稀土的分类 1)轻稀土(又称铈组)：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 2)重稀土(又称钇组)：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。 铈组与钇组之别，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇比例多的而得名。 稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。 钆(Gd) 1880年，瑞士的马里格纳克(G.de Marignac)将"钐"分离成两个元素，其中一个由索里特证实是钐元素，另一个元素得到波依斯包德莱的研究确认，1886年，马里格纳克为了纪念钇元素的发现者 研究稀土的先驱荷兰化学家加多林(Gado Linium)，将这个新元素命名为钆。钆在现代技革新中将起重要作用。 它的主要用途有： (1)其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振(NMR)成像信号。 (2)其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅网。 (3)在钆镓石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片。 (4)在无Camot循环限制时，可用作固态磁致冷介质。 (5)用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，以保证核反应的安全。 (6)用作钐钴磁体的添加剂，以保证性能不随温度而变化。 另外，氧化钆与镧一起使用，有助于玻璃化区域的变化和提高玻璃的热稳定性。氧化钆还可用于制造电容器、x射线增感屏。 在世界上目前正在努力开发钆及其合金在磁致冷方面的应用，现已取得突破性进展，室温下采用超导磁体、金属钆或其合金为致冷介质的磁冰箱已经问世。金属钆氧化钆钆铁合金A.增强CT上显示为低密度额叶病灶；B.钆增强MRI上表现为低密度病灶；C.肿瘤在MRI T2W上显示为边缘清晰的高信号影

离子稀土发现、命名与提取工艺发明大解密稀土是稀土族元素的简称，人们往往将17种元素划归于稀土大家族。我国是稀土资源最丰富的国家，储量和 产量 均居世界首位。离子型稀土是我国特有的一种新型的稀土矿产资源。以其配分齐全、高附加值元素含量高、放射性比度低、高科技应用元素多、综合利用价值大"五大"突出优点，异军崛起，独占鳌头，并从某种意义上改变、促进和加速了世界高科技的进程。离子型稀土第二代提取工艺--"原地浸矿工艺"，于1996年荣获"八五"国家科技攻关重大成果奖，是国家"八五"科技攻关中"十大世界领先技术成果"之一，1997年荣获国家发明奖。该项研究成果1996年被中央电视台在新闻联播节目中予以报道，这是我国特有的离子型稀土自1970年发现、命名和二代提取工艺发明以来，在经历25年保密管理之后，首次向国内外的正式公开"亮相"。    离子型稀土的技术是我国完全拥有的自主知识产权。赣州 有色 冶金研究所是我国离子吸附型稀土矿的发现、命名和二代稀土提取工艺科技成果的主要享有单位。时任赣州 有色 冶金研究所分管科研副所长、后任所长的丁嘉榆同志，作为离子型稀土矿第二代提取工艺的发明及应用的主要参与者、领导者，对这一事件的历史发展进程有着刻骨铭心的记忆。应记者之约，丁嘉榆同志对这一历史事件进行了全面地、系统地回顾和总结。时至1970年，在过去长达175年的稀土矿产资源开发利用史中，人们发现自然界中含稀土元素及其化合物的矿物多达 200 种。但真正实际有工业利用价值的稀土矿物原料却为数不多，数量约十种左右。主要有独居石、铈硅石、氟碳铈矿、硅铍钇矿、磷钇矿、褐帘石、铌钇矿、黑稀金矿。但这些矿物中却大部份含有一定数量的铀或钍，而且稀土矿物均以固态、矿物相矿物性态存在，它们往往是与放射性元素共生或伴生 。    20世纪后期，随着世界范围内高科技及其工业化进程突飞猛进的发展，尤其是自20世纪80年代以来，全球范围内对中、重稀土元素的使用量激增，其中又特别是对钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、钇等稀土元素的需求量剧烈地增长。鉴于下述原因：一是在传统的稀土矿产资源中，上述大多数稀土元素的含量有限，获取稀土精矿较为困难；二是由于生产工艺的繁锁，流程很长，成本较高， 价格 昂贵，若得工业化应用，难度很大， 产量 也难以满足要求；三是根据传统稀土矿床资源赋存的特点，若希望在某一矿山，同时获得上述目标的元素，难能凑效，必然要开采多个、多种不同配分的稀土矿山，才有可能同时满足上述需求。显而易见，仅仅依靠对传统稀土资源的开发，势必难于满足现代高科技高速发展态势，对有关稀土元素的需求。因此，这种局势必然导致人们对稀土新资源的追求和探索，期望着能够获得高科技所需稀土资源的可靠保障。    其实早在20世纪60年代，我国就从战略的高度，认识到中、重稀土，尤其是重稀土资源在国防建设和国民经济建设中的重要作用。20世纪60年代中叶，原冶金工业部根据国家军工计划任务的安排，组织了南方重稀土资源科研大会战。旨在针对南方某矿围岩中，通过科技攻关，获得代号为"6号产品"的重稀土产品。经参战单位的协同攻关，已打通工艺流程，并拿出"6号产品"样品。但成本很高，工业化实施存在困难。然而接踵而至的"文革"，会战只好暂时中断。在几经周折，使用传统试验研究方法均遭失败的情况下，依然不惧艰难，百折不挠，坚持探索，努力攻关。经过艰苦的工作，抛弃了以往研究花岗岩风化壳稀土矿床的传统做法，创造性地采用稀土可溶性分析和矿浆树脂吸附等多种综合技术手段，精诚所至，金石为开，终于逐步地揭开了这种"不成矿"的"离子吸附型稀土矿"的奥秘。更多有关离子稀土的内容请查阅上海 有色 网

离子交流进程是一种液－固系统的传质进程，在许多方面（如操作、设备及计算方法）都和吸附进程非常相似。吸附是用吸附剂单纯地吸附气体或溶液中的中性分子或离子，而离子交流则是用离子交流剂和溶液中的离子进行离子置换反响，因而，能够将其看做是特殊吸附进程。吸附剂和离子交流剂在结构上的一个特点是多孔性，具有巨大的内表面，而不同的则是离子交流剂具有能够和溶液中离子进行交流的活性基因。工业用吸附剂品种许多，如活性炭、氧化铝、硅胶、硅酸盐以及分子筛等。吸附现在多使用于有机溶剂的收回、气体的枯燥和净化、蒸汽或气体的别离、溶液的脱色和脱臭等方面。吸附的别离作用比其他别离操作，如蒸馏、吸收、结晶、枯燥等高的多。在冶金工业中，吸附操作首要用于贵金属的收回。例如，在的溶液中，用活性炭收回金和银，最终将活性炭焚烧以制得纯金属。离子交流在冶金方面的使用大致有以下3个方面：一、用于浓缩某些矿石的浸出液中的金属或收回残渣中的金属，例如，铀的增浓和别离、钴、镍、铜、铬、钒等的收回。二、用于别离湿法冶金操作中的金属。例如，稀土金属、锆和铪、钽和铌、铂族金属的别离等。三、用于进步不纯浓缩液的档次。例如，除掉溶液中的微量镍，以净化钴等。 离子交流操作设备一般分为触摸式和固定填充床两种。

