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目前工业上主要采用硫酸铵浸取-碳酸氢铵富集工艺回收离子吸附型稀土矿中的稀土,但该工艺存在严重的氨氮污染问题。本文在镁盐浸取剂解决离子吸附型稀土矿浸取过程氨氮污染问题的基础上,进一步关注富集过程中的氨氮污染,以镁盐体系稀土浸出液模拟溶液为研究对象,采用氧化钙进行无氨富集,通过对沉淀过程中硫酸钙溶解行为、沉淀富集工艺以及沉淀产物中硫酸根去除的研究,以实现钙镁的有效循环,获得纯度合格的稀土精矿,为最终实现离子吸附型稀土矿绿色浸取富集提供理论支撑。主要研究内容和结果如下:通过对沉淀体系下硫酸钙溶解行为的研究,发现低浓度的稀土对沉淀过程中硫酸钙的沉淀结晶影响较小,同时得出硫酸钙溶解度随硫酸镁浓度和温度的变化规律。最终基于硫酸钙溶解度和沉淀实验结果得出,在氧化钙沉淀稀土过程中不会生成硫酸钙沉淀,这表明精矿中CaO和SO3含量与硫酸钙溶解行为无直接关系。在氧化钙沉淀稀土过程中,稀土碱式硫酸盐和稀土氢氧化物的生成反应吉布斯自由能均为负值,这说明两种沉淀反应均有可能发生。通过单因素实验研究获得了氧化钙沉淀富集稀土浸出液的较优沉淀工艺,即沉淀终点pH为9.18,稀土浓度(以REO计)为0.8 g·L-1,镁离子浓度为1.0 g·L-1,氧化钙浆液浓度(以OH-计)为0.45 mol·L-1,沉淀温度为25℃,氧化钙浆液加料速度为1.5 mL·min-1,洗水体积为200 mL。此时,稀土沉淀率达到99.62%,稀土纯度达到83.65%,SO3含量为12.63%。通过TG-DSC、FI-IR等分析,进一步确定稀土沉淀物中含有氢氧化稀土和碱式硫酸稀土,明晰了氧化钙沉淀机理,确定了硫酸根引入机理。通过稀土沉淀物中硫酸根去除的研究,发现遴选出的氢氧化钠以搅拌洗涤的方式能有效去除沉淀产物中的硫酸根。稀土碱式硫酸盐与氢氧化钠搅洗反应吉布斯自由能均为负值,这说明氢氧化钠搅洗反应在热力学上可行。当氢氧化钠投料比为2.85,液固比为6.5 mL·g-1,搅洗温度为35℃,搅洗时间为30min时,氢氧化钠搅洗后稀土沉淀物中稀土纯度为94.38%,SO3含量仅为2.90%。更为重要的是,氢氧化钠搅洗液在循环六次后,仍能使稀土精矿纯度达到93.29%。通过TG-DTA、XRD等分析进一步确认了氢氧化钠搅洗可使稀土沉淀产物中碱式硫酸稀土转化成氢氧化稀土。在此基础上,提出了氧化钙沉淀-氢氧化钠除杂新工艺,新工艺有望省去稀土浸出液沉淀富集前的除铝工序,减少稀土损失,同时解决氧化钙沉淀过程中硫酸根引入的问题,得到纯度合格的稀土精矿。