织金磷矿酸解过程稀土行为研究

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1、摘要贵州织金含稀土磷矿是一个特大型中低品位沉积矿床。磷矿石储量约16亿吨以上，稀土氧化物储量144.60万吨,其中重稀土氧化轮占31.62%,仅次于内蒙古，REO品位为0.05%-0.13%o由于矿床属于难选的沉积型伴生矿产，一直没冇得到很好的开发利用。本文针对织金磷矿酸解过程屮稀土的行为进行了研究，为该矿的后续开发利用提供理论支持，其主要研究内容如2通过织金磷矿酸解过程稀土的热力学行为研究表明，H?SO4与REO反应的rGt。小于零,说明REO与H2SO4的反应都能够自发进行。RE-P-S-H2O系的Eh-pH图表明，REO在酸性溶液屮根据溶液电位和pH值不同，最后可以

2、转化成RE3+、REH2PCU2+、RESCU+和RE2(SO4)3的形式稳定存在于水溶液中。试验研究表明，织金磷矿酸解的最佳工艺条件为：温度80°C,液固比3.5：1,酸过量系数1.05,反应吋间3.5ho在该条件下，P2O5的浸出率96.5%以上，SREO在磷酸屮分布比例在31%左右，ZREO在石膏屮分布比例在65%左右。稀土的分布比例受溶液酸度的影响较大，织金磷矿酸解过程稀土的动力学行为研究衣明，稀土元素的反应过程符合流■固单颗粒反应模型屮的未反应核收缩模型，可以用磷矿酸解动力学模型屮1【21(1I/)3=a方程很好的描述。根据Arrheniusequation可以

3、计算得到反3应的表观活化能Ea=5.8209KJ/mol,说明了磷矿酸浸过程中稀土的反应是内扩散控制过程。磷矿酸解的反应机理主要冇两个阶段，第一阶段是全部硫酸先和磷矿作用，生成游离磷酸和半水硫酸钙；第二阶段是由第一阶段生成的磷酸继续分解剩余的磷矿而生成磷酸二氢钙。通过对磷矿酸解过程稀土的反应机理表明：磷矿颗粒小的稀土元素在H-的作用下，首先生成RE3+,然后生成物通过扩散层进入反应主体系。另外由于稀土与硫酸钙晶体的吸附和共晶作用，颗粒内部未反应的稀土来不及通过扩散层，便被包裹进了硫酸钙晶体屮，这是造成稀土在磷石膏小的分布比例大于磷酸中分布比例的主耍原因。关键词：织金磷矿；

4、稀土；酸解；稀土行为贵州人学硕上学位论文AbstractZhijinphosphoriteisoneofthesuperlargemedium-lowgradephosphoritesedimentarydeposits.Thereserveofphosphoriteoreswasover16x1Ost.PreviousinvestigationshaverevealedthatthetotalreserveofREEoxidecomesupto144.6x104,amongwhichYttriumoxideaccountsfor31.62%ofthetotalREEox

5、ide.whichisinferiortoInnerMongolian.Forthewholephosphatedesposit.theaverageREOaverageis0.05%-0.13%.However,thedepositsbelongtodepositionassociatedmineralswhichisdifficulttodealwith.Sofare,thereisnoidealcrafttofullyuseit.Therefbre.thisarticlestudiedthebehaviorandreactingmechaniismofREEdiso

6、lutedbyacid.ThisresearchwillprovidethevaluablereferenceforthedevelopmentandutilizationofZhijinphosphoritedeposits・InthesuppositiontherareearthofphosphorusoreareformedofREO,thethermodynamicsbehaviorsandreactingmechanismsofREEdissolutedbyacidwerestudieddeeplyforZhijinphosphoriteores.Itwasfo

7、undthatGibbsofH2SO4andREOchemicalreactionbeingsmallerthanzero.itwasexplainedthatchemicalreactioncancarryonspontaneously.Fig.Eh・pHofRE・P-S・H2OsystemindicatedREOtransformedRE3+、REH2PO42+、RESO4+orRE2（SO4）3inacidsolution.Throughexperimenttheresultsshowedthattheoptimumco