一、干法技能     干法是经过复原焙烧别离钴、铝，浸出别离钴和黑的一种锂离子电池收回处理办法。该办法将电池坚持在阻隔水分与空气的环境中，一般是在氮气或气环境中进行，将锂离子电池在高温下进行燃烧，别离出各种金属。温豪杰，等提出了高温焙烧收回金属钴的工艺。先对锂离子废旧电池进行放电处理，剥离外壳，收回金属材料；将电芯与焦炭、石灰石混合，投入焙烧中进行复原焙烧。有机物燃烧生成二氧化碳及其他气体，钴酸锂被复原为金属钴和氧化锂，氟和磷元素被沉渣固定，铝被氧化为Al2O3炉渣。大部分氧化锂以蒸气方式逸出，将其用水吸收，金属铜、锂、镍、等构成含碳合金，再用惯例湿法冶金技能进行深加工处理。干法工艺流程较短，进程中考虑了氟污染的防治，而且锂元素得以收回。     在国外，日本索尼和住友金属矿山公司合作开发出了从废旧锂离子电池中收回钴等元素的技能。先将电池燃烧，去除有机物，再挑选去除铁、铜后，将剩下粉末加热并溶于酸中，用有机溶媒提取氧化钴。     Churl Kyoung Lee，等先把废旧锂离子电池破碎，并在不同温度范围内进行热处理，将碳粉和粘合剂等可燃材料变为气体，留下LiCoO2。在恒温水浴（75℃）、液固体积质量比20L/g、硝酸浓度1mol/L、1.7%H2O2溶液中溶解LiCoO2，Co和Li的浸出率均到达85%。     干法工艺相对简略，不足之处是能耗较高，电解质溶液和电极中其他成分经过燃烧转变为CO2或其他有害成分，如P2O5等。燃烧除掉有机物的办法易引起大气污染，合金纯度较低，后续湿法冶金进程仍需一系列净化除杂进程。     二、湿法技能     湿法是以无机酸溶液将废旧电池中的各有价成分浸出后，再以络合交换法、碱煮－酸溶法、酸溶－萃取－沉积法等加以收回。     Zhang Pingwei，等用4mol/L溶液在80℃下浸出锂离子二次电池正极废料，Co、Li的浸出率均大于99%，之后用0.9mol/L的PC－88A（2－乙基已基磷酸－单－2乙基已基醚）萃取Co，反萃取后以硫酸钴方式收回钴。溶液中的锂经过参加饱满碳酸钠溶液，在100℃下沉积为碳酸锂得以收回，收回率挨近80%。Kudo Mistuhiko，等用酸浸出锂离子电池正极废料，往浸出液中参加金属，使Co2＋变成Co，然后加碱去除金属，获得金属Co。Hayashi，等用硫酸或浸出，在浸出液中参加碱金属碳酸盐，沉积物质经焙烧获得更纯的正极活性物质。Supasan，等用HNO3溶液浸出锂离子电池正极废料，往混合浸出液参加LiOH，使各金属生成氢氧化物沉积，沉积物经过滤并焙烧，得金属氧化物的混合物。     王晓峰，等先将电极材料在80℃的稀中溶解，滤去不溶物质后用调理pH=4，挑选性沉积出铝的氢氧化物，然后参加含NH4Cl的，调理pH至10左右，使钴、镍生成的合作物，再通入纯氧气把CO2+、Ni2+氧化为三价离子，并将溶液重复经过弱酸性阳离子交换树脂，对饱满树脂用不同浓度的硫酸铵溶液洗脱钴和镍，再用草酸盐从洗脱液中沉积钴和镍。申勇峰选用硫酸浸出－电解工艺收回钴。用10mol/L硫酸溶液，在70℃下浸出钴、锂，调理溶液pH至2.0～3.0，90℃鼓风拌和，中和水解脱除其间的杂质，再在55～60℃下以钛板作阳极，以钴片作阴极，以235A/m2电流密度电解，得到契合国家标准的电钴。钟海云，等从锂离子二次电池正极废料－铝钴膜中收回钴选用的是碱浸－酸溶－净化－沉钴的全湿法流程。先用100g/L的NaOH溶液浸出铝钴膜废料，制备氢氧化铝，再向剩下废猜中参加稀H2SO4和H2O2，酸溶后的溶液调pH至5.0净化除杂，然后参加草酸铵溶液淀钴，终究制得草酸钴产品。吴芳选用碱溶解电池材料，预先除掉约90%的铝，然后选用H2SO4＋H2O2系统浸出滤渣，浸出后的滤液中含有Fe2＋、Ca2＋、Mn2＋等杂质，用P2O4溶剂萃获得到钴和锂的混合液，然后用P507溶剂萃取别离钴、锂，反萃取后得到硫酸钴，萃液沉积收回碳酸锂，得到的碳酸锂到达零级产品要求，锂的一次收回率为76.5％。专利“从含钻下脚猜中高效提取钴化合物的新工艺”供给了另一条思路。将钴锰料在反响釜顶用工业硫酸溶解，去除不溶的有机物残渣后得到弄清的CoSO4、MnSO4混合溶液。将溶液参加到含有工业的化器中，坚持pH在9以上，反响必定时刻后用离心机将沉积别离，滤液送反响釜。向反响釜中参加NaOH溶液并加热至欢腾坚持5min。热沉的悬浮液冷却到60℃后用离心机别离出钴化合物。将钴化合物在反响釜顶用浓硫酸溶解并稀释、过滤得到硫酸钴弄清液。此弄清液送沉积槽，参加碳酸钠溶液调pH至8.0，使生成紫红色沉积，对此沉积拌和水洗数次，然后晒干得碱式碳酸钴产品。金泳勋，等研讨了选用浮选法从废旧锂离子电池中收回锂钴氧化物，但收回的锂钴氧化物含有石墨等杂质，不能用来制造锂离子电池。温豪杰，等选用碱浸－酸溶－净化－沉钻工艺收回锂离子电池正极废猜中的铝和钻，得到化学纯氢氧化铝，收回率为94.89%，以草酸钴方式收回钴，直收率为94.23%。     以湿法处理废旧锂离子电池，浸出液需求严厉净化，耗费许多电能，有机试剂也会对环境和人体健康有晦气影响，而且工艺流程长，对设备要求高，本钱高。现行的湿法工艺都较杂乱，资源收回率低，存在二次污染等问题。有研讨者提出的AEA工艺，虽有工艺简略、二次污染程度低、资源收回率高级优势，但其经济可行性还需进一步研讨。     McLaughlin提出，选用Toxco法（火法与湿法相结合），首先将抛弃材料在液氮中冷却，机械破碎后，参加去离子水，使锂与水反响生成氢氧化锂，并以此作为首要产品，但该法未述及对钴等其他元素的收回。     Kim，等对电极材料的直接修正进行了实验探究，但其处理功率还不能得到确保，而且修正之后的电极材料是否具有杰出的充放电和安全功能、是否可以直接用作锂离子电池的电极材料，还有待进一步考证。     总归，各国对抛弃锂离子电池的收回再生工艺研讨起步都较晚，而且因为锂离子电池对环境的污染相对其他电池品种较小、收回处理本钱高，所以一向没有高效、经济、环保的收回工艺，所以有必要寻求一种合理、有用、清洁的金属收回和资源使用途径。     三、生物浸出工艺     所谓微生物浸出就是用微生物将系统的有用组分转化为可溶化合物并挑选性地溶解出来，得到含金属的溶液，完成目标组分与杂质组分别离，得到含金属的溶液，完成目标组分与杂质组分别离，终究收回有用金属。生物浸出技能是生物、冶金、化学等多学科穿插技能，是一个杂乱的进程，包含细菌成长代谢的生物学、细菌与矿藏表面相互效果的表面化学、动力学等，化学氧化、生物氧化与原电池反响往往同时发生。其间微生物对细菌浸出的特殊效果一般认为有3种氧化机理：直接氧化反响、Fe3＋氧化硫化物的化学氧化反响、原电池反响。在这3种浸出机理中，微生物都起着至关重要的效果。生物浸出中的首要菌种有氧化硫杆菌、氧化铁杆菌、氧化铁硫杆菌和聚硫杆菌等，它们都归于自养菌，能成长在普通微生物难以生计的较强的酸性介质里，经过对S、Fe、N等无机化合物的氧化获得能量，从CO2中获得碳，从铵盐中获得氮来构成本身细胞。在许多酸性水域中都有这类杆菌成长，只需取回某各水来加以驯化、培育，即可接种于所要浸出的废渣中进行细菌浸出。这种办法具有低本钱、低能耗、无污染等长处，已在采矿工业中广泛使用。     生物浸出技能已成功使用于从低档次，难处理矿石中提取金属，使用于废水处理及从各种抛弃物如抛弃线路板、干电池、镍－镉电池等中收回金属，也是一个十分抢手的研讨课题。学习生物冶金技能，使微生物直接或直接参加废旧电池粉末中的二氧化锰的复原收回，二氧化锰的终究浸出率可达93％。与传统电池收回技能比较，其特殊优势在于环境友好，并可完成有机废物与废旧电池的综合治理。使用生物浸出技能处理抛弃锂离子电池的研讨才刚刚起步。辛宝平，等研讨了选用生物淋滤溶出法从抛弃锂离子电池中收回钴。先把废旧电池拆分并挑选，用含有微生物的溶液淋滤溶出废旧锂离子电池中的钴，调查了培育条件、质量浓度、开始pH值和电极材料参加量等对生物淋滤钴溶出的影响，并探讨了进步钴离子生物溶出功率的办法及工艺条件。选用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合菌液进行实验，关于锂离子电池中的钴，生物淋滤较之比化学浸出具有更高的溶出功率。国外最近也报导了选用嗜酸氧化铁硫杆菌浸出抛弃锂离子电池中的钴和锂的实验研讨结果。因为选用单一菌种，浸出率很低，未对其他金属的收回进行研讨，也未进行浸出机理及动力学方面的研讨。

