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稀土资源是全世界经济战略资源,地壳中的稀土元素主要以矿物形式存在。自然界中已经发现的稀土矿物有20多种,但是具有工业开采价值的不到10种,其中最重要的稀土矿物是:氟铈镧矿((Ce,La)FCO3)、独居矿石(CePO4)、磷钇矿(YPO4)以及离子吸附型稀土矿等。虽然我国是世界稀土大国,稀土资源占世界稀土的26%左右,但随着稀土资源的开发和利用,稀土资源不断减少,我们必须寻找一种经济合理的工艺开发使用稀土资源。本论文是针对伴生稀土的中低品位磷矿在湿法磷酸生产过程中稀土主要进入磷石膏的特点,研究了从磷石膏中浸出稀土的工艺条件以及从石膏浸出液中萃取稀土的实验条件,为含稀土磷矿的综合回收利用提供参考依据。 通过对磷精矿硫酸浸出过程的热力学、动力学、石膏结晶机理等方面的分析,深入探讨了稀土在浸出过程中的反应机理以及稀土在磷石膏中可能存在的形态,结果表明,稀土主要以硫酸钙晶体包裹的形式进入到磷石膏中,少部分以硫酸稀土和磷酸稀土的形式进入磷石膏中。 通过对磷石膏浸出实验研究表明,磷精矿采用循环浸出时,可使95%以上的稀土进入到磷石膏中,同时对磷石膏进行浸出和洗涤,可增加稀土在溶液中的分布比例。实验获得的磷石膏的最佳浸出条件为:第一次浸出的液固比2:1,浸出温度60℃,浸出时间2h,硫酸浓度为10%,第二次浸出的液固比1:1,浸出温度为常温,浸出时间0.5h。在此条件下,稀土进入到溶液中的分布比例接近70%,稀土的浓度在0.125g/L左右。 通过对磷石膏浸出液中萃取稀土的实验研究表明,将浸出液蒸发浓缩提高溶液中稀土浓度后,采用P204有机萃取剂进行萃取,相比、萃取浓度、时间是影响萃取率的主要因素,温度对萃取率的影响不是很大。实验获得的最佳条件为:相比为3/1,萃取剂浓度为1.35mol/L,萃取时间为20min,常温为室温,在此条件下,稀土的萃取率达到80%左右。