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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