以粗钨酸钠溶液为质料经过离子交流制取纯钨酸铵溶液的进程，属钨溶液净化领域。有阴离子交流树脂法及阳离子交流树脂法之分，用树脂从极稀溶液中吸附浓缩收回钨也属钨离子交流领域。 一、阴离子交流树脂法 又可细分为强碱性和弱碱性阴离子交流树脂法。 强碱性阴离子交流树脂法 1976年出书的《盖麦林无机化学手册》曾介绍过用这类离子交流树脂由钨酸钠溶液制取仲钨酸铵(APT)的办法，该手册以为此种出产办法在经济上并不合算。但我国在此刻却开端对这种办法进行实验研讨，并敏捷完成了工业化，一工厂选用此法年产APT 6000t。 (一)原理。有关阴离子对这类离子交流树脂亲和力的次序为WO42－≈MoO42－>AsO42－>PO42－>SiO32－>Cl－>OH－，当钨酸钠溶液经过离子交流树脂床时便发作交流(吸附)反响：2R4NCl+WO42－⇔(R4N)2WO)4＋2Cl－ 其他杂质离子AsO43－、PO43－、SiO32－；也可发作相同的交流反响，但因为WO42－的浓度极大地高于杂质阴离子浓度且其亲和势大，故当料液不断向下流经离子交流树脂床时，吸附在树脂上的杂质阴离子又被钨酸根离子置换下来，因为钼酸根离子与钨酸根离子对离子交流树脂亲和力根本相同，故此法不能除钼。当用浓的含Cl－溶液淋洗吸附有WO42－的离子交流树脂时，便发作吸附的逆反响——解吸，WO42－被置换进入溶液，离子交流树脂又康复为Cl－型，用于下一周期的交流。使用这一原理，在WO42－解吸之前可先用低浓度的含Cl－溶液淋洗离子交流树脂，使吸附在离子交流树脂上的杂质被优先解吸下来，解洗杂质的这一进程称为洗杂。当处理高质量精矿的碱性浸出液时，能够省去此作业。牌号为201×7的我国产离子交流树脂对钨酸钠溶液中的相关离子的吸附和解吸曲线示于图1及图2。图1  201×7树脂对相关离子的吸附曲线 1－SiO2；2－P；3－As；4－WO3；5～MoO (二)工艺 强碱阴离子交流树脂法的料液一般含WO315～25g／L，NaOH≤8g／L，Cl－≤0.7g／L。常用离子交流树脂为牌号201×7的强碱性季胺I型阴树脂，其骨架结构为乙烯一二交联聚合物。解吸剂一般选用含NH4OH 2mol／L与NH4Cl 5mol／L的混合溶液，NH4OH的效果在于坚持溶液的弱碱性，避免解吸进程中在柱内发作结晶。 离子交流工艺进程包含交流(吸附)、洗杂和解吸三个阶段。关于杂质含量低的料液可省去洗杂作业。交流进程完毕后用自来水将离子交流树脂床空地中的溶液顶出，其作业方法能够是正洗(自来水从柱上部往底部流)也能够是正洗与反洗(自来水从柱下部进入，从柱顶部流出)替换进行。最终再用无离子水选用正洗方法将离子交流树脂床洗净，以便下一步进行解吸。解吸完毕后相同需用水选用正洗、反洗替换方法将离子交流树脂床洗净，以便进行下一个周期作业。交流(吸附)线速度约为6～8m／h，解吸线速度约为1.8～2m／h。交流进程的砷、磷、硅、锡、氟的除掉率在90％以上，排出的交流后液含WO3小于0.1g／L，用于结晶制取APT产品的解吸顶峰液含WO3200g／L左右，交流进程钨的收回率在99％以上。图2  201×7树脂对相关离子的解吸曲线 1－As：2－P；3－SiO2 该法具有使钨酸钠转变为钨酸铵的一起还可除掉有害杂质的特色，但其除杂才能有限，水耗量也过大。 弱碱性阴离子交流树脂法 能够用弱碱性阴离子交流树脂从pH2.5～3.0的钨酸钠溶液中吸附钨，此刻钨以同多酸根方式存在。每克于离子交流树脂的WO3交流容量可达数千毫克，但因为杂质元素与钨酸根络合生成杂钨酸因而与钨一起被吸附，故不能起别离杂质的效果。WO3的吸附率可达99.9％，交流后液含WO3小于0.1g／L。吸附钨的离子交流树脂用pH2～2.5的酸性水洗刷，再用15％～25％的解吸。能够用NaOH溶液解吸。解吸WO3后的离子交流树脂用含60～80g／L的溶液再生。 二、阳离子交流树脂法 加拿大在半工业规划条件下使含WO3小于60g／L的钨酸钠溶液流经NH+4型阳离子交流树脂床，发作Na+和NH+4的交流，流出液即为钨酸铵溶液。离子交流树脂用含NH4Cl10％的溶液再生。此法不能除掉阴离子杂质。 三、特种树脂富集浓缩WO3 美国加利福尼亚州西尔斯(Searles)盐湖水中含WO3约7×10－3％，总量估量约7.7万t，相当于美国钨埋藏量的50％～60％。美国研讨了一种由8一羟基、乙二胺、间二酚和甲醛所构成的特种树脂用于从这种湖水中吸附收回钨，钨的吸附率达98％。先用含NH4Cl0.1mol／L的溶液淋洗负载树脂以洗脱共吸附的硼，再以含Na2CO3 0.5％的溶液解吸WO3从解吸液顶用铁离子沉积得人工钨精矿，这种人工钨精矿含WO344％。

咱们知道，铝卷出产要经过一系列的处理，在这个进程中会发生废水，废水中含有许多的金属离子，有些是对人体有害的，要经过处理。那么怎么检测处理废水中的金属离子呢？ 　　Na离子的含量是经过测定碱的量来核算，用酚酞作指示剂，标准溶液滴定至溶液的赤色消失为结尾，由耗费的量核算氢氧化的量，然后算出钠离子的含量。2价Ni离子的含量采用在柠檬酸盐的性介质中，用丁二酮肟显色，在450nm处测定其吸光度，以纯镍作标准曲线，核算其含量。

在这类反应中不发生电子迁移，溶液中的离子活度仅与溶液的pH值有关，而与电位无关。铀矿堆浸中氧化铀（六价）的溶解，金属离子的水解反应均属于此类反应。其通式如下：由于此类反应的热焓为零，水的活度为l，所以反应的标准吉布斯自由能变为：当体系中的A离子和B离子的活度均等于1时，式（2）变为：从式（4）看到，此时的pH值仅与反应的标准吉布斯自由能变有关。我们称此pH值为标准pH值，用pH标表示。它的物理含义是：在标准状态下，体系中的反应物与生成物的活度均为1时的pH值。它是表示金属离子水解程度的一个重要标志。当介质的pH值大于标准pH值时，金属离子就水解，金属的氢氧化物就会沉淀；当介质的pH值小于标准pH值时，金属离子的活度便大于1，即金属氢氧化物的沉淀溶解。这类反应的平衡条件为：在用硫酸作溶浸剂堆浸铀矿石或铜矿石时，往往出现底部的渣品位高于中上层渣品位，个别时候，甚至出现底部的渣品位高出入浸矿石的品位就是由于pH值控制不当，致使已浸出的离子水解反应平衡时UO22＋的浓度与pH值的关系如下：铀矿堆浸时，矿石中的UO3的溶解浸出反应为：很显然，UO3的溶解依赖于溶浸液的酸度，其关系如下：  铜矿石中的黑铜矿（CuO），硅孔雀石（CuSiO2·2H2O）等氧化铜矿石，硫酸堆浸时的反应可表示为：这类浸出反应平衡时的Cu2＋浓度与pH值的关系式如下：在堆浸工艺中，除了铀、金、铜、银等有价值的金属外，脉石矿物中的某些元素，如铁、铝、钙、镁等也同时与溶浸剂（特别是在采用酸性溶浸剂时）发生化学反应，因而Fe2＋，Fe3＋，Al3＋，Mg2＋，Ca2＋等离子进入浸出液，其中高价的铁、铝离子经常引起结垢，妨碍生产的顺利进行。这类结垢，与溶液的pH值紧密相关。例如，用硫酸堆浸铀、铜矿石时，往往有大量的亚铁和高铁离子进入浸出液，经过若干个循环，亚铁氧化成高铁，由于Fe3＋的水解沉淀pH值低于Fe2＋，因而引起大量沉淀。Fe3＋，Fe2＋水解反应，及与pH值的关系如下：溶液中的Al3＋在pH值为3.1时，也因水解而沉淀，反应如下：则                    当矿石中的黑云母［H2K（Mg，Fe）3Al（SiO2）3］及碱性硅酸盐矿物的含量高时，矿石中的铁、铝、镁等元素很容易被酸性溶浸剂所浸出，如不采取防结垢措施，矿堆的结垢是不可避免的。

第一套希金斯离子交换柱是由希金斯在美国橡树岭国立实验室发明的，如图1所示。图1  希金斯移动床离子变换柱 整个设备组成一个闭合回路。在吸附段，树脂向上移动，而浸出液与树脂呈逆流接触向下流动。同时淋洗液以逆流方向通过淋洗段。 操作时，浸出液与淋浸液间断进入塔内。每隔几分钟切换一次，此时淋洗后的树脂由脉冲进入吸附段下部。一个吸附周期约5～20min，这取决于吸附流速和浸出液铀浓度。吸附时，阀门A，B，C，D均关闭，可同时进行淋洗。吸附循环结束时，阀门A，B，C，D都打开，水在压力作用下通过阀门7进入脉冲段迫使树脂沿着回路向前移动，然后几个阀门又关闭，浸出液和淋洗液又可进液，吸附、淋洗循环又重新开始。树脂每次移动时间不到1min，因此，吸附淋洗时间比树脂移动时间大得多。 美国怀俄明矿物公司于1977年建造了两套直径为2.44m的这样的装置用于从铜矿浸出液中回收铀。两套装置处理能力为1727m3／h，浸出液铀浓度为6～7mg／L，流速可达到163m／h。由于流速很高，导致床层压力降很大，使凝胶型树脂破裂。为了克服这一缺点，将吸附段的长度从原来的2.44m减少为1.525m，吸附流速也从原来的163m／h减少到110m／h。同时将凝胶型树脂换成轫性更好的大孔树脂。饱和树脂用1.5mol／L硫酸淋洗，淋洗富液铀浓度为0.5～1.0gU3O8／L，进去萃取将铀富集到35gU3O8／L。由于树脂磨损严重和动力学减慢，据称每年更换的树脂为投入量的70%。尽管如此，希金斯移动床技术仍是离子交换技术的一个重大突破。

