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磷矿中蕴含着丰富的稀土资源,在常规湿法磷酸生产过程中,稀土的浸出率较低。由于磷矿石中杂质成分复杂,在酸浸过程稀土的浸出规律是否与杂质的浸出有一定的相关性,是否会对稀土的浸出率产生影响,是本论文需要研究的主要问题。因此论文详细研究了稀土与杂质在不同酸体系下的浸出规律,并结合稀土及杂质化学反应热力学的基础理论,深入分析磷矿酸浸过程稀土与杂质浸出的相关性,为稀土的综合回收提供理论依据。通过热力学计算分析,结果表明:氟磷灰石与H3PO4反应生成Ca(H2PO4)2的反应较与H2SO4反应生成CaSO4?2H2O的反应更易进行。因此,当硫磷混酸浸出磷矿时,先反应生成Ca(H2PO4)2,生成的Ca(H2PO4)2再与H2SO4生成CaSO4?nH2O。硫磷混酸浸出磷矿时,RE3+易与H2PO4-、PO43-反应生成可溶性的REH2PO42+和溶度积较小的REPO4,因此稀土在磷酸溶液中主要以REH2PO42+的形式存在。杂质组分F可能与稀土反应生成不溶性的REF3,CaO会以CaSO4?nH2O形式结晶析出,因此F、CaO可能是造成稀土在磷酸溶液中分布比例低的原因。稀土及杂质在不同酸体系下浸出规律的研究表明:CaO是影响∑REO在磷酸溶液中分布的主要杂质,二者之间呈现一定的正相关性。当CaO进入磷酸溶液中的分布比例低时,∑REO的浸出率也低;当CaO进入磷酸溶液中的分布比例高时,∑REO的浸出率高。浸出过程中∑REO的浸出率没有因F的浸出率增加而降低,主要是因为F以HF的形式存在并与SiO2反应生成氟硅酸盐,不会生成REF3的酸不溶物,因此F不是造成∑REO浸出率低的原因。不同的矿石在浸出过程中稀土与杂质的浸出规律相似,说明磷矿中的稀土和杂质进入磷酸溶液中的原理相同。硫磷混酸分步浸出有利于稀土向磷酸溶液中富集,在磷酸浓度为8.6mol/L,浸出时间3h,硫酸过量系数1.00,温度80℃,液固比6:1的条件下,织金、矾山磷矿中的∑REO浸出率分别为62.73%、51.97%。溶液性质对稀土浸出结果显示:浸出液酸度和粘度对稀土在磷酸溶液中的分布有显著的影响。在硫磷摩尔比为1:2范围内,随着硫磷摩尔比的增大,溶液酸度增加,稀土浸出率随之增加;当摩尔比超过1:2,溶液粘度急剧升高,对稀土的浸出起阻滞作用。为了获得较理想的∑REO浸出率应选择适宜的硫磷摩尔比。