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NdCl_(3)-AlCl_(3)-H_(2)C_(2)O_(4)体系稀土沉淀热力学研究

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中国稀土学报 2022年第1期40卷 120-127,I0004页

作者：王强林春雷何秉轩徐略渭梁勇江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000 赣州稀土龙南冶炼分离有限公司江西赣州341000

稀土矿在浸出过程中杂质离子将随稀土离子一同浸出进入稀土料液中,针对稀土料液中Al^(3+)离子杂质对后续萃取过程乃至最终稀土纯度造成不利影响的问题,根据同时平衡原理,对NdCl_(3)-AlCl_(3)-H_(2)C_(2)O_(4)体系进行热力学平衡计算,绘... 详细信息

稀土矿在浸出过程中杂质离子将随稀土离子一同浸出进入稀土料液中,针对稀土料液中Al^(3+)离子杂质对后续萃取过程乃至最终稀土纯度造成不利影响的问题,根据同时平衡原理,对NdCl_(3)-AlCl_(3)-H_(2)C_(2)O_(4)体系进行热力学平衡计算,绘制出该体系中各离子lgc-pH图,对其中的计算过程思路与依据进行解释说明,分析了边界条件变化以及各沉淀稳定区形成原因。通过改变草酸浓度,对体系中总钕与总铝含量以及沉淀稳定区域随pH变化的情况进行讨论与分析。研究结果表明,理论上111.74条件下均能保证钕沉淀而铝不沉淀析出,结合实际生产情况,着重考察高酸度条件下Nd_(2)(C_(2)O_(4))_(3)的沉淀稳定区。草酸浓度超过与钕离子完全结合生成草酸钕沉淀所需浓度时,Nd_(2)(C_(2)O_(4))_(3)的沉淀稳定区显著增大,在此范围内控制pH越低,沉淀效果越好。

关键词：除铝热力学草酸体系草酸钕稀土

NaHSO_(4)焙烧-HCl浸出从白钨矿中提取钨的工艺研究

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稀有金属 2023年第11期47卷 1594-1602页

作者：徐略渭徐国钻何秉轩黄超张欣梁勇江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000 崇义章源钨业股份有限公司江西赣州341300

国内普遍采用碱分解-离子交换法处理白钨矿,但存在危废量大、废水量大、生产成本高的问题,严重制约了中国钨冶炼行业的可持续发展。在大量白钨焙烧分解工艺研究的基础上,结合硫酸氢钠焙烧分解白钨的发现,提出白钨矿硫酸氢钠一步焙烧转... 详细信息

国内普遍采用碱分解-离子交换法处理白钨矿,但存在危废量大、废水量大、生产成本高的问题,严重制约了中国钨冶炼行业的可持续发展。在大量白钨焙烧分解工艺研究的基础上,结合硫酸氢钠焙烧分解白钨的发现,提出白钨矿硫酸氢钠一步焙烧转型的冶炼新思路。结果表明,白钨矿经硫酸氢钠焙烧分解后,产物主要为WO_(3),Na_(2)SO_(4)和CaSO_(4);在NaHSO_(4)·H_(2)O用量为理论用量的2.5倍,焙烧时间为2.5 h,焙烧温度为650℃的条件下,白钨矿中99.5%的CaWO_(4)转型为WO_(3);焙烧产物采用盐酸浸出法,在盐酸浓度为3 mol·L^(-1),浸出时间为60 min,盐酸溶液与焙烧产物液固比15∶1,转速为300 r·min^(-1),浸出温度为90℃的条件下,焙烧产物中的CaSO_(4)脱除率达到98.04%,产物中的WO_(3)由28.95%富集到95.23%,酸浸产物杂质主要为少量SiO_(2)与CaSO_(4);酸浸产物经氨溶、除杂、蒸发结晶后获得合格的零级仲钨酸铵(APT)产品,工艺解决了浮选药剂难题,产生的CaSO_(4)渣无毒无害,无需离子交换,技术经济环保,实现了白钨矿的绿色综合利用。