锂离子电池锂离子二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景。其突出的特点是：重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4倍，并且目前人类只开发利用了其理论电量的20%～30%，开发前景非常光明。同时它是一种真正的绿色环保电池，不会对环境造成污染，是目前最佳的能应用到电动车上的电池。我国从二十世纪九十年代开始开发和利用锂离子电池，至今已取得突破性进展，研制出了完全拥有自主知识产权的锂离子电池。

阳极氧化中，按正常工艺条件操作，避免在过高的电流密度和高温下操作，否则铝离子有可能会加速积累。　　为避免新配制的阳极氧化溶液因没有铝离子而影响所获膜层的质量，平时更换时最好采取局部更换，如留下l／3或1／4，使更换后的溶液中仍有适当浓度的铝离子存在，若原溶液因被污染而要全部更换的，则可采取以下方法提供一定数量的铝离子。 　　(1)通电处理。在新配制的溶液温度尚未降到工作温度之前，用废的铝制件或下脚料进行阳极氧化，高温时铝的溶解速度快，通过3～4h即能满足要求。 　　(2)添加铝粉。配制溶液时加入铝粉2～3g／L，也能满足要求。

离子交换技术除广泛应用在金属冶炼、化工生产、水处理、电力工业、化学及生物制备、食品加工、糖类精制、分析化学、环境保护、医药卫生及科研探索等领域外，还用于处理废液，及分析中用离子交换技术。利用在天然铀湿法冶金方面的技术优势，我们开发出大量实用的离子交换技术、离子交换设备和特种离子交换树脂，可用于有色金属和稀土元素的提取、分离、水的软化、去离子、脱碱、脱色、除氟化物、除有机物、除放射性、除铁、锰及氧等。　　        我们可提供的技术服务有： 　　        (1) 矿浆吸附技术; 　　        (2) 淋萃流程工艺技术; 　　        (3) 离子交换色层分离技术; 　　        (4) 饱和树脂再吸附技术;　　        (5) 多分部淋洗技术; 　　        (6) 固定床吸附塔技术; 　　        (7) 多层流化床吸附塔; 　　        (8) 密实移动床吸附塔; 　　        (9) 离子交换树脂合成技术;　　       (10) 特种离子交换树脂。

矿浆中常含有许多对浮选有还害的离子，这些离子大多数是一些金属离子，如：铁、钙、铜离子。常运用、碱、苏打等使这些离子成尴尬溶性的沉积，即可消除其有害影响。

阳极氧化中，按正常工艺条件操作，避免在过高的电流密度和高温下操作，否则铝离子有可能会加速积累。 　　为避免新配制的阳极氧化溶液因没有铝离子而影响所获膜层的质量，平时更换时最好采取局部更换，如留下l／3或1／4，使更换后的溶液中仍有适当浓度的铝离子存在，若原溶液因被污染而要全部更换的，则可采取以下方法提供一定数量的铝离子。 　　(1)通电处理。在新配制的溶液温度尚未降到工作温度之前，用废的铝制件或下脚料进行阳极氧化，高温时铝的溶解速度快，通过3～4h即能满足要求。 　　(2)添加铝粉。配制溶液时加入铝粉2～3g／L，也能满足要求。

贵金属包含金(Au)、银(Ag)、钌(Ru)、铑(Rh)、 钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)和铂(Pt)，其间铂族金属 (P，t Pd、Rh)被广范用于加氢、氧化、脱氢、氢解、 组成、甲醇组成、烃类组成，加氢甲酰化和羰基化等 催化剂。但因为贵金属储量有限，产值低，报价尊贵金属催化剂再生资源的收回价值遭到世界各国的注重。贵金属别离是湿法冶金的难题。目前国内、外关于贵金属提取和别离的办法有化学沉积 法、离子交流与吸附法、液、溶剂萃取法和淋萃树脂法等。 离子交流法是种“绿色提取”技能，因为别离效 率高，设备与操作简略，树脂与吸附剂可再生和重复 运用且环境污染小，已成为重要的别离富集办法，显现出了共同的优势，在石油化工催化剂收回中的运用遭到注重。 一、离子交流树脂别离技能 离子交流树脂是一种在交联聚合物结构中含有离子交流基团的功用高分子材料，不溶于一般的酸、碱溶液及许多有机溶剂。以交流、挑选、吸收和催化等功用完成除盐、别离、精制、脱色和催化等 运用作用，广泛运用于市政和电厂水处理，湿法冶 金，食品工业，化工工艺，制药职业，环境保护以及电子范畴。 （一）离子交流作用原理 离子交流反应是离子交流剂与电解质溶液的化学位差而引起的离子交流进程。在离子交流剂相中反离子A的浓度高，当离子交流剂与电解质溶液触摸时，反离子就极力向其浓度低的溶液中分散。离 子交流剂电中性损坏，离子交流剂就得到附加电荷。 为了使离子交流剂回复到初始的的电中性状况，抵消所得电荷，就得从溶液中吸附当量的此符号电荷的离子，此离子应占有因反离子脱离树脂而游离的 活性基团。因为离子交流树脂从溶液中吸附离子，又变为电中性。因而，离子交流剂坚持电中性的条件又反过来约束反离子从树脂到溶液的分散。当离子B从溶液中来替代树脂上的A，然后就抵消离子 A从树脂转入溶液时构成的固定离子的电荷。一方面引起分散的浓度梯度，另一方面抵挡离子分散的静电力，都对离子交流树脂一溶液体系中的各离子起作用。 （二）离子交流树脂的分类 按骨架结构不同离子交流树脂可分为凝胶型和大孔型。按所带的交流功用基的特性可分为阳离子交流树脂、阴离子交流树脂和其他树脂。按功用基上酸或碱的强弱程度分为强酸阳离子交流树脂、弱酸阳离子交流树脂；强碱阴离子交流树脂、弱碱阴离子交流树脂。 二、离子交流技能收回催化剂中贵金属 （一）铂、钯催化剂的收回 铂族金属的收回工艺一般是对催化剂进行“全溶”，即用或混合酸(加氧化剂)把载体和铂族金属悉数溶解，滤去不溶渣，然后用离子交流树脂从溶解液中别离/富集金属。因为铂族金属在氯化物溶液中易构成[MClx]n-的安稳合作物，因而一般选用阴离子交流树脂吸附贵金属络合离子，一些螯合树脂也对贵金属离子有较好的亲和力。 专利运用聚胺基阴离子交流树脂别离提纯低浓度铂族金属，贵金属氯化物溶液被吸附，大部分碱金属流出树脂柱。张芳宇对汽车尾气催化剂铂、铑、钯收回进行了研讨，选用R410树脂吸附贵金属铂、钯，交流率均达99%以上；张芳宇将 R430树脂用于重整催化剂中的铂的收回，产品收率到达99. 13%。文献研讨标明，D401螯合树脂在介质中pH=2～4时对钯有杰出的吸附功能， pH≥4时对铂不吸附，然后得到pH=4的介质树脂柱别离铂钯的办法。 ShamsK用预处理的阴离子树脂Ambertje 4200收回溶液中的铂。经过对淋洗液的EDX和树脂浓度曲线分析，成果标明经过NaOH预处理的OH-型树脂收回Pt的纯度优于未处理的Cl型树脂，但处理量有所下降。 甘树才等用DT-1016型阴离子交流树脂吸附超痕量金、铂和钯，研讨发现当吸附介质为0. 025 mol·L-1的HCl时，树脂对金、铂和钯的富集作用较佳，吸附率别离为99. 72%、99. 60%和 97. 95%，且共存离子无明显影响。 吸附贵金属的树脂可以经过燃烧法和洗脱法富集贵金属。Shams K选用将吸附饱满的树脂枯燥、(750～800)℃下燃烧灰化的办法得到金属铂，收率99. 13%。但燃烧法能耗高，对环境有污染且树脂不能循环运用，因而洗脱法更遭到研讨者的注重。一般选用的解吸液有溶液，高氯酸以及，针对不同的Pt、Pd催化剂或不同的树脂柱，应挑选适合的解吸液和寻觅适合的解吸条件。 RupalS组成了双硫腙锚定的聚乙烯(乙烯基) 螯合树脂用于别离和富集贵金属铂和钯。试验推导了树脂吸附动力学方程，在pH=5.0条件下， 0. 1 mol·L-1的和1. 0%的混合液或 0.1 mol·L-1的和5.0%混合液可以彻底 洗脱Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)，一起选用洗脱 Ni2+，硝酸混合液洗脱Au3+，硝酸和硝酸铵能洗脱Hg2+。王武州等研讨Pt/Al2O3催化剂的收回，比较了不同浓度的溶液对Amberlite IRA402氯型阴离子树脂吸附的PtCl62-的洗脱作用，成果标明，以和为洗脱剂解吸作用较好，解吸率达99.89%。Li Chunsheng调查大孔阴离子树脂 HHY-01对铂的富集作用。经过调查溶液浓度，解吸液浓度和流速，得到优化的吸附条件为溶液1. 0 mol·L-1，流速1. 0 mL·min-1；脱附条件为 2%溶液，流速1. 0 mL·min-1， Pt的收回率约 为97. 7%±0. 9%。IkukoMatsubara将树脂收回痕量的贵金属(P，t Pd， Au)的办法改善，用与 乙醇的混合液别离洗脱Amberlite IRA-35树脂吸附的很多碱金属(10 mg)和痕量贵金属(1μg)，贵金属的收回率都高于97%。将此办法用于其他不同类型的树脂，在别的七种树脂上都到达了抱负的别离作用。 （二）铑催化剂的收回 离子交流技能在铑催化剂收回方面首要用于将Rh从Pt、Pd、Ir以及其他碱金属中别离。具有双电荷的配阴离子PdCl2-4、PtCl2-6、 PtCl2-4和IrCl2-6能被 阴离子交流树脂所吸附。而IrCl3-6和RhCl3-6则与阴树脂的结合才能较弱。Rh―Cl配阴离子经过NaOH沉积，在稀酸中再溶解可以定量的被水解成六水合配阳离子[Rh(OH2)6]3+，明显Rh配阳离子彻底不被阴树脂吸附。因而，运用所带电荷符号的差异，成功地运用离子交流法别离和精制铑。江林根别离将通10 min，pH=2的各个金属离子的溶液或混合溶液经过树脂柱。铑离子不被树脂吸留而直接流过柱，而铂、钯和铱离子则为树脂定量交流吸附，然后使铑、铂、钯和铱得到彻底的别离。改动淋洗液可将铂、钯和铱从树脂柱上别离淋洗彻底。张国莹运用此原理，在存鄙人，对铂、钯、铑和铱在阳离子交流树脂上的吸附行为进行了研讨。成果证明，铂和钯在常温下均可被离子交流树脂吸附。铑的吸附较弱。将含有钯和铑的的 溶液与一定量的溶液混合，摇匀。经732型阳离子交流树脂柱，上柱结束后别离用0. 1mol·L-1 和淋洗柱子得到含铑和钯的溶液，以此来到达铑和钯的别离。张芳宇选用将焙烧过的废铑催化剂溶解，铑以[RhCl3]3-络离子存在，然后选用732型阳离子交流树脂吸附碱金属别离提纯铑。RomulusGaita等对机动车尾气催化剂中金属铑的收回做了研讨，选用和的混合物 浸出金属，浸出液经过Amberlite IRA 93阴离子树脂，铑和铂钯可以被吸附。然后用6 mol·L-1的盐 酸可洗脱金属铑，用不同浓度的洗脱钯和铂，并研讨了收回率随酸浓度以及温度的影响。 三、结 语 离子交流树脂组成简洁，交流容量大，功能安稳，简单再生，可重复运用，已成为废催化剂中贵金属收回的重要手法。但对同种电荷离子和化学物理功能类似的离子的别离挑选性欠安；吸附才能强的树脂淋洗再生困难。因而，需进一步开发和改性树脂，优化、改善别离和淋洗工艺，以促进离子交流别离提纯贵金属技能较大的开展。

