Nghiên cứu thu hồi đất hiếm từ quặng đất hiếm hấp phụ ion bằng các tác nhân hòa tách khác nhau

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá khả năng hòa tách của quặng đất hiếm hấp phụ ion bằng các tác nhân khác nhau như amoni sunphat và magie sunphat để tìm hiểu về công nghệ khai thác cũng như đánh giá các tác nhân hòa tách hiệu quả có thể được sử dụng trong tương lai.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thu hồi đất hiếm từ quặng đất hiếm hấp phụ ion bằng các tác nhân hòa tách khác nhau Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 30, số 2A/2024 NGHIÊN CỨU THU HỒI ĐẤT HIẾM TỪ QUẶNG ĐẤT HIẾM HẤP PHỤ ION BẰNG CÁC TÁC NHÂN HÒA TÁCH KHÁC NHAU Đến toà soạn 15-05-2024Nguyễn Văn Tùng*, Cao Duy Minh, Bùi Ba Duy, Nguyễn Thị Liên, Ngô Quang Huy, Nguyễn Thị Mến, Lưu Xuân Đĩnh Viện Công nghệ xạ hiếm * Email: tungnv.88@gmail.com SUMMARY STUDY ON RARE EARTHS RECOVERY FROM ION-ADSORPTION RARE EARTH ORE BY DIFFERENCE LIXIVIANT LEACHINGThis report presents the results of study on rare earth recovery from ion adsorption rare earth ores usingammonium sulfate and magnesium sulfate as agents leaching. The obtained results showed that, at the sameconcentration, ammonium sulfate agent has rare earth recovery efficiency higher than magnesium sulfatewith corresponding values of 85% (without Ce) and 82% (without Ce) at liquid/solid ratio 0.8/1 and 0.6/1respectively. Heavy rare earth elements have higher leaching efficiency than medium and light rare earthelements. Magnesium sulfate is an alternative leaching agent to ammonium sulfate to minimizeenvironmental impacts during mining. However, comprehensive research is needed to evaluate theeconomic efficiency of the mining process using magnesium sulfate.Keywords: ion adsorption rare earth ores, leaching, ammonium sulfate, magnesium sulfate …1. MỞ ĐẦU - Pha ion: Đất hiếm tồn tại dưới dạngQuặng đất hiếm hấp phụ ion là một loại cation tự do hòa tan/cation ngậm nướcquặng đất hiếm có hàm lượng các nguyên hoặc là một phần của phức chất tích điệntố đất hiếm nhóm nặng cao, có giá trị kinh dương trong các dung dịch hấp phụ trêntế và công nghệ khai thác đơn giản hơn so đất sét. Những dạng này chiếm 60‐90%với các loại quặng đất hiếm khác, cung tổng hàm lượng đất hiếm trong quặng vàcấp đến 90% các nguyên tố đất hiếm có thể thu hồi đất hiếm bằng phương phápnhóm nặng trên thế giới [1]. Quặng được trao đổi ion với muối đơn trị.hình thành do quá trình phong hóa các - Pha keo: Đất hiếm lắng đọng dưới dạngloại đá gốc chứa các nguyên tố đất hiếm. các oxit hoặc hydroxit không hòa tan hoặcTrong đó, khoảng 80‐90% đất hiếm được là một phần của các hợp chất polyme cơhấp phụ vào lớp phong hóa mạnh, trong kim. Những dạng này xuất hiện ít trongkhi một lượng nhỏ hơn 15% được tìm quặng ở điều kiện tự nhiên có tính axit vàthấy trong lớp bán phong hóa [2]. Do các chỉ có thể thu hồi đất hiếm bằng cách hòađiều kiện thời tiết khác nhau (như bản tách với axit.chất của đá gốc, nước và pH đất, nhiệt độ,áp suất, điều kiện oxy hóa khử), các - Pha khoáng: Đất hiếm là một thành phầnnguyên tố đất hiếm tồn tại ở 3 dạng khác của các hạt mịn dạng rắn có thành phầnnhau trong quặng bao gồm [3,4]: khoáng tương tự như đá gốc (đất hiếm 56nằm trong mạng tinh thể). Pha này có thể hiếm hấp phụ ion [8-10]. Tuy nhiên, việcảnh hưởng đến cân bằng của pha trao đổi sử dụng (NH4)2SO4 cũng phát sinh cácion và đất hiếm và chỉ có thể thu hồi đất vấn đề ô nhiễm môi trường như ô nhiễmhiếm bằng kiềm hoặc axit mạnh. nguồn nước ngầm và ô nhiễm đất trong khai thác tại chỗ, yêu cầu rửa trôi quặngDo sự tồn tại đặc biệt của quặng đất hiếm sau hòa tách trong khai thác hòa táchhấp phụ ion, phương pháp trao đổi ion là đống … Do vậy, các nghiên cứu nhằmphương pháp duy nhất được sử dụng để tìm kiếm tác nhân hòa tách mới vẫn đangthu hồi đất hiếm từ quặng đất hiếm hấp được thực hiện trên thế giới [11-15].phụ ion [5-7]. Thông thường, kích thước Trong đó, magie sunphat là một tác nhâncủa hạt quặng rất mịn và trên 50% đất hòa tách thay thế tiềm năng, có khả nănghiếm tồn tại trong lớp vỏ đã phong hóa, ứng dụng trong thực tế. Tại Việt Nam,đạt kích cỡ 0,78 mm phân bố với 24% ~ vấn đề nghiên cứu công nghệ khai thác32% khối lượng. Các ion đất hiếm sẽ quặng đất hiếm hấp phụ ion còn rất mớiđược trao đổi khi quặng đất hiếm được và mỏ đất hiếm Bến Đền cũng là một mỏlắng đọng trong lớp vỏ phong hóa được đất hiếm hấp phụ ion có trữ lượng có thểtách rửa bằng dung dịch trao đổi. Một loại khai thác đang được đánh giá, đây là loạiphức chất trao đổi ion không đồng nhất và quặng đất hiếm hấp phụ ion tương tự cũngphức tạp được hình thành bởi các khoáng có tại Trung Quốc, Lào … [16]. Do vậy,sét hấp phụ các ion đất hiếm như nghiên cứu này được thực hiện nhằm[Al2Si2O5(OH)4]m.nRE3+. Đồng thời, các đánh giá khả năng hòa tách của ...