关键词：硫酸氢钠焙烧白钨矿三氧化钨转型

WO_(3)-CaSO_(4)在HCl-Na_(2)SO_(4)溶液中的平衡溶解

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工程科学学报 2023年第6期45卷 883-889页

作者：徐略渭何秉轩徐国钻雷鑫胡皓东梁勇刘德刚江西理工大学材料冶金化学学部赣州341000 崇义章源钨业股份有限公司赣州341300

目前钨冶炼的碱分解工艺,存在用水量大、废水量大、加工成本高等问题,使钨冶炼企业面临着经济与环保的双重压力,不能继续满足行业发展需求.对此,在大量白钨焙烧分解工艺研究的基础上,提出了酸法焙烧思路,开发出了硫酸盐焙烧分解白钨工艺... 详细信息

目前钨冶炼的碱分解工艺,存在用水量大、废水量大、加工成本高等问题,使钨冶炼企业面临着经济与环保的双重压力,不能继续满足行业发展需求.对此,在大量白钨焙烧分解工艺研究的基础上,提出了酸法焙烧思路,开发出了硫酸盐焙烧分解白钨工艺,一步转型生成WO_(3).由于白钨矿焙烧产物的主要杂质为Na_(2)SO_(4)与难溶CaSO_(4),可采用盐酸浸出方式进行钨钙分离,本文采用等温平衡法,考察对比了WO_(3)、CaSO_(4)与WO_(3)–CaSO_(4)在HCl–Na_(2)SO_(4)溶液中的溶解行为,结果表明:WO_(3)与CaSO_(4)在盐酸中的溶解度相差较大,CaSO_(4)在盐酸中溶解度随温度、盐酸浓度的升高而增大,在温度80℃、盐酸浓度3 mol·L^(–1)的条件下,硫酸钙在盐酸中的溶解度达到峰值55 g·L^(-1),而Na_(2)SO_(4)可显著降低CaSO_(4)在盐酸中的溶解度,缩小CaSO_(4)与WO_(3)在盐酸中的溶解差,WO_(3)溶解度则维持在0.3~3 g·L^(-1)范围内,结合目前成熟的低钨回收工艺,能将该部分溶解钨有效地回收,即控制一定的溶解条件有利于钨钙高效分离.

关键词：硫酸钙三氧化钨硫酸钠盐酸溶解度

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碱焙烧气氛对废稀土荧光粉铈铽提取的研究

中国稀土学报 2022年第2期40卷 268-275页

作者：徐略渭何秉轩胡皓东雷鑫邵龙彬梁勇廖春发刘德刚江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

废稀土荧光粉是重要的稀土二次资源,目前从废稀土荧光粉中回收稀土存在铈铽提取率低的问题。为了解决该问题,通过热力学计算,绘制了铈、铽氧化物的离解-生成反应吉布斯自由能图与离解-生成反应平衡图,表明在1000 K条件下碱焙烧废稀土荧... 详细信息

废稀土荧光粉是重要的稀土二次资源,目前从废稀土荧光粉中回收稀土存在铈铽提取率低的问题。为了解决该问题,通过热力学计算,绘制了铈、铽氧化物的离解-生成反应吉布斯自由能图与离解-生成反应平衡图,表明在1000 K条件下碱焙烧废稀土荧光粉,且氧分压低于1.5×10^(-42)Pa时,铈,铽能以Ce_(2)O_(3),Tb_(2)O_(3)形式稳定存在。通过研究O_(2)浓度对废稀土荧光粉碱焙烧过程中抑制Ce,Tb氧化的影响,结果表明:先在O_(2)浓度低于0.4%,温度973 K碱焙烧3 h,后通过液固比10∶1,温度60℃,HCl浓度8 mol·L^(-1),浸出1 h,Ce,Tb提取率分别高达99.11%,99.18%,克服了传统废稀土荧光粉碱焙烧-HCl浸出工艺中Ce,Tb提取率低的难题,从而提出了低氧碱焙烧废稀土荧光粉抑制铈铽氧化的新思路。