纵观人类前史，咱们现已阅历了两次工业革新，第一次是蒸汽机，第2次是电力。现在，咱们正在阅历第三次工业革新，即关于动力互联网与再生性动力的革新。 第三次工业革新有五大支柱 一、向不行再生动力转型; 二、将每一大洲的建筑转化为微型发电厂，以便就地搜集可再生动力; 三、在每一栋建筑物以及基础设施中运用氢和其他存储技能，以存储间歇式源; 四、运用互联网技能将每大洲的电力网转化为动力同享网络，调剂余缺，合理装备运用; 五、运输工具转向插电式以及燃料电池动力车，所需电源来自上述电网。 动力存储技能发展至今，针对不同的范畴、不同的需求，人们已提出和开发了多种储能技能来满意运用。全球储能技能主要有物理储能、化学储能(如钠硫电池、全钒液流电池、铅酸电池、锂离子电池、超级电容器等)、电磁储能和相变储能等几类。 锂离子电池原理 锂离子电池一般是运用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、运用非水电解质的电池。 充电时，正极的锂离子和电子分隔，锂离子在电池内部，穿过隔阂进入负极材料，电子经过充电机外部电路进入负极，和锂离子结合，停留在负极材料。 正极 正极材料：可选的正极材料许多，干流产品多选用锂铁磷酸盐。 正极反响：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 负极 负极材料：多选用石墨。新的研讨发现钛酸盐可能是更好的材料。 负极反响：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。 简略来说，锂离子电池就是由正极材料、负极材料、电解液、隔阂和外壳组成的能量贮存设备。相比较而言，锂离子电池储能则是现在储能产品开发中最可行的技能道路。锂离子电池具有能量密度大、自放电小、没有回忆效应、工作温度规模宽、可快速充放电、运用寿命长、没有环境污染等长处，被称为绿色电池。此外，它的均匀输出电压高(约3.6V)，为Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍，输出功率大，充电效率高，第1次循环后基本上为100%。当下，在特斯拉、比亚迪、银隆等厂商推进下，锂离子电池成为储能干流电池技能的趋势越来越显着。 现在，在新动力范畴得到广泛运用的锂离子电池主要有三元锂电池、磷酸铁锂电池和钛酸锂电池。

