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第1章 离子吸附型稀土矿床的发现与开发 1

1.1 离子吸附型稀土矿床的发现 1

1.2 稀土元素及其主要矿物 3

1.3 世界稀土资源分布 7

1.4 中国稀土矿物资源的主要产地 9

1.5 稀土矿物的主要选矿方法 12

1.6 离子吸附型稀土矿床组成、特点与提取原理的早期认识 13

1.7 离子吸附型稀土的开发历程 18

1.8 对离子吸附型稀土开发的认识问题 20

1.8.1 分布、储量与开采年限问题 20

1.8.2 离子吸附型稀土矿床的命名问题 21

1.8.3 离子吸附型稀土提取效率问题 22

1.8.4 离子吸附型稀土开发的环境影响和功过问题 23

1.8.5 稀土开采技术的先进性问题 23

1.8.6 离子吸附型稀土矿床开发的管理问题 23

1.9 离子吸附型稀土资源的特点及新认识 24

参考文献 25

第2章 风化壳与黏土矿物 27

2.1 风化壳 27

2.1.1 风化壳的概念 27

2.1.2 风化作用 28

2.1.3 岩石的风化及影响因素 32

2.1.4 造岩矿物和岩石在风化过程中的稳定性 33

2.2 风化壳的形成 34

2.2.1 风化壳形成的阶段 34

2.2.2 风化壳形成的影响因素 37

2.3 风化壳的分类与特征 38

2.3.1 花岗岩风化壳 39

2.3.2 火山岩风化壳 42

2.3.3 碳酸盐岩风化壳 45

2.3.4 其他风化壳类型 49

2.4 黏土矿物 51

2.4.1 黏土矿物的形成 52

2.4.2 黏土矿物的类型 53

2.4.3 黏土矿物的结构特点 55

2.4.4 风化壳中黏土矿物的分布 58

2.4.5 黏土矿物的性质与用途 58

参考文献 61

第3章 离子吸附型黏土 63

3.1 黏土吸附金属离子的原因 63

3.2 评价和研究黏土吸附特征的基本方法 66

3.2.1 吸附等温线 66

3.2.2 固液表面吸附热力学 68

3.2.3 固-液吸附动力学 69

3.2.4 吸附势和解吸势理论 70

3.3 黏土矿物吸附稀土离子的结果举例 72

3.3.1 土壤和风化壳中的黏土对金属离子的吸附及其差异 72

3.3.2 改性黏土矿物 74

3.3.3 吸附等温线特征与吸附势理论的相关性 81

3.4 风化壳中的离子吸附型黏土 85

3.4.1 风化壳中的稀土离子吸附型黏土 86

3.4.2 风化壳中的铝离子吸附型黏土 88

3.4.3 风化壳中铀离子吸附型黏土 91

3.5 土壤中的离子吸附型黏土 93

参考文献 96

第4章 离子吸附型稀土矿床的形成及稀土分异规律 98

4.1 离子吸附型稀土矿床形成的内生条件 98

4.1.1 离子吸附型稀土矿床成矿母岩的时代规律 99

4.1.2 风化壳与成矿母岩的继承关系 100

4.2 离子吸附型稀土矿床形成的外生条件 105

4.2.1 常量金属离子在离子吸附型稀土矿床形成过程中的迁移 106

4.2.2 稀土元素在离子吸附型稀土矿床形成过程中的迁移 107

4.3 风化壳中稀土元素的富集和分异规律 109

4.3.1 稀土离子与黏土矿物的相互作用 109

4.3.2 稀土离子的富集 110

4.3.3 稀土元素配分及分异 113

4.4 稀土离子在离子吸附型稀土矿床中的分异规律 116

4.4.1 垂直方向的分异 116

4.4.2 水平方向的分异 119

4.4.3 颗粒之间的分异 121

4.4.4 浸取方法之间的分异 122

4.4.5 时间性 122

4.5 风化壳的不均匀性 123

4.5.1 成矿母岩的不均匀性 123

4.5.2 风化产物的分层性 125

4.5.3 风化矿物的差异性 125

4.5.4 矿物颗粒大小的不均匀性 126

4.5.5 介质酸度的不均匀性 128

4.5.6 生物或有机质含量分布的不均匀性 130

4.5.7 水渗透性的不均匀性 131

4.6 稀土分异作为物质与水迁移方向研究的探针作用 134

4.6.1 基于分异规律的水流方向分析依据 135

