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独居石优溶渣浸出过程研究

有色金属（冶炼部分） 2024年第2期 99-106页

作者：刘康苏学斌梁耕宇程浩王桂硕张承天刘忠臣刘会武向秋林核工业北京化工冶金研究院北京101149 中国铀业有限公司北京100013

独居石是典型伴生铀、钍的稀土矿资源,通过现有的碱溶转化、优溶等步骤提取稀土后,所得优溶渣是富含铀、钍、稀土的重要二次资源。为与稀土提取保持一致的盐酸体系,研究优溶渣的盐酸浸出过程对整体回收工艺十分关键。采取单因素试验考... 详细信息

独居石是典型伴生铀、钍的稀土矿资源,通过现有的碱溶转化、优溶等步骤提取稀土后,所得优溶渣是富含铀、钍、稀土的重要二次资源。为与稀土提取保持一致的盐酸体系,研究优溶渣的盐酸浸出过程对整体回收工艺十分关键。采取单因素试验考察浸出过程条件对铀、钍、稀土浸出率的影响。结果表明,使用下述优化参数:盐酸浓度6 mol/L、浸出时间1.5~2 h、浸出温度60℃、液固体积质量比3 mL/g时,优溶渣中铀、钍、稀土的浸出率分别可达90%~95%、92%~93%、>60%,实现了较高的资源回收率。浸出渣的工艺矿物学分析表明,其主要由锆石、钍化合物和石英等脉石矿物组成。剩余的稀土组分则主要集中在未分解的独居石中,其余为少量磷钇矿和褐钇铌矿。试验结果可为独居石优溶渣的综合回收技术提供基础数据和支撑。

关键词：独居石优溶渣盐酸浸出铀钍稀土

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某独居石精矿污染物的去除技术研究

湿法冶金 2024年

作者：徐锦伯蒋敏刘浩李金明支梅峰余文中核华盛矿产有限公司中核资源发展有限公司江西理工大学资源与环境工程学院湖南中核金原新材料有限责任公司

针对某独居石精矿在综合回收过程中出现碱转矿浆变红、酸溶矿浆黏稠起泡沫导致产品变色、生产能力下降问题，采用扫描电子显微镜、红外光谱分析等手段对矿石污染物成分进行分析，并通过条件试验和半工业试验研究了煅烧法对独居石精矿污... 详细信息

针对某独居石精矿在综合回收过程中出现碱转矿浆变红、酸溶矿浆黏稠起泡沫导致产品变色、生产能力下降问题，采用扫描电子显微镜、红外光谱分析等手段对矿石污染物成分进行分析，并通过条件试验和半工业试验研究了煅烧法对独居石精矿污染物的去除效果。结果表明：碱转变色主要是由覆盖在独居石表面的含羧基、苯环或环烷烃的有机质造成；在煅烧温度400 ℃、煅烧时间40 min条件下，碱转矿浆COD去除率大于94%，有机质去除效果较好，能解决生产处理能力下降30%的问题，还能降低电耗、能耗，解除生产中冒槽引发的职业健康等安全环保风险，同时保证铀、稀土回收率。该法完善了独居石加工流程，具有一定推广价值。

关键词：独居石有机质煅烧半工业试验技术去除污染

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独居石碱转滤液精细过滤工艺改进研究

铀矿冶 2024年

作者：侯伟强张伟超湖南中核金原新材料有限责任公司中核第四研究设计工程有限公司

在独居石碱转滤液的精细过滤生产中，采用铁板框压滤机压滤存在过滤效果差、自动化水平低、过滤后温度下降多等问题。对现有精细过滤工序进行改进，研究了表面过滤器作为碱转滤液精细过滤设备的适用性。结果表明，滤芯为PP、PTFE膜材质... 详细信息

在独居石碱转滤液的精细过滤生产中，采用铁板框压滤机压滤存在过滤效果差、自动化水平低、过滤后温度下降多等问题。对现有精细过滤工序进行改进，研究了表面过滤器作为碱转滤液精细过滤设备的适用性。结果表明，滤芯为PP、PTFE膜材质的表面过滤器，其1.0 h后过滤截留率均高达93%；明显高于铁板框压滤机的截留率。与铁板框过滤相比，表面过滤器过滤效果好、自动化水平高、溶液保温效果好，可较好地应用于独居石碱转滤液的精细过滤中。

