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肖燕飞课题组在稀土浸出液高效除杂领域取得新进展

日期: 2024-05-27
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冶金工程学院绿色冶金与过程强化研究所肖燕飞教授在稀土浸出液高效除杂领域取得重要突破,成果在国际顶级期刊《Journal of Cleaner Production》(1区Top,影响因子11.1)发表了题为“Reducing rare earth loss by adding acetic acid in the aluminum removal process of rare earth leaching solution”的研究文章。我校2022级研究生张衍伟为第一作者,2020级研究生陈金发为共同第一作者,通讯作者为肖燕飞教授。


在离子型稀土浸出液除铝过程中,会造成8%以上的稀土损失。此次研究的核心在于引入乙酸(HAc)至除铝过程,以减少稀土损失。前期研究发现除铝过程加入乙酸,可以有效降低稀土损失。本文通过对Al2(SO4)3-La2(SO4)3-HAc-H2O体系中物种形态分布计算发现,乙酸会与Al形成AlOH-Ac+络合物,占比可达70%左右,会延后氢氧化铝开始沉淀pH;同时乙酸与镧形成LaAc2+络合物,占比能达到20%以上。

通过电位、FT-IR、XPS等测试分析中和沉淀后的氢氧化铝发现,乙酸和铝的络合可以降低氢氧化铝的沉淀速率,使得其粒度增大、比表面积降低,减少范德华力吸附位点;同时,乙酸能够化学吸附于氢氧化铝上,从而增大氢氧化铝的Zeta电位;最终同时减少氢氧化铝对稀土的范德华力吸附和物理吸附。此外,乙酸和稀土的络合可以降低氢氧化稀土的局部过饱和,减少稀土的共沉淀。最终在沉淀终点pH 5.2、乙酸浓度0.006 mol/L、铝浓度0.2 g/L、稀土浓度0.8 g/L、氧化镁浆液浓度0.45 mol/L、镁离子浓度0.5 g/L的条件下,稀土浸出液除铝率达到98.47%,稀土损失率2.62%,与空白沉淀相比,稀土损失率降低了5.59%。

该工作在国家重点研发项目(2021YFC2902202)、国家自然科学基金(52274351,51964018)、江西省自然科学基金(20232ACB204014)、自然资源部战略矿产资源技术创新中心开放基金项目(CCUM-KY-2305)、江西省“双千计划”(jxxq2019201116)、江西省青年学者计划(QNJG2019056)资助下完成。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.140537



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