白云鄂博稀土资源综合利用的若干基础问题

包头白云鄂博稀土矿是一种富含稀土与铁等有价组元的多金属共伴生资源，是世界上储量最大的稀土矿床。它是稀土行业和钢铁行业的重要战略资源，合理开发利用白云鄂博稀土矿对世界稀土格局具有举足轻重的影响。作者及其团队在国家自然科学基金重点项目及973计划等国家科技计划的支持下，围绕白云鄂博稀土矿开展了一些相关的稀土基础研究。本书结合国内外稀土研发情况和产业现状，系统分析、介绍了独居石和氟碳铈矿的清洁冶炼工艺，白云鄂博矿含稀土选铁尾矿硫酸铵焙烧、浸出及矿相重构，白云鄂博矿弱磁选铁尾矿分离回收有价元素等内容。
本书可供稀土科技工作者、相关专业的研究人员、工程技术人员、高等学校师生阅读参考。

前言
第1章 绪论 1
1.1 稀土资源的概况 1
1.1.1 世界稀土资源的分布 1
1.1.2 我国稀土资源分布的具体情况 3
1.1.3 白云鄂博稀土矿中有价组元赋存状态 4
1.2 稀土资源的综合利用现状 6
1.2.1 混合型稀土矿综合利用 6
1.2.2 氟碳铈矿综合利用 9
1.2.3 离子吸附型稀土矿综合利用 12
1.3 白云鄂博稀土尾矿的特征 13
参考文献 15
第2章 独居石清洁分解工艺研究 17
2.1 实验材料和方法 18
2.1.1 实验原料 18
2.1.2 实验原理 18
2.1.3 实验方法 19
2.1.4 浸出率的计算 19
2.2 反应体系的热力学分析 20
2.3 焙烧过程和参数对独居石分解的影响 20
2.3.1 焙烧温度对独居石分解的影响 20
2.3.2 氢氧化钠添加量对独居石分解的影响 22
2.3.3 氢氧化钙添加量对独居石分解的影响 23
2.3.4 焙烧时间对独居石分解的影响 25
2.4 焙烧矿微观分析与表征 26
2.5 本章小结 28
参考文献 29
第3章 氟碳铈矿资源化利用新技术的理论与实践研究 30
3.1 含氟硫酸铈溶液的热力学性质研究 30
3.1.1 实验方法 31
3.1.2 Ce(SO4)2-HF-H2SO4-H2O体系的密度 32
3.1.3 Ce(SO4)2-HF-H2SO4-H2O体系的折光率 36
3.1.4 Ce(SO4)2-HF-H2SO4-H2O体系的电导率 38
3.1.5 Ce(SO4)2-HF-H2SO4-H2O体系的活度系数 40
3.1.6 本节小结 48
3.2 HDEHP/HEHEHP萃取Ce4+和F－的界面性质研究 49
3.2.1 实验方法 50
3.2.2 数据处理 50
3.2.3 萃取剂/Ce4+-H2SO4体系界面性质研究 51
3.2.4 萃取剂/Ce4+-F－-H2SO4体系界面性质研究 53
3.2.5 关于第三相的讨论 56
3.2.6 本节小结 57
3.3 氟与稀土分离实验 58
3.3.1 F-Ce-B体系 59
3.3.2 F-Ce-Al体系 63
3.3.3 F-Ce-Zr体系 67
3.3.4 本节小结 78
3.4 氟碳铈矿络合焙烧-硫酸浸出过程强化 78
3.4.1 实验原料 79
3.4.2 实验步骤 80
3.4.3 铝盐种类的选择 81
3.4.4 焙烧过程热分解机理及动力学研究 83
3.4.5 浸出过程分析 88
3.4.6 焙烧温度的影响 90
3.4.7 焙烧时间的影响 92
3.4.8 n(Al3+)/n(F－)的影响 92
3.4.9 硫酸浓度的影响 95
3.4.10 浸出温度的影响 95
3.4.11 浸出时间的影响 96
3.4.12 本节小结 97
3.5 硫酸浸出液中氟与稀土的分离及氟的资源化利用 97
3.5.1 硫酸浸出液中氟与稀土的分离 98
3.5.2 氟的资源化利用 99
3.5.3 本节小结 103
3.6 铈的还原反萃动力学研究 104
3.6.1 实验设备 104
