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La/ NH在双电层内交换过程中铵的吸附规律

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中国有色金属学报 2024年

作者：林福明安厚睿王观石彭陈亮江西理工大学土木与测绘工程学院河流源头水生态保护江西省重点实验室江西理工大学理学院

离子交换反应过程中铵的吸附规律是浸矿剂用量计算的基础。以化学纯高岭土为吸附剂，以镧离子为吸附质，制备高岭土饱和镧矿样。用不同浓度铵离子浸取矿样中的镧离子，当铵离子浓度为1～5mg/L时，铵只有物理吸附，当浓度大于300mg/L时... 详细信息

离子交换反应过程中铵的吸附规律是浸矿剂用量计算的基础。以化学纯高岭土为吸附剂，以镧离子为吸附质，制备高岭土饱和镧矿样。用不同浓度铵离子浸取矿样中的镧离子，当铵离子浓度为1～5mg/L时，铵只有物理吸附，当浓度大于300mg/L时，开始有化学吸附；离子交换吸附开始时，铵离子吸附量为0.012mg/g，双电层内ζ电势趋于0，滑动面与扩散层最外层几乎重合。通过铵的解吸实验，得到镧离子交换完全后，物理吸附态、离子交换态和固定态的占比分别为30%、65%和5%；铵的总吸附量与镧离子浸出量之间的摩尔比接近5:1。可为以高岭土为主要黏土矿物的离子型稀土矿浸矿剂用量计算提供理论依据。

关键词：离子型稀土矿离子交换反应物理吸附态离子交换态双电层

原地浸矿诱发离子型稀土矿山边坡变形机制及其稳定性研究

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武汉大学学报（工学版） 2024年第5期57卷 545-553页

作者：蒋舒路瑞利位伟王观石武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072 长江工程职业技术学院湖北武汉430212 江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000

为了揭示原地浸矿过程诱发边坡变形及失稳破坏机制,基于流固耦合理论,结合现场监测资料,对赣南某稀土矿原地浸矿过程的渗流场、变形场及边坡稳定性的演化规律进行了研究。结果表明:注液初期的渗流场影响范围主要分布在矿山顶部注液区内... 详细信息

为了揭示原地浸矿过程诱发边坡变形及失稳破坏机制,基于流固耦合理论,结合现场监测资料,对赣南某稀土矿原地浸矿过程的渗流场、变形场及边坡稳定性的演化规律进行了研究。结果表明:注液初期的渗流场影响范围主要分布在矿山顶部注液区内,导致山顶形成较大塑性区。随着注液强度不断提高,浸矿液浸润面快速抬升,矿山顶部塑性区向下沿着基岩朝两侧发展,诱发矿山边坡朝坡外向加速变形,导致边坡安全系数明显下降。当注液和收液强度大致平衡后,矿山内部形成稳定渗流场,边坡变形趋于稳定。总体来说,原地浸矿注液强度及浸润面高度是影响矿山边坡变形及稳定性的主要因素,相关研究成果为原地浸矿诱发滑坡的治理提供理论依据和工程参考。

关键词：离子型稀土矿原地浸矿流固耦合边坡稳定性评价

基于超声横波测试的Na基膨润土充填体强度预测模型研究

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矿业科学学报 2024年第3期9卷 426-434页

作者：林强管华栋王观石程锦山江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室江西赣州341000

充填体作为充填采矿法的核心单元,其强度是保障安全开采的重要指标。Na基膨润土的亚甲基蓝吸附量和生坯抗压强度较高,是制备充填体的优质添加剂,然而鲜有其掺量与充填体强度之间关系的研究成果。本文基于超声波测试技术和单轴压缩试验,... 详细信息

充填体作为充填采矿法的核心单元,其强度是保障安全开采的重要指标。Na基膨润土的亚甲基蓝吸附量和生坯抗压强度较高,是制备充填体的优质添加剂,然而鲜有其掺量与充填体强度之间关系的研究成果。本文基于超声波测试技术和单轴压缩试验,分析不同Na基膨润土掺量充填体的横波波速、主频幅值、幅值衰减系数、波形分形维数在各龄期的变化规律,结合敏感性分析遴选出对抗压强度变化最敏感的声学参数。建立了不同Na基膨润土掺量下充填体强度的预测模型,并结合显著性检验及对比分析,对强度预测模型进行了验证。研究成果可为开展充填体单轴抗压强度预测的相关理论研究和工程应用提供参考和帮助。

