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针对离子型稀土原地浸矿中存在大量使用硫酸铵浸矿剂,导致氨氮在尾矿中残留造成环境污染的问题。本文在明晰氨氮在尾矿中的残留规律后进行绿色高效的除铵研究。首先制备不同硫酸铵用量的稀土尾矿,对尾矿进行异位淋洗和原位淋洗两种试验,探究氨氮在尾矿中的残留规律,优选淋洗方式;再根据氨氮残留规律,制定淋洗方案进行淋洗除铵试验,分析比较不同淋洗剂在不同浓度下的除铵效率;最后基于塔板理论研究氨氮在尾矿中的迁移过程,计算理论塔板高度,优化除铵方案。研究结论如下所示:(1)对不同硫酸铵用量下的尾矿进行原位淋洗和异位淋洗试验,结果发现氨氮在尾矿上残留规律以离子交换态氨氮为主(平均占比为47.86%),其次是不动水态氨氮(平均占比为27.01%)和化学吸附态氨氮(平均占比为17.38%),物理吸附态氨氮含量最少(平均占比为7.05%)。此外当氨氮浓度降至15mg/L时,原位淋洗平均需要4.0倍孔隙体积去离子水,异位淋洗平均需要为6.3倍孔隙体积去离子水,并且原位淋洗不进行搬山运动,因此选用原位淋洗方式能更快除铵且符合实际矿山需要。(2)针对氨氮残留规律中离子交换态氨氮占比最高且使用去离子水的除铵效率低下的特点,选用氯化钙、氯化镁和钙镁混合液为淋洗剂,每种淋洗剂分别以浓度0.01mol/L、0.015mol/L和0.02mol/L的条件进行淋洗除铵试验。结果表明氯化钙、氯化镁和钙镁混合液在三种浓度下的除铵效率分别为62.49%~73.95%(均值68.98%)、53.22%~58.92%(均值55.49%)和58.14%~65.90%(均值62.22%);三种淋洗剂在浓度为0.01mol/L、0.015mol/L和0.02mol/L下的除铵效率分别为58.14%~62.49%(均值58.12%)、62.12%~70.49%(均值62.32%)和65.90%~73.95%(均值66.26%),其中除铵效率与阳离子交换能力(钙离子>钙镁混合离子>镁离子)和淋洗剂浓度都呈正相关。(3)基于塔板理论研究计算出氯化钙、氯化镁和钙镁混合液原位淋洗尾矿的理论塔板高度分别为10.00mm~11.10mm、18.15mm~20.81mm和12.72mm~18.77mm;单块塔板的除铵效率分别为1.35%~1.23%、1.05%~0.88%、和1.10%~0.95%。结果表明理论塔板高度越小,单块塔板的平均除铵效率越高,尾矿整体氨氮去除效果越好。淋洗剂浓度和淋洗速率影响理论塔板高度:淋洗剂浓度越高,理论塔板高度越小,同时综合考虑到对矿山环境保护的要求,选用0.015mol/L的氯化钙淋洗剂;在原位淋洗过程中随着淋洗速率的增大,理论塔板高度减小,但当速率超过0.251mL/min,理论塔板高度反而增大。所以最佳除铵方案是0.015mol/L的氯化钙淋洗剂以0.251mL/min对尾矿进行原位淋洗。