关键词：独居石碱转滤液表面过滤精细过滤板框压滤

碱性材料对独居石废渣中U、Th的稳定化效应

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铀矿冶 2024年第1期43卷 50-57页

作者：高扬孙娟苏学斌连国玺中核第四研究设计工程有限公司河北石家庄050021 中国铀业有限公司北京100013 生态环境部核与辐射安全中心北京102455

采用CaO、Mg(OH)_(2)、Ca_(3)(PO_(4))_(2)、海泡石、CaCO_(3)等碱性材料对放射性独居石废渣进行稳定化处理,进行不同投加比试验与长期浸出试验,监测U、Th、pH的变化规律,借助XRD、SEM-EDS、组分形态变化等手段揭示U、Th稳定化机理。结... 详细信息

采用CaO、Mg(OH)_(2)、Ca_(3)(PO_(4))_(2)、海泡石、CaCO_(3)等碱性材料对放射性独居石废渣进行稳定化处理,进行不同投加比试验与长期浸出试验,监测U、Th、pH的变化规律,借助XRD、SEM-EDS、组分形态变化等手段揭示U、Th稳定化机理。结果表明,在5.0%、7.5%的投加比条件下,各材料试验组浸出液均满足pH=6~9的要求;在长期浸出试验中,仅有Ca_(3)(PO_(4))_(2)具备对U、Th核素的长期稳定能力;短期内废渣pH升高对U具有稳定化效应,稳定后U的活化重新溶出是一个长期过程,与反酸无关;Th的稳定性主要受pH影响,pH>6即可实现Th长期稳定。稳定化过程中,废渣表面由于沉淀的生成而变得粗糙,沉淀的U、Th次生相多为无定形态;U、Th核素的稳定化主要与促进可交换态、碳酸盐结合态向铁锰氧化态、残余态转变有关。

关键词：独居石废渣碱性材料 U Th 稳定化放射性

独居石负载Fe_(2)O_(3)矿物催化材料的NH_(3)-SCR脱硝性能研究

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稀有金属 2022年第7期46卷 913-925页

作者：赵然王莹赵增武武文斐张凯内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010

以白云鄂博矿中的独居石为催化材料的载体,采用硝酸铁溶液浸渍、马弗炉焙烧获得一系列矿物催化材料。采用X射线晶体衍射(XRD),扫描电镜(SEM),比表面积分析(BET),X射线荧光光谱分析(XRF),氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD),X射线电子能谱(XPS... 详细信息

以白云鄂博矿中的独居石为催化材料的载体,采用硝酸铁溶液浸渍、马弗炉焙烧获得一系列矿物催化材料。采用X射线晶体衍射(XRD),扫描电镜(SEM),比表面积分析(BET),X射线荧光光谱分析(XRF),氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD),X射线电子能谱(XPS)以及原位红外(in-situ DRIFTS)等手段对催化剂进行相关的表征分析,在微型反应器中评估和比较了不同样品的脱硝活性。结果表明,在硝酸铁溶液浓度为0.5 mol·L^(-1)时,独居石负载Fe_(2)O_(3)的活性粉体的脱硝效率最佳。反应温度为300℃时,脱硝效率可达80.52%。研究表明负载Fe后矿物表面大量裂纹与孔洞,比表面积增大;且大部分Fe_(2)O_(3)以高分散或无定形状态嵌布在独居石上,形成了少部分的铁铈复合氧化物。XPS表明催化材料中Ce^(3+),Fe^(2+)所占比例最高,并具有大量酸性位,表面吸附NH_(3)的能力逐渐提升,从而提高矿物催化材料脱硝活性;催化剂的NH_(3)选择性催化还原(NH_(3)-SCR)反应遵循Eley-Rideal(E-R)机制和Langmuir-Hinshelwood(L-H)机制,在NO还原过程中,NH_(3)对反应中间体具有选择性,在低温下优先与单齿硝酸盐反应。

关键词：独居石催化脱硝矿物催化原位红外

小秦岭华阳川地区古元古代和三叠纪铀成矿作用:来自含铀伟晶岩锆石独居石U-Pb年代学的证据

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岩石学报 2023年第9期39卷 2795-2816页

作者：李普涛李永军辜平阳何世平庄玉军陈锐明汪双双长安大学地球科学与资源学院西安710054 中国地质调查局西安地质调查中心西安710054 中国地质调查局造山带地质研究中心西安710054