关键词：充填体 Na基膨润土超声波测试单轴抗压强度幅值衰减系数预测模型

磁性纳米磷酸钛FeO@TiP吸附稀土La的研究

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中国稀土学报 2024年

作者：邵相森彭陈亮王观石秦磊朱侠刘翠莹江西理工大学土木与测绘工程学院江西理工大学河流源头水生态保护江西省重点实验室江西理工大学理学院

为高效回收低浓度稀土尾水中的稀土元素，采用溶胶-凝胶法制备了磁性纳米磷酸钛(Fe3O4@TiP)，并探究了Fe3O4@TiP对La3+的吸附特性。结果表明：Fe3O4@TiP具有良好的耐酸性，在温度为15℃，溶液pH低至3时，对La3+的吸附量可达120 mg/g，... 详细信息

为高效回收低浓度稀土尾水中的稀土元素，采用溶胶-凝胶法制备了磁性纳米磷酸钛(Fe3O4@TiP)，并探究了Fe3O4@TiP对La3+的吸附特性。结果表明：Fe3O4@TiP具有良好的耐酸性，在温度为15℃，溶液pH低至3时，对La3+的吸附量可达120 mg/g，是饱和吸附量（160 mg/g）的75%；Fe3O4@TiP对La3+的吸附过程拟合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，化学吸附是整个吸附过程的控速步骤；Fe3O4@TiP吸附La3+的机理为H+和Na+与溶液中的La3+发生离子交换，La3+和Fe3O4@TiP表面形成P-O-La和Ti-O-La形式的配合物；Fe3O4@TiP表现出良好的循环利用性，在进行5次循环吸附实验后，对La3+的吸附量仍有90 mg/g，为首次吸附量的90%。

关键词：磁性纳米材料磷酸钛稀土尾水镧离子吸附

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风化壳淋积型稀土矿勘探网度优化的特征点法

有色金属科学与工程 2024年

作者：邓祖建龙平洪本根黄豪王明照王观石钟贞明厦门钨业股份有限公司江西理工大学土木与测绘工程学院江西应用技术职业学院

风化壳淋积型稀土矿稀土品位具有明显的空间变异性，均匀布置勘探孔容易出现品位变异性大的区域勘探孔不足和变异性小的区域勘探孔过多的问题。本文假设矿体的单位面积稀土质量分布与地形高程的变化剧烈程度存在正相关关系，以地形的特... 详细信息

风化壳淋积型稀土矿稀土品位具有明显的空间变异性，均匀布置勘探孔容易出现品位变异性大的区域勘探孔不足和变异性小的区域勘探孔过多的问题。本文假设矿体的单位面积稀土质量分布与地形高程的变化剧烈程度存在正相关关系，以地形的特征点作为稀土储量勘探点，建立了风化壳淋积型稀土矿勘探网度优化的特征点法，通过实际矿体讨论方法的合理性。结果表明，单位面积稀土质量与勘探孔孔口高程的平均曲率的相关系数大于0.390，说明基本假设是合理的。勘探线与正东的方向角在90°附近时，勘探孔数量取得最小值。与实际勘探结果相比，特征点法可以减少20.00%的勘探孔数量，稀土储量的计算误差小于8.00%。研究成果可以为风化壳淋积型稀土矿的高效勘探提供技术支持。

关键词：风化壳淋积型稀土矿勘探特征点垂距法

考虑离子尺寸效应的蒙脱石双电层中阳离子和电势分布研究

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有色金属科学与工程 2024年

作者：安厚睿彭陈亮林福明王观石龙平肖霞江西理工大学河流源头水生态保护江西省重点实验室江西理工大学土木与测绘工程学院江西理工大学理学院

离子型稀土浸出是一个双电层重新平衡的过程，而离子尺寸效应对双电层中阳离子和电势分布具有重要影响。本文基于Gouy-Chapman-Stern双电层模型，通过考虑离子大小对体系静电自由能所产生的影响，耦合了考虑离子尺寸效应的非线性Boltzm... 详细信息

离子型稀土浸出是一个双电层重新平衡的过程，而离子尺寸效应对双电层中阳离子和电势分布具有重要影响。本文基于Gouy-Chapman-Stern双电层模型，通过考虑离子大小对体系静电自由能所产生的影响，耦合了考虑离子尺寸效应的非线性Boltzmann方程与泊松方程(sPB)；利用该方程研究了离子尺寸效应对双电层中离子和电势的分布影响，结合经典Poisson-Boltzmann方程(cPB)的计算结果，与杯浸试验结果进行了对比分析。结果表明：NH4+和La3+在蒙脱土表面的吸附存在差异，蒙脱土对NH4+和La3+的饱和吸附量实验值分别为0.635 mmol/g和0.305 mmol/g。基于cPB方程，NH4+和La3+的计算吸附量分别是实际的17倍和11倍，而基于sPB方程，分别是～1.75倍和1.25倍。sPB方程所计算的Stern电势小于cPB方程的计算值，且sPB方程所计算的Stern电势随浓度的变化程度不大。离子水化作用对离子的吸附量和Stern电势的变化几乎没有影响。综上，考虑离子尺寸效应的sPB方程能更好描述双电层内阳离子和电势分布情况。