从硫酸浸出液或碳酸盐浸出液中吸附铀，一般选用强碱性阴离子交流树脂。下面将别离评论从酸浸溶液中吸附了铀的树脂以及从碳酸盐浸出液中吸附了铀的树脂的不同淋洗办法。 一、硫酸根型饱满树脂的淋洗 众所周知，硫酸堆浸液中除了铀，首要还有铁、钒和一些杂质金属离子以及硫酸根阴离子。因而，强碱性阴离子交流树脂从这种浸出液中吸附铀，树脂上除了铀，也存在着铁，钒等杂质离子。树脂淋洗时发作下列反响： R4［UO2（SO4）3］＋4X－ 4RX＋UO22＋＋3SO42－    （1） R2［UO2（SO4）2］＋2X－ 2RX＋UO22＋＋2SO42－    （2） R［Fe（SO4）2］＋X－ RX＋Fe3＋＋2SO42－         （3） R2［Fe（OH）（SO4）2］＋2X－＋H＋ 2RX＋Fe3＋＋H2O＋2SO42－   （4） R［HSO4］＋X－ RX＋HSO4－                       （5） R2［SO4］＋2X－ 2RX＋SO42－                     （6） 式中，X＝NO3－，Cl－或SO42－；R为树脂。 树脂的淋洗也是一个平衡的问题，所以一切影响吸附平衡的要素对淋洗进程也相同发生影响，因为淋洗是吸附的逆进程，仅仅这些影响与对吸附的影响相反。 淋洗剂的挑选应结合后一步的加工工艺来考虑，如从淋洗富液顶用铵、或氧氧化镁沉积铀，淋洗剂则应考虑对应的盐，如硝酸铵、或等，以防止引进不必要的杂质离子。而硝酸盐的浓度一般选用1.0～1.2mol／L，酸度操控在pH＝1左右。 用硝酸盐淋洗树脂时，吸附到树脂上的金属络阴离子以及其他阴离子与淋洗剂中的硝酸根发作交流反响，因而，淋洗剂的耗费取决于树脂的吸附容量。淋洗液中硝酸根的耗费，除了与被淋洗离子发作离子交流而吸附到树脂上外，还有一部分硝酸根在淋洗进程中粘附到树脂上，此外，当从淋洗富液中沉积铀时，铀的沉积物也夹藏部分硝酸根，假如淋洗富液中有铁存在时，沉积铀时有氢氧化铁沉积，也夹藏少数硝酸根。一般在铀沉积后需求补加硝酸盐到要求的浓度，经从头调整pH，再回来作淋洗液。 因为在离子交流工艺中，淋洗所花费用占整个操作费用的首要部分，因而怎么尽可能下降淋洗剂的耗费对下降离子交流作业的运转费用是非常重要的。淋洗进程中，添加硝酸盐的浓度对淋洗是有利的，但硝酸根的丢失也随之添加。实践证明，用硝酸盐淋洗时，操控硝酸盐的浓度为1.0～1.2mol／L，用硝酸调pH至1.0～0.8被以为是最佳条件。 强碱性阴离子交流树脂除了能够用硝酸盐淋洗外，氯根被以为是另一类很好的淋洗剂，实践上用氯根淋洗时，氯根最佳浓度也是1.0～l.2mol／L，用硫酸或将pH调至1.0～0.8。跟着氯根浓度的添加，淋洗有所改善，但淋洗剂的耗费也成份额添加，与硝酸盐淋洗的景象完全相同。可是，当氯根浓度添加到2mol／L以上时，淋洗功率开端下降，这是因为铀酰离子在高的氯根条件下构成［UO2Cl4］2－络阴离子，它能被强碱性阴离子树脂激烈地吸附。树脂上铁的淋洗与此相似。因而，用浓的氯化物淋洗，能将树脂上的硫酸根很好地淋洗下来，而铀和铁将部分（乃至悉数）留在树脂上。 用氯根淋洗硫酸根型阴离子交流树脂时，淋洗富液中的硫酸根将逐步堆集，尤其是当沉积母液回来制造淋洗液时更是如此。尽管出现在淋洗液中的硫酸氧根、硫酸根在淋洗进程中也能被阴离子交流树脂所吸附从而起淋洗剂的作用，可是当硫酸根浓度添加到必定程度后，将使淋洗作用变差，一般以为这是因为添加硫酸根的浓度，有利于硫酸铀酰络阴离子的构成，反而被树脂吸附所构成的。因而，用氯根淋洗硫酸型阴离子交流树脂时，回来淋洗循环的沉积母液有必要除掉硫酸根。 根据强碱性阴离子交流树脂对硫酸氢根比对铀酰络阴离子和硫酸根离子具有更大的亲和力，吸附铀的饱满树脂也能够用硫酸淋洗。硫酸作淋洗剂时，有必要保证淋洗液中的硫酸氢根浓度足够高。但是，与用硝酸盐或氯化物淋洗比较，硫酸淋洗的作用不如前者，因而，只要在特殊情况下才选用，例如即便因为淋洗欠佳导致的吸附尾液中铀浓度较高也不至于构成铀金属的丢失或环境污染等。关于堆浸工艺来说，吸附尾液基本上回来浸出进程，不会构成金属丢失，能够用硫酸淋洗。但因为铁的络阴离子比铀酰络阴离子吸附更弱，淋洗时，铁首要被淋洗下来，而硫酸淋洗的富液不适宜用石灰中和除掉铁（构成很多的试剂耗费），导致铀沉积物中的铁含量较高。 能够用硫酸铵或硫酸钠替代硫酸作淋洗剂，仅用硫酸调pH，实践上，硫酸钠（或铵）的浓度在1.0～1.2mol／L，一般硫酸的浓度在0.1～0.2mol／L就足以淋洗铀。 与用硝酸盐或氯化物淋洗比较，用硫酸淋洗的首要长处是淋洗进程中树脂即被康复到硫酸根型，不会构成氯根或硝酸根对尾液的污染。 饱满树脂也能够用碳酸钠和碳酸氢钠淋洗。布朗（Brown，E.A．）等人证明，假如硫酸根型树脂首要用浓的碳酸钠溶液处理，只发作下面的反响： 2Na2CO3＋H2SO4  2NaHCO3＋Na2SO4     （7） 而不发作构成CO2气体的反响： Na2CO3＋H2SO4  Na2SO4＋CO2↑＋H2O    （8） 因为反响（7）生成的碳酸氢根能有效地从树脂上淋洗铀，按这种办法淋洗，l倍床体积的0.5mol／L的碳酸钠溶液和2～4倍床体积的1mol／L的碳酸氢钠淋洗是适宜的。 用碳酸钠－碳酸氢钠系统淋洗具有用硫酸淋洗的相同长处，即淋洗后树脂呈碳酸氧根型，回来吸附时，无NO3－或Cl－进入吸附尾液。不过，淋洗树脂与硫酸浸出液触摸时会有气体发生，影响树脂床的稳定性。 二、碳酸根型饱满树脂的淋洗 铀矿石用碳酸盐溶浸时，铀首要以碳酸铀酰络阴离子的方式存在于浸出液中（见反响9，10），因而，用离子交流树脂从碱浸液中吸附铀时，铀首要以三碳铀酰络阴离子［UO2（CO3）3］4－方式吸附到树脂上（见反响11）。假如钾钒铀矿碱浸时，浸出液中的钒络阴离子也被阴离子交流树脂吸附。是否还有其他金属络阴离子被树脂吸附首要取决于矿石的性质。 UO3＋3Na2CO3＋H2O  Na4［UO2（CO3）3］＋2NaOH             （9） UO3＋3（NH4）2CO3＋H2O  （NH4）4［UO2（CO3）3］＋2NH4OH   （10） 4RCl＋［UO2（CO3）3］4－ R4［UO2（CO3）3］＋4Cl－      （11） 碳酸根型饱满树脂的淋洗能够用不同的办法，不同淋洗液的淋洗作用见图1。图1  不同淋洗液对铀的淋洗功率 1－2.0mol／L NaCl；2－1.0mol／L NaCl；3－0.5mol／L NaCl；           4－0.25mol／L NaCl；5－1.0mol／L NaNO3；6－0.5mol／L NaNO3；           7－0.5mol／L H2SO4；8－0.25mol／L H2SO4 从图1能够看出，和氯化钠的淋洗作用最好，硫酸的淋洗作用差得多。 实践应用时，一般用浓度为0.8～1.00mol／L的硝酸盐或氯化物溶液，参加0.1mol／L的碳酸钠作淋洗液，也能够加少数的酸到上述溶液中替代碳酸钠。但参加酸会引起碳酸铀酰络台物分化变成硫酸盐化合物，一起，碳酸根随之分化并很多放出二氧化碳对树脂有晦气影响。 从碳酸盐浸出液中吸附铀的饱满树脂还能够用碳酸铵淋洗，树脂上的铀酰络阴离子与碳酸铵结合构成三碳酸铀酰铵（NH4）4UO2（CO3）3，这种结晶在溶液中构成第三相，从中别离出第三相后，淋洗液补加碳酸铵后回来作淋洗液。

该浸出工艺采用硫铵渗浸-碳铵沉淀，能处理低品位离子型稀土矿,其特点在于克服了硫铵渗浸-草酸沉淀工艺效率低、成本高的缺点.。 它通过改善药剂制度，控制选择性浸出条件和碳铵沉淀形态，使稀土总回收率较原工艺提高5%，达到80%左右。 由于采用高浓度硫铵渗浸，低浓度硫铵淋洗的加药制度，以及采用草酸铵代替草酸液沉淀稀土，使浸出液中含铅低，不必单独净化除铅，从而获得了过滤性能好的晶形稀土沉淀，解决了碳铵沉淀工艺中存在的难题。 该工艺流程简单，操作方便，避免了草酸的毒性，而且可利用原有草酸工艺的生产设施，有利于原有工艺的技术改造，成本低，经济效益显著。 其主要技术指标为：(原矿品位0.0839%)稀土总收率76.3%，生产药剂成本2.22元/吨，稀土质量>92%。

铀酰离子被钠型阳离子交换树脂吸附按下面的反应进行： UO22＋＋Na2R UO2R＋2Na＋ 因为吸附反应是可逆的，吸附铀以后的阳离子交换树脂的淋洗正是基于过程的可逆性。如果用高浓度的Na＋或H＋溶液处理树脂，吸附到树脂上的铀酰离子将被溶液中的Na＋或H＋所置换而重新进入溶液。

稀土选矿技术之稀土离子颜色

阳极氧化中，按正常工艺条件操作，避免在过高的电流密度和高温下操作，否则铝离子有可能会加速积累。　　为避免新配制的阳极氧化溶液因没有铝离子而影响所获膜层的质量，平时更换时最好采取局部更换，如留下l／3或1／4，使更换后的溶液中仍有适当浓度的铝离子存在，若原溶液因被污染而要全部更换的，则可采取以下方法提供一定数量的铝离子。　　(1)通电处理。在新配制的溶液温度尚未降到工作温度之前，用废的铝制件或下脚料进行阳极氧化，高温时铝的溶解速度快，通过3～4h即能满足要求。　　(2)添加铝粉。配制溶液时加入铝粉2～3g／L，也能满足要求。