华阳川铀矿位于小秦岭构造带西部,是一个以铀铌共生为主,并伴生铅、稀土的多金属矿床。华阳川铀矿发现于20世纪50年代,长期以含铌钛铀矿的碳酸岩型铀矿而知名,已往研究工作也大量聚焦于碳酸岩型铀矿。近年来,新的地质工作在华阳川地区... 详细信息

华阳川铀矿位于小秦岭构造带西部,是一个以铀铌共生为主,并伴生铅、稀土的多金属矿床。华阳川铀矿发现于20世纪50年代,长期以含铌钛铀矿的碳酸岩型铀矿而知名,已往研究工作也大量聚焦于碳酸岩型铀矿。近年来,新的地质工作在华阳川地区发现了大量的含铀伟(细)晶岩、花岗岩脉。本文对位于华阳川铀矿区西部及外围黄家沟一带的含铀伟晶岩进行了岩相学、矿物学、锆石及独居石U-Pb年代学等方面研究。研究发现含铀伟晶岩中的锆石基本为岩浆成因,锆石的U-Pb年代数据集中在1842±11Ma~1829±12Ma。结合锆石与含铀矿物铌钛铀矿共生的特征,表明存在成岩期成矿的现象,反映了古元古代(约2.0~1.8Ga)华北克拉通南缘基底克拉通化过程中花岗质岩浆活动的铀成矿效应。含铀伟晶岩中同时也产出较多热液成因的独居石,其U-Pb同位素年龄测定得到二组数据,分别为268.7±5.9Ma~259±4.6Ma、232.5±4.7Ma~228.2±9.2Ma,反映了晚古生代-早中生代华阳川地区的二期构造热事件。其中,晚古生代年代数据(268.7±5.9Ma~259±4.6Ma)表明扬子板块向华北板块南缘(+南秦岭微地块)的深部板块俯冲、碰撞机制的远程构造热效应在华阳川地区已经开始;而早中生代年代数据(232.5±4.7Ma~228.2±9.2Ma),与华阳川地区已有的三叠纪碳酸岩型铀、钼矿床的成矿年代数据十分接近,为华阳川地区乃至东秦岭早中生代三叠纪铀钼多金属成矿作用提供了新的证据。

关键词：华北克拉通南缘小秦岭华阳川伟晶岩铀矿独居石古元古代中生代

复合药剂对独居石与萤石浮选分离效果的影响及作用机理

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中国有色金属学报 2023年第2期33卷 609-618页

作者：吴旭胡轶文曹钊内蒙古科技大学矿业与煤炭学院包头014010 矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室北京100160 内蒙古科技大学内蒙古自治区矿业工程重点实验室包头014010 内蒙古科技大学白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用省部共建协同创新中心包头014010

通过单矿物浮选与人工混合矿浮选、Zeta电位分析、接触角及XPS测试,研究复合捕收剂(辛基羟肟酸(OHA)+辛基酚聚氧乙烯醚(OP10))和抑制剂(乙二胺四乙酸(EDTA))对独居石与萤石浮选分离效果的影响及作用机理。结果表明:OP10能够显著提高OHA... 详细信息

通过单矿物浮选与人工混合矿浮选、Zeta电位分析、接触角及XPS测试,研究复合捕收剂(辛基羟肟酸(OHA)+辛基酚聚氧乙烯醚(OP10))和抑制剂(乙二胺四乙酸(EDTA))对独居石与萤石浮选分离效果的影响及作用机理。结果表明:OP10能够显著提高OHA对独居石的捕收能力。相对于仅使用单一捕收剂OHA,使用复合捕收剂OHA/OP10对独居石的浮选回收率可提高13.91%;EDTA对萤石选择性抑制效果优于水玻璃;复合捕收剂OHA/OP10与抑制剂EDTA联合使用对独居石和萤石的浮选分离效果优于使用OHA和水玻璃联合使用时的分离效果。OP10和OHA能够协同吸附在独居石表面,强化其表面疏水性,提高其可浮性;EDTA能够抑制复合捕收剂OHA/OP10在萤石表面的吸附,而对独居石的影响较弱,从而提高独居石与萤石的浮选分离效率。

关键词：独居石萤石复合药剂浮选分离辛基酚聚氧乙烯醚

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“双碳”背景下的清洁能源资源——钍

地质通报 2024年第1期43卷 101-116页

作者：冯云磊张万益于维满陈骥方圆王丰翔河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北地质大学河北石家庄050031 中国地质调查局发展研究中心北京100037 河北省地质矿产勘查开发局第一地质大队河北邯郸056106