4.6.2 基于尾矿中铵和稀土残留量分析结果的水流方向判定依据 136

4.6.3 在原地浸矿中的应用意义 137

4.7 我国离子吸附型稀土资源分布及特征 137

4.7.1 离子吸附型稀土矿床及其分布 137

4.7.2 分类方法 138

4.7.3 各地稀土资源及其特征 140

参考文献 154

第5章 离子吸附型稀土的浸取 159

5.1 离子吸附型稀土浸取的化学基础 159

5.2 离子吸附型稀土的浸取平衡及热力学 163

5.2.1 柱层浸取 164

5.2.2 平衡浸取与交换反应机理 172

5.2.3 平衡浸取时浸取剂浓度和浸取平衡pH值的关系 175

5.3 离子吸附型稀土的浸取动力学 176

5.3.1 浸取动力学模型 177

5.3.2 稀土浸取过程及速度方程 179

5.4 浸取剂对矿物颗粒特征及稀土浸取率的影响 182

5.4.1 盐浓度和类型对稀土浸出量和矿物悬浮性的影响 182

5.4.2 水溶液酸度对稀土浸出量和矿物悬浮性的影响 183

5.4.3 2％硫酸铵溶液的起始酸度对稀土浸出量和矿物悬浮性的影响 183

5.4.4 田菁胶改性对稀土浸出量的影响 184

5.4.5 矿石含水量 185

5.4.6 矿石产地 186

5.4.7 控速淋洗 186

5.5 杂质浸出与抑杂浸取 186

5.5.1 无机化合物 187

5.5.2 有机酸 187

5.6 离子吸附型稀土的工业浸取方式 188

5.6.1 池浸法 188

5.6.2 堆浸法 190

5.6.3 原地浸矿法 193

5.6.4 搅拌浸出法 204

5.6.5 连续水平真空带式过滤机渗滤浸取法 205

参考文献 205

第6章 从离子吸附型稀土浸出液中提取稀土 208

6.1 浸出液的净化 208

6.1.1 中和沉淀法 209

6.1.2 硫化物沉淀法 213

6.2 稀土富集与其他除杂方法 214

6.2.1 萃取法 214

6.2.2 沉淀-浮选法 218

6.2.3 吸附法 219

6.2.4 液膜法 221

6.3 沉淀法制备混合氧化稀土和碳酸稀土 223

6.3.1 草酸沉淀法 223

6.3.2 碳酸氢铵沉淀法 228

6.3.3 氢氧化物沉淀法 259

6.4 沉淀母液循环利用 260

6.4.1 草酸沉淀母液 260

6.4.2 碳酸氢铵沉淀母液 263

参考文献 263

第7章 离子吸附型稀土矿山三废处理技术 267

7.1 尾矿 269

7.1.1 离子吸附型稀土矿山尾矿的产生和数量 269

7.1.2 尾矿的基本物质成分及性质 272

7.1.3 尾矿的危害 274

7.1.4 稀土尾矿用于制造无机材料 275

7.1.5 稀土尾矿用于废水处理和有价元素回收 276

7.1.6 尾矿修复方法 278

7.2 预处理渣 283

7.2.1 预处理渣的来源及其特征 283

7.2.2 预处理渣的现行处理方法 284

7.3 废水 284

7.3.1 淋滤尾水产生的途径和数量 285

7.3.2 淋滤尾水中的主要化学成分及其对环境的影响 285

7.3.3 淋滤废水中稀土元素回收的方法 286

7.3.4 尾水中氨氮的处理方法 287

7.3.5 膜辅助的胶体吸附法回收稀土 290

7.3.6 沉淀吸附-折点氯化法处理低浓度含铵稀土废水 298

7.3.7 利用离子型稀土尾矿中的粗粒黏土处理极低浓度含铵稀土废水的方法 305

7.3.8 沉淀吸附与膜分离的组合技术 311

7.3.9 几种方法的处理效果比较 322

参考文献 324

第8章 离子吸附型稀土提取流程与技术展望 327

8.1 离子吸附型稀土提取的典型流程和技术进步 327

8.1.1 氯化钠浸矿向硫酸铵浸矿的跨越 327

8.1.2 草酸稀土沉淀与碳酸稀土沉淀结晶技术的跨越 329

8.1.3 浸矿方式从池浸向堆浸和原地浸矿技术的跨越 331

8.2 离子吸附型稀土开发的新问题 332

8.2.1 科学问题 332

8.2.2 技术问题 335

8.3 工程及管理问题 346

参考文献 348