一、概况       江西离子吸附型稀土矿主要分布在该省的龙南、寻乌等地区。地质勘探工作已查明：龙南地区为离子吸附型重稀土矿；寻乌地区为离子吸附型轻稀土矿。1971年以来，龙南、寻乌等地区先后建成了七个矿点，采取化学选矿法从中提取和生产混合稀土。随着国内外对中、重稀土需要量的增加，促进了离子吸附型稀土矿生产的迅速发展。目前，从江西离子吸附型稀土矿中提取的稀土年产量，按氧化物计已占全国稀土总产量的15%～20%。       二、矿石性质       江西龙南、寻乌地区的离子吸附型稀土矿，系含稀土的花岗岩或火山岩经多年的风化而形成，矿体覆盖浅，矿石较松散，颗粒很细，可以无需爆破直接开采。稀土主要以离子形式吸附在高岭土等粘土矿物上，矿石中的稀土品位为0.088%～0.2%。这类矿床具有以下特点：       （一）稀土元素在矿石中80%～90%属离子吸附相，少部分稀土元素呈单矿物或类质同象矿物形态存在。       （二） 稀土元素大多数以离子形态吸附在高岭土等粘土矿物上，这些粘土矿物以埃洛石、高岭土、水云母为主。       （三）吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质（如NaCl、（NH4）2SO4 、NH3Cl、NH4AC等）溶液中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。       离子吸附型稀土矿的上述特性，决定着可以用简单的化学选矿方法从这类矿石中有效地回收其稀土资源。       三、工艺流程及指标       （一）氯化钠法       用NaCl从离子吸附型矿石中提取稀土，是目前处理这种类型矿石的主要化学选矿方法之一。从采场运来的矿石，送进一个长方形水泥池中浸泡，浸出液通过池底的过滤层从排出口排出，浸渣用人工清除，浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀，经过滤，滤液经石灰中和井补加食盐返回再用；滤饼即为稀土草酸盐，经灼烧、水洗、再灼烧得混合稀土氧化物。用NaCl处理离子吸附型稀土矿的化学选矿工艺示于图1。    图1  用NaCl处理离子吸附型稀土矿的化学选矿工艺       该工艺目前存在的主要问题是：浸渣含NaCl高，造成土壤盐化。       （二）硫酸铵法       用（NH4）2SO4从离子吸附型矿石中提取稀土，是最近几年研究成功的一种方法。与NaCl法不同之处在于：用1%～2%的 （NH4）2SO4溶液浸泡矿石，随后用草酸沉淀而获得稀土草酸盐，再经一次灼烧即可获得含REO＞90%的混合稀土氧化物，滤液经补加硫酸铵返回再用。与NaCl法相比，其浸渣不会造成土壤盐化问题。用（NH4）2SO4处理离子吸附型稀土矿的化学选矿工艺示于图2。    图2  用（NH4）2SO4处理离子吸附型稀土矿的化学选矿工艺       （三）生产指标       1981年龙南和寻乌矿的生产指标列于表1从所列的指标可以看出：这两个矿的生产指标还比较低，稀土总回收率只有60%～65%。因此，合理的化学选矿工艺及采、选设备还有待进一步开发。   表1  1981年江西离子吸附型稀土矿的生产指标项  目龙南（重稀土）矿项  目寻乌（轻稀土）矿中、小矿大  矿浸出率，%81.0889.78浸出率，%80～89萃取稀土收率，%95灼烧水洗收率，%70.0072.00萃取分组收率，%94沉淀灼烧收率，%94稀土总收率，%52～5659.47稀土总收率，%65

离子交流法别离钽和铌的作用和溶剂萃取法适当或更好些，但其出产功率低于萃取法，虽有过多方面的工艺办法的研讨，但迄今尚未在工业出产中运用。这儿仅作一般介绍。一般所用钽铌原液主要为介质，或者是HF－H2SO4、HF－HCl混合酸介质。因为在这些介质中钽铌均以事阴离子方法存在，交流树脂多为不同碱度和不同结构的阴离子交流剂。离子交流别离也分钽铌共吸附和别离选择性吸附两种方法。共吸附的比如有中等碱度的阴离子交流剂эдэ－10Ⅱ从HF－HCl的溶液中别离和提取钽铌。该原液中含：Nb2O5185～210g/L，Ta2O510～12g/L，Fe9g/L，Ti1.7g/L，Si2.5g/L。铌、钽、钛对交流剂的动力交流容量别离为：460mg/L、590mg/L、110mg/L。对离子交流剂的亲和力下降的次序为：TaF7－＞TiF62－＞NbOF52－。因而，最早解析下来的是铌，然后是钛，最终是钽。工艺上首要解吸铁，然后用35g/LHCl＋1g/LHF混酸解吸铌，继而用84g/LHCl溶液解吸钛和硅，最终用180g/LHCl＋10g/LHF混酸溶液解吸钛和硅（见图1）。当所用树脂的容量不大于40％时，洗提时以滤过速度1.2m3/（m3·h）的别离作用最好。所得解吸液用沉积，取得的氧化钽基本上不含铌和钛等杂质；氧化铌产品中含：Ta2O5＜0.03％，TiO2＜0.003%，Fe0.01%～0.04%，SiO20.03%（光谱分析成果）。  图1  运用эдэ－10Ⅱ阴离子交流剂别离钽和 铌时接连冲刷各元素的曲线       选择性吸附的实例之一是在强碱性树脂AMⅡ上分阶段吸附钽和铌工艺。质料液Nb∶Ta＝1∶1（均为0.1mol/L），1mol/LHF＋2.5mol/LH2SO4，当溶液经过树脂层时钽被树脂吸附，铌只要少数吸附。然后用2mol/LHCl溶液洗刷树脂，以除掉所吸附的铌。最终4mol/LNH4Cl＋0.5mol/LHF或5mol/LHCl＋1.0mol/L HF的溶液解吸钽。       吸附法虽未获工业运用，但它别离作用好，将它和氯化物蒸馏法等归纳运用，是制取超高纯铌和钽的重要手法。

用离子交流树脂从含金的溶液，尤其是从pH值较高的化矿浆中收回金的出产工艺，创始于前苏联。1967年，在前苏联乌兹别克共和国的穆龙陶金矿建成了第一座日处理200t，含有很多黏土的金矿石的化－树脂吸附金的大型设备，并成功地用于出产黄金。随后，树脂吸附法提金在前苏联及其他国家得到了很好的开展。     至今，在黄金工业中已运用的产品树脂虽有多种牌号，但从实质上说，仅有大孔强碱性树脂和大孔双官能团树脂两大类。前者有前苏联的AM－2Ⅱ型树脂，归于单一季胺基团树脂，其选择性相对较差；后者有前苏联的AM－2Б型树脂和我国的353型及改善353型树脂，均归于含有适量季胺基团的叔胺基团树脂，即双官能团树脂，仍主要是运用其季胺基团吸附金，而引入叔胺基团是为了进步其选择性。前苏联提金用树脂的物理化学功能和从化矿浆中吸附金及其他金属的成果别离列在表1和表2。 表1  前苏联实验过的提金用树脂的物理化学功能树脂牌号AM－2БAⅡ－3×8ⅡAⅡ－2×12ⅡAM－Ⅱ特性双官能团双官能团双官能团强碱性活性基团－N（CH3）2和 －N＋（CH3）3－N（CH3）2和 －N＋（CH3）3－N（CH3）2和 ―CH2―N（CH3）2－N＋（CH3）3结  构大孔型大孔型大孔型大孔型二含量/%1081210总交流容量/（mmol·g－1）3.23.53.13.5其间强碱容量/%16.927.135.577.1堆密度/（g·cm－3）0.420.490.420.45比表面积/（m2·g－1）53404042   表2  前苏联树脂从化矿浆中吸附金及其他金属成果树脂AuCuNiZnFeAM－Ⅱ8.125.65.54.313.5AⅡ－3×8Ⅱ12.819.14.43.23.2AⅡ－2×12Ⅱ13.615.83.53.43.2AM－2Б15.34.73.53.11.3       载金后树脂的解吸及再生工艺，除了前苏联遍及选用的以－硫酸解吸金为中心的分部解吸和NaOH再生工艺外，后来南非开发的Na2Zn（CN）B4·NaOH混合液解吸金和H2SO4再生工艺，以及我国开发的NH4SCN·NaOH混合液解吸金和氯化物或HCl再生工艺，这两种工艺的工业运用作用也较好。能够看出，用离子交流树脂法从化矿浆中提取金在黄金工业出产上已占有必定位置。但是，研发更适宜从化矿浆中提取金的树脂和开发更佳的解吸及再生工艺，始终是树脂法提金的严重课题。     树脂吸附法提金厂的工业实践：     一、前苏联乌兹别克共和国穆龙陶金矿采选冶金联合厂商，矿石处理才能达5万t/d，年产金近80t，是处理重选金精矿，选用矿浆预化－树脂矿浆吸附浸出的工艺，所用树脂为AM－2Б型，运用－硫酸溶液解吸，再用电解法收回金和银，用NaOH再生树脂；     二、俄罗斯西伯利亚的北叶尼塞采选联合厂商，是处理含金档次100g/t的浮选金精矿，选用化－树脂矿浆吸附浸出的工艺，所用树脂为AM－2Б型，载金后树脂选用硫酸解吸铜、锌、钴、镍等进行归纳收回，然后用－硫酸溶液解吸和电解法收回金，最后用NaOH再生树脂；     三、南非Golden Jubilee金矿，是西方国家用树脂矿浆浸出法处理原矿石从化矿浆中提取金的第一个矿山，该矿石含金档次为5～15g/t，但因含黏土高达50%左右，不宜用惯例化－锌粉置换法或堆浸法提金；后选用炭浆法（CIP）建成处理才能为200t/d的提金厂，但又因为矿石中含有腐殖酸等有机物而炭浸的作用欠安；最后于1989年改用树脂矿浆法（RIP）获得成功，处理才能增加到375t/d，所运用的树脂为A161L型大孔强碱性树脂，选用Na2Zn(CN)B4·NaOH混合液解吸金，然后用电解法收回金，并以H2SO4再生树脂；     四、我国新疆阿希金矿，引入独联体的技能，于1989年建成树脂矿浆浸出厂。该厂的处理才能为750t/d，年产金4万两，合1250kg；处理重选得到的金精矿，选用树脂矿浆吸附浸出的工艺，所运用的树脂为南开大学化工厂出产的D301G型树脂，树脂损耗量为25g/t，此工艺的选冶金总收回率为92.3%；     五、河北涞源县银坊金矿，由我国核工业北京化工冶金研讨院研讨和供给工艺流徎，核工业第四规划院规划于1989年建成处理原矿50t/d的树脂矿浆法提金厂，是继我国安徽霍山县东溪金矿由炭浆厂改扩建为处理原矿50t/d的树脂矿浆法提金厂之后的又一个该类型提金厂。该厂处理原矿含Au7.37g/t，Ag125.7g/t，化浸出28h，金浸出率为94%；所运用的树脂为353E型树脂，金吸附率为99.3%，运用－硫酸溶液解吸，再用电解法收回金和银，最后用NaOH再生树脂。