3.6.2 实验方法 104
3.6.3 萃取和反萃反应机理 106
3.6.4 反萃动力学研究 106
3.6.5 反萃速率方程的推导 113
3.6.6 反萃机理探讨 113
3.6.7 本节小结 115
3.7 本章小结 116
参考文献 117
第4章 白云鄂博矿含稀土选铁尾矿硫酸铵焙烧、浸出及矿相重构 121
4.1 实验原料与研究方法 122
4.1.1 实验原料 122
4.1.2 实验原理与方法 124
4.1.3 实验结果评价指标 130
4.2 选铁尾矿煤基直接还原-磁选渣硫酸铵焙烧实现稀土高效分离 131
4.2.1 选铁尾矿煤基配钙直接还原及过程物相转变实验研究 131
4.2.2 硅酸盐稀土渣硫酸铵焙烧及稀土浸出过程实验研究 140
4.2.3 本节小结 149
4.3 低温处理选铁尾矿硫酸铵焙烧、浸出及物相转变实验研究 150
4.3.1 选铁尾矿适度还原磁选渣硫酸铵焙烧过程实验研究 150
4.3.2 选铁尾矿硫酸铵焙烧实验研究 158
4.3.3 稀土浸出液制取稀土氧化物探索性实验研究 163
4.3.4 本节小结 165
4.4 单一矿物硫酸铵焙烧实验研究 166
4.4.1 氟碳铈矿精矿硫酸铵焙烧实验与焙烧过程中的物相转变 166
4.4.2 独居石在硫酸铵焙烧过程中的物相转变 172
4.4.3 脉石矿物在硫酸铵焙烧过程中的物相转变 174
4.4.4 本节小结 176
4.5 本章小结 177
参考文献 178
第5章 白云鄂博矿弱磁选铁尾矿分离回收有价元素铁、稀土、铌和钪 181
5.1 弱磁选尾矿的工艺矿物学 181
5.1.1 弱磁选尾矿组成分析 181
5.1.2 本节小结 186
5.2 弱磁选尾矿磁化焙烧实验 187
5.2.1 研究方法 187
5.2.2 磁化焙烧热力学分析 190
5.2.3 弱磁选尾矿气基磁化焙烧 197
5.2.4 弱磁选尾矿煤基磁化焙烧 203
5.2.5 磁化焙烧表观动力学 207
5.2.6 单矿物在还原焙烧过程中的转变 217
5.2.7 本节小结 227
5.3 弱磁选尾矿强磁选铁实验 228
5.3.1 研究方法 228
5.3.2 稀选尾矿的强磁选工艺 231
5.3.3 强磁选精矿矿物检测 235
5.3.4 本节小结 237
5.4 弱磁选尾矿在NaOH-Ca(OH)2-C体系中的焙烧实验 238
5.4.1 实验原理 239
5.4.2 实验材料与方法 239
5.4.3 主要矿物在焙烧过程中的反应 239
5.4.4 焙烧矿的浸出实验 252
5.4.5 本节小结 252
5.5 萤石尾矿中有价组元的浸出 253
5.5.1 研究方法 253
5.5.2 实验原理 261
5.5.3 实验设备及方法 262
5.5.4 主要含铁硅酸盐矿物在Ca(OH)2-C体系中的反应 264
5.5.5 铌矿物在Ca(OH)2-C体系中的反应 269
5.5.6 铌与钪的硫酸浸出 274
5.5.7 萤石尾矿的焙烧-浸出实验 277
5.5.8 萤石尾矿中铁的还原与磁选分离 283
5.5.9 焙烧矿微观分析 284
5.5.10 联合处理工艺中元素走向分析 288
5.5.11 联合处理工艺的应用 289
5.5.12 本节小结 290
5.6 NaCl-Ca(OH)2-C焙烧萤石尾矿及有价元素的浸出回收 291
5.6.1 研究方法 291
5.6.2 铌精矿在NaCl-Ca(OH)2-C体系中的反应 292
5.6.3 铌精矿焙烧产物的浸出 298
5.6.4 硅酸盐矿物在NaCl-Ca(OH)2-C体系中的反应 300
5.6.5 萤石尾矿焙烧与有价组元浸出 302
5.6.6 焙烧矿物相分析 309
5.6.7 本节小结 310
5.7 本章小结 311
参考文献 313