放射性元素钍(Th)有较广泛的工业用途,含钍核燃料清洁且高效,在“双碳”背景下得到了越来越多的关注。然而,世界范围内钍资源的分布、生产和消费却极不均衡,因此亟需在资源-经济-环境系统中对钍资源分布格局和特征进行分析研究,建立全... 详细信息

放射性元素钍(Th)有较广泛的工业用途,含钍核燃料清洁且高效,在“双碳”背景下得到了越来越多的关注。然而,世界范围内钍资源的分布、生产和消费却极不均衡,因此亟需在资源-经济-环境系统中对钍资源分布格局和特征进行分析研究,建立全面认识。通过梳理钍资源的勘查开发、生产加工及消费贸易数据,对中国和全球钍资源类型、分布、供需和消费形势展开分析,明确钍在资源-经济-环境系统中的流动特征,并对资源发展规划提出建议。研究表明,全球钍资源丰富却分布不均,主要以砂矿类型集中于印度、巴西等少数国家,而中国钍矿资源以碳酸岩型和碱性岩型为主,资源丰富但缺少准确的勘查数据;钍主要来自于砂矿型独居石的采选和冶炼,工艺成熟,近10年全球钍产量呈波动上涨趋势;根据钍的流向分析,钍金属及其化合物主要应用于能源、材料、冶金、医学等领域,而钍的环境排放集中于矿石采选过程。鉴于钍核燃料的发展潜力,未来钍产量上升空间较大,能源领域的应用将更加广泛。中国优势钍矿床类型有别于其他国家,且亟需系统全面的资源调查工作,在“双碳”目标要求下,开展钍提取工艺技术的创新与推广,合理规划发展钍基核电技术,具有重大的环境和经济意义。

关键词： Th元素独居石矿产资源绿色能源双碳目标

独居石Th-Pb年代学揭示白云鄂博富稀土碳酸岩侵位和热液交代历史

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地球科学 2023年

作者：訾建威李立兴李以科 Birger Rasmussen 柯昌辉 John de Laeter Centre， Curtin University School of Earth Sciences， The University of Western Australia 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室

越来越多的证据表明，白云鄂博超大型稀土矿床与区内分布的火成碳酸岩有密切的成因联系，因此精确约束碳酸岩的侵位时代对研究成矿历史和机制非常关键。然而，由于后期复杂的热液叠加影响，以往的年代学研究结果大多得到后期扰动事件的... 详细信息

越来越多的证据表明，白云鄂博超大型稀土矿床与区内分布的火成碳酸岩有密切的成因联系，因此精确约束碳酸岩的侵位时代对研究成矿历史和机制非常关键。然而，由于后期复杂的热液叠加影响，以往的年代学研究结果大多得到后期扰动事件的年龄，而对碳酸岩岩浆活动的启动时间的制约则比较缺乏。为重建白云鄂博碳酸岩型稀土矿的岩浆-热液成矿历史，我们利用SHRIMP离子探针对一号碳酸岩墙（吴氏岩墙）及其蚀变围岩样品开展了薄片原位独居石Th-Pb年代学研究。碳酸岩中最老的独居石记录了其侵入时代1401 ± 39 Ma （MSWD = 0.57， n = 7），这是首次从白云鄂博的独居石得到碳酸岩初始岩浆年龄，证实白云鄂博碳酸岩可能代表了华北克拉通从Nuna超大陆裂解过程中早期岩浆作用产物。同时，碳酸岩和霓长岩化围岩中的独居石还获得了格林威尔期到加里东期的一系列年龄数据，反映了后期构造热事件的叠加-扰动记录。尤其是，本研究识别出泛非期构造事件的独居石年代学记录（529 ± 17 Ma， MSWD = 1.01， n = 6）并对其地质意义进行了初步探讨。本文的研究结果和认识为理解白云鄂博碳酸岩型稀土矿的岩浆-热液历史及成矿构造动力学背景提供了新的关键证据，所采用的研究方法对解决类似碳酸岩和稀土矿的年代学问题具有启示意义。

关键词：白云鄂博稀土矿一号岩墙(吴氏岩墙) 火成碳酸岩独居石 Th-Pb年代学