解析了离子型稀土矿土浸泡后的强度特性及其物理性质随时间变化而产生的差异;掌握了渗流过程微颗粒迁移规律以及土样渗透系数随水力梯度的变化规律。通过收集不同稀土矿山矿区的地质资料和补充实测,建立全矿区矿床地质数据库,为矿山地形地质模型、矿体实体模型等提供基本数据;并据此建立地表模型、围岩模型、矿床模型,基本实现矿山三维地质建模,可以真实形象的显示地表模型、地层、构造、矿体;创建了矿体块体模型和品位模型,实现了矿床块段建模及储量统计;设计了一套无线传感器自动控制注液的物联网方案,对智能注液可实施性进行了论证;确定数据采集方案和统计影响因素权重,建立了离子型稀土矿山滑坡危险性评价模型;制定了龙南稀土足洞试验矿区开采方案;并提出品位实时动态显示方案和经济效益分析方案、室内相似模拟实验方案。通过可溶性盐的遴选与实验验证,结合离子型稀土矿浸出液流出曲线,筛选出可用于离子型稀土矿山的无氨复合浸矿剂,稀土浸出率达100%,且成本低,实现了矿山资源提取无氨化。利用P507萃取稀土、N235萃取酸的特性,设计了P507-N235无皂化萃取分离稀土方案。优化后的有机相成分为:30%~35%P507+25%~30%N235+0~20%熿化煤油+45%~25%环己烷。测定了复全萃取体系稀土萃合物的组成为REA3(?R3N?HA)?3R3NHCl;研究了复合萃取剂对稀土元素的萃取分离规律,证明了体系中稀土元素呈正序萃取,符合镧系收缩规则。进行了复合萃取剂负载稀土反萃取研究,发现水能反萃负载有机相中的轻稀土,利用草酸沉淀,制备出砂状稀土化合物。
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