关键词：离子型稀土双电层离子尺寸效应阳离子分布电势分布

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单轴压缩下不同饱和度红砂岩横波特征研究

有色金属科学与工程 2024年第1期15卷 105-114页

作者：程锦山管华栋王观石汪永超林强江西理工大学江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室江西赣州341000 江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000

为了研究饱和度对岩石超声波横波传播规律影响,以红砂岩为研究对象,开展不同饱和度下入射频率分别为50、100、200 kHz的超声波横波传播实验,分析饱和度及入射频率对横波声学参数变化规律。结果表明:干燥至饱和状态,横波波速随饱和度增... 详细信息

为了研究饱和度对岩石超声波横波传播规律影响,以红砂岩为研究对象,开展不同饱和度下入射频率分别为50、100、200 kHz的超声波横波传播实验,分析饱和度及入射频率对横波声学参数变化规律。结果表明:干燥至饱和状态,横波波速随饱和度增大呈非线性下降趋势,幅值衰减系数随饱和度增大呈非线性递增趋势,均满足三次函数关系,属于高度相关;整体分析发现横波波速受饱和度变化影响大于幅值衰减系数,幅值衰减系数拟合参数能较好反映岩样物理量的变化;基于敏感性及决定系数的综合考虑,建议今后采用100 kHz作为含水砂岩超声波横波测试优势频率。研究成果可为不同饱和度下岩石超声波测试技术发展提供参考。

关键词：饱和度超声波横波横波波速幅值衰减系数入射频率

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蒙脱石颗粒的制备及其对La的吸附特性

稀土 2024年第2期45卷 83-94页

作者：郭超逸彭陈亮王观石舒诗凯郑嘉辉罗进江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000

为解决粉状蒙脱石作为吸附剂存在的固液分离困难或吸附柱渗透性低的问题,研究了颗粒化蒙脱石的制备条件、结构性质表征及其对La的吸附特性。研究结果表明,加入蒙脱石质量5%的硅酸钠粘结剂、9%的聚乙烯醇致孔剂,陈化12 h,并在马弗炉中55... 详细信息

为解决粉状蒙脱石作为吸附剂存在的固液分离困难或吸附柱渗透性低的问题,研究了颗粒化蒙脱石的制备条件、结构性质表征及其对La的吸附特性。研究结果表明,加入蒙脱石质量5%的硅酸钠粘结剂、9%的聚乙烯醇致孔剂,陈化12 h,并在马弗炉中550℃下焙烧2 h,可制得散失率为0.6%,对La离子吸附率为92%的蒙脱石颗粒。蒙脱石颗粒的晶体结构仍保持着层状结构,且阳离子交换容量和比表面积较原始的蒙脱石仅分别下降34 mmol/kg和4.3 m^(2)/g。La^(3+)在蒙脱石颗粒上的吸附过程在1 h后达到平衡,最大吸附量为0.24 mmol/g。伪一级动力学模型和Freundlich吸附等温模型能较好地拟合La^(3+)在蒙脱石颗粒上的吸附过程。

关键词：蒙脱石颗粒化吸附稀土离子

不同颗粒级配离子型稀土品位差异性分布原因探讨

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中国有色金属学报 2023年第5期33卷 1672-1681页

作者：谢芳芳王观石温腾江西理工大学资源与环境工程学院赣州341000 江西理工大学土木与测绘工程学院赣州341000 江西离子型稀土工程技术研究有限公司赣州341000 国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心赣州341000

探讨不同颗粒级配离子型稀土品位差异性分布原因,对离子型稀土矿浸出工艺的优化具有重要意义。对比了杯浸、柱浸和漏斗式淋浸3种方式下离子型稀土品位的测定结果。优选漏斗式淋浸的离子型稀土品位测试方式,分别测定了信丰、寻乌、长汀3... 详细信息

探讨不同颗粒级配离子型稀土品位差异性分布原因,对离子型稀土矿浸出工艺的优化具有重要意义。对比了杯浸、柱浸和漏斗式淋浸3种方式下离子型稀土品位的测定结果。优选漏斗式淋浸的离子型稀土品位测试方式,分别测定了信丰、寻乌、长汀3地稀土矿不同颗粒级配的离子型稀土品位。结果表明:1)漏斗式淋浸测得的离子型稀土品位最高,比杯浸和柱浸的分别约高出25%和10%;2)不同地区的稀土矿离子型稀土品位在不同粒级上的分布不同,信丰和寻乌离子型稀土品位随粒级减小而增大,而长汀稀土矿-0.1 mm粒级离子型稀土品位<+0.25-0.5 mm粒级离子型稀土品位<+0.1-0.25 mm粒级离子型稀土品位;3)离子型稀土品位在不同粒级上的差异性分布主要受颗粒表面电位影响。

关键词：离子型稀土品位漏斗式淋浸颗粒级配表面电位