关键词：废稀土荧光粉低氧碱焙烧热力学铈铽

铁对H_(2)SO_(4)-BeFeY_(2)O_(3)·2SiO_(2)-H_(2)O体系沉淀热力学的影响

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湿法冶金 2023年第1期42卷 18-24页

作者：胡皓东徐略渭何秉轩雷鑫梁勇江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

根据热力学数据,绘制了25℃下H_(2)SO_(4)-BeFeY_(2)O_(3)·2SiO_(2)-H_(2)O体系的lg cB-pH关系曲线,讨论了体系中各离子浓度变化趋势和沉淀稳定区的形成条件。结果表明:当溶液中的铁为二价铁时,铁、铍、钇的水解pH分别高于6.2、3.7和6... 详细信息

根据热力学数据,绘制了25℃下H_(2)SO_(4)-BeFeY_(2)O_(3)·2SiO_(2)-H_(2)O体系的lg cB-pH关系曲线,讨论了体系中各离子浓度变化趋势和沉淀稳定区的形成条件。结果表明:当溶液中的铁为二价铁时,铁、铍、钇的水解pH分别高于6.2、3.7和6.8,铍的水解pH远小于铁、钇水解pH,可优先被去除,但铁和钇的水解pH接近,二者无法通过水解分离;当溶液中的铁为三价铁时,铁的水解pH降至1.4,铁和铍的水解pH均远小于钇的水解pH,较易通过水解去除。

关键词：硅铍钇矿铁硫酸浸出热力学水解分离

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独居石碱分解热力学研究

中国有色冶金 2023年第4期52卷 136-143页

作者：雷鑫徐略渭何秉轩胡皓东梁勇江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

独居石是一种轻稀土含量丰富的磷酸盐稀土矿,热碱浸出法对独居石的分解率可达97%,具有较高的经济效益℃。目前关于独居石碱分解的理论相对较少,缺少对独居石中稀土元素(Ce、Pr、Nd)的转变规律研究。本文通过热力学计算,绘制了25℃与160... 详细信息

独居石是一种轻稀土含量丰富的磷酸盐稀土矿,热碱浸出法对独居石的分解率可达97%,具有较高的经济效益℃。目前关于独居石碱分解的理论相对较少,缺少对独居石中稀土元素(Ce、Pr、Nd)的转变规律研究。本文通过热力学计算,绘制了25℃与160℃温度条件下碱分解独居石RE-P-H_(2)O体系(RE为La、Ce、Pr、Nd)溶解组分lgc-pH平衡图,并利用热力学平衡相图对碱分解独居石进行分析,结果表明:25℃条件下,在所研究的pH值范围内,LaPO_(4)固相稳定存在的区域为0.08

关键词：轻稀土独居石碱分解沉淀反应热力学计算 lgc-pH平衡图

NdCl_(3)-AlCl_(3)-NH_(4)HCO_(3)体系稀土沉淀热力学分析

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湿法冶金 2021年第5期40卷 399-402页

作者：王强林春雷徐略渭何秉轩梁勇赣州稀土龙南冶炼分离有限公司江西赣州341000 江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

根据热力学数据,绘制了25℃条件下NdCl_(3)-AlCl_(3)-NH_(4)HCO_(3)体系在总碳浓度为1.0 mol/L条件下各组分的lg cB-pH曲线,以及在不同总碳浓度条件下Al与Nd的lg cB-pH曲线;分析了用碳酸氢铵沉淀稀土时各组分的行为。结果表明:pH在2.8~... 详细信息

根据热力学数据,绘制了25℃条件下NdCl_(3)-AlCl_(3)-NH_(4)HCO_(3)体系在总碳浓度为1.0 mol/L条件下各组分的lg cB-pH曲线,以及在不同总碳浓度条件下Al与Nd的lg cB-pH曲线;分析了用碳酸氢铵沉淀稀土时各组分的行为。结果表明:pH在2.8~7.0范围内,可实现Nd_(2)(CO_(3))_(3)沉淀;pH在2.8~3.7范围内,铝不易与稀土共沉淀,但pH范围窄,控制难度较大;pH在3.7~7.0范围内,Al易以Al(OH)3形式与碳酸稀土共沉淀导致稀土产品中铝超标,所以在用碳酸氢铵沉淀稀土之前应去除铝。

关键词：稀土热力学碳酸氢铵沉淀

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磷酸钠低耗分解白钨矿的研究

稀有金属与硬质合金 2022年第2期50卷 1-7页

作者：何秉轩徐略渭雷鑫胡皓东梁勇刘德刚江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

白钨矿是我国钨冶炼最主要的工业原料,其精矿大多通过浮选获得,由此造成大量有机浮选药剂残留于精矿中,易导致后续湿法冶炼的“冒槽”现象,给生产带来不利影响;同时,白钨矿传统碱压煮工艺生产效率较低,并存在一定的安全隐患。针对上述问... 详细信息

白钨矿是我国钨冶炼最主要的工业原料,其精矿大多通过浮选获得,由此造成大量有机浮选药剂残留于精矿中,易导致后续湿法冶炼的“冒槽”现象,给生产带来不利影响;同时,白钨矿传统碱压煮工艺生产效率较低,并存在一定的安全隐患。针对上述问题,提出了一种磷酸钠焙烧-水浸-磷酸钠结晶循环分解白钨矿的冶炼新工艺。研究结果表明:在磷酸钠与白钨矿质量比2∶1、焙烧温度700℃、焙烧时间2 h、水浸温度80℃、水浸时间2.5 h以及水浸液固比2.5∶1的条件下,钨浸出率高达99.81%;通过添加氢氧化钠使钨酸钠溶液中过剩的磷酸钠结晶析出,磷酸钠回收率可达97%以上,可循环用于白钨精矿的分解。利用该工艺有效地克服了浮选药剂对传统湿法钨冶炼带来的不利影响,并高效提升了白钨矿分解试剂的利用率。

关键词：白钨矿磷酸钠焙烧水浸同离子效应循环利用

CaSO_(4)-WO_(3)体系在H_(2)SO_(4)溶液中的溶解行为研究

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稀有金属与硬质合金 2022年第6期50卷 1-5,17页

作者：何秉轩徐略渭徐国钻胡皓东雷鑫梁勇刘德刚江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000 崇义章源钨业股份有限公司江西赣州341000

采用酸式硫酸盐与钨矿焙烧的方式,可将钨矿中砷转变为易挥发的砷化物并由碱液吸收,从源头上改变砷在钨冶炼系统中易分散的走向,大大减少钨冶炼中含砷危废渣的形成;同时,钨矿经焙烧转变为MnSO_(4)、Fe_(2)(SO_(4))_(3)+WO_(3)或CaSO_(4)+... 详细信息

采用酸式硫酸盐与钨矿焙烧的方式,可将钨矿中砷转变为易挥发的砷化物并由碱液吸收,从源头上改变砷在钨冶炼系统中易分散的走向,大大减少钨冶炼中含砷危废渣的形成;同时,钨矿经焙烧转变为MnSO_(4)、Fe_(2)(SO_(4))_(3)+WO_(3)或CaSO_(4)+WO_(3)产物,下一步则需将焙烧产物中钨与杂质进行有效分离,以得到较纯的钨化合物。通常,采用廉价的硫酸即可有效溶解MnSO_(4)、Fe_(2)(SO_(4))_(3),但其是否同样可溶解CaSO_(4)和WO_(3)不得而知。基于此,本文系统地研究了CaSO_(4)-WO_(3)体系在硫酸中的溶解行为。结果表明:在硫酸体系中,CaSO_(4)溶解度显著大于WO_(3)溶解度,二者溶解度差异随硫酸浓度变化较小,随温度变化较大;控制一定的酸度和温度可实现CaSO_(4)与WO_(3)的有效分离。

关键词：钨矿 CaSO_(4) WO_(3) 溶解行为硫酸分离