离子吸附型稀土矿又称风化壳淋积型稀土矿，20 世纪60 年代末期首先在江西省龙南足洞发现，尔后相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现，但以江西比较集中、量大。离子吸附型稀土矿是一种、国外未见报导过的我国独特的新型稀土矿床。经几十年的研究，查明该类型矿分布地面广，储量大，放射性低，开采容易，提取稀土工艺简单、成本低，产品质量好等特点。 英文名ion-absorbingtyperare earthsore 离子吸附型稀土矿，主要分布在我国江西、广东、湖南、广西、福建等地。 目前离子型稀土矿的提取方法有两种 (1)用NaCl从离子吸附型矿石中提取稀土 使用NaCl是目前处理这种类型矿石的主要化学选矿方法之一，从采场运来的矿石，送进一个长方形水泥池中浸泡，浸出液通过池底的过滤层从排出口排出，浸渣用人工清除，浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀，经过滤，滤液经石灰中和并补加食盐返回再用;滤饼即为稀土草酸盐，经灼烧、水洗、再灼烧得混合稀土氧化物。该工艺目前存在的主要问题是浸渣含NaCl高，造成土壤盐化。 (2)硫酸铵法 用(NH4)2SO4从离子吸附矿石中提取稀土，是最近几年研究成功的一种方法。与NaCl法不同之处在于，用1%~2%的(N H4) 2 SO,溶液浸泡矿石，随后用草酸沉淀而获得稀土草酸盐，再经一次灼烧即可获得含REO> 90%的混合稀土氧化物，滤液经补加硫酸按返回再用。与NaCl法相比，其浸渣不会造成上壤盐化问题。

离子交流膜别离技能是跟着对膜现象的研讨而逐步展开起来的。刚开始时并没有得到工业运用，直到1952年美国研发成功了世界上第一台运用离子交流膜的电渗析设备。尔后，离子交流膜技能在世界范围内得到了敏捷的展开，因为离子交流膜技能所显现的节能、低耗、高效、少污染、工艺简略等长处，引起了世界各国的广泛注重，因此运用它作为别离介质的许多别离办法在冶金溶液别离工艺中有着重要的运用价值。     一、离子交流膜别离技能     在离子交流膜别离技能中，离子交流膜的研发、膜设备以及电极材料的开发是完成离子交流膜别离技能工业性的关键因素。     （一）离子交流膜研发     作为一个单元进程，离子交流膜别离技能的功率首要是由系统的离子交流膜功能决议的。其首要功能包含：有较好的挑选透过性、较高的交流容量、低的溶胀度、较高的机械强度和杰出的化学安稳性。膜的耐温功能和耐酸耐碱功能也是工业范畴展开研讨的首要方针。     现在国外对离子交流膜的研讨较多，一方面是对膜功能进行改善，另一方面是研发具有专门用处的离子交流膜。美国杜邦公司研发的Nafion系列膜与日本旭化成公司开发的 ACIPLEX—F系列膜及日本旭硝子公司研发的Flemion系列膜具有耐强碱、低电耗的特色。双极膜也是人们研讨的焦点。双极膜是在外加电场效果下能将水直接解离成H+和OH-的膜，它是由阳膜、阴膜和中间界面亲水层组成。一些公司相继制成功能优秀的双极膜，水离解电压在1.l～l.7伏，水离解功率在95%～99%。     我国可用的离子膜种类单一，在国外基本上被筛选了的电化功能差的非均相膜在我国仍占90%以上；已开发的功能较好的均相膜，因为功能不安稳，不能大规模出产。现在国内所需的绝大大都均相膜、电解膜等仍依赖于进口，具有特种功能的膜如特种挑选透过性膜、双极膜等多处于试验室阶段，研讨工作比较单薄。因为我国的制膜技能无法满意工业需求，严峻阻止了离子交流膜技能的运用，所以有必要加强研讨、引入、消化与改造相结合，选用新技能来开发新种类，改善膜功能。     （二）离子交流膜设备     离子交流膜别离技能的运用效果首要取决于离子交流膜的功能，但改善膜设备规划以习惯工业各系统的要求，一起完成节能降耗，也是完成离子交流膜别离技能工业化的重要条件。     现在氯碱工业比较常用的离子膜电槽有单极式和复极式两种槽型，这极大地便当了用户根据本身所约束的条件来挑选槽型。经过不断的试验研讨，北京化工机械厂研发了BMCA－2.5型单极式离子膜电解槽，该槽型结构合理，功能优秀，工作安稳，直流电耗低，寿命长。对现已投入出产工作的设备经72小时查核标明，功能指标到达了世界同类设备的先进水平。因为近几年来国产离子膜电解槽的规划及制作水平不断完善和进步，其各项技能指标已到达国外同类产品的先进水平，且其可到达长周期安稳工作的工作功能取得了用户的信赖与好评，再加上其报价优势，国内用户纷繁选用国产化离子膜电解槽。     离子是烧碱出产的展开方向，而大型复极式天然循环高电密电解槽技能，是离子长时间展开研讨的成果。膜一电极一体化（SPE）电解槽也具有微弱的吸引力。它是固体聚合物电解质电槽，固体电解质是水合阳离子膜，电极与膜严密相接，消除了一般膜电槽的溶液电压降及气泡效应，现在国内外许多科研机构正活泼开发研讨。    （三）电极材料     在离子交流膜电解中，电极的电位在设备总电压中占有很重要的份额，直接影响能耗，然后影响离子膜电解的运用效果。所以根据不同的运用系统研发适合的电极材料成为人们研讨的焦点。     为下降电耗，常在电极上涂一层可下降过电位的高功能电极涂层，研发成活性电极。我国研发的钛涂钉铱电极已在氯碱出产中运用。当阳极发作水电解，下降析氧过电位是人们关怀的问题，王鹏等人对碱性水电解的阳极材料做了研讨，以为材料的挑选应根据含Ni、CO和Ru的混合金属氧化物，尤其是NiCO2O4和Lal-XSrXCoO3已被试验证实是最有远景的碱性水电解的阳极材料。当阴极发作析氢反响，下降氢的过电位也很重要，可在阴极上涂以镍等活性涂层，如国外研发了Ni－Sn、Ni－RuO2、Ni－Co系二元或多元合金涂层活性阴极，我国也开发了Ni－Zn、Ni－Al、Ni－MO、Ni－CO－W等活性阴极，对释氢具有优秀电催化功能。     二、在冶金中的运用     （一）重金属     美国的Tran等人研讨了运用主动倒换电极电渗析进程（EDR）收回镍盐，使之不再像传统工艺流程中那样构成氢氧化物沉积而被丢失，取得了杰出的经济效益和社会效益。高纯锡是电子元件不行短少的金属，用阴膜作电解槽隔阂，与碳酸银除铅净化工序相结合，是制取高纯锡的新方祛。美国矿务局将双膜电解槽与恰当的溶液净化进程相结合，从高温合金废猜中收回高纯钴和镍，还将低质量的钴提纯到A级。谢德华等人研讨了离子交流膜在无外加电压的条件下别离去除原水中锰离子的技能，根据Donnan dialysis原理将离子交流膜用于水样中重金属离子的检测，扩展了离子交流膜运用的范畴。     （二）轻金属     我国是氧化铝出产大国，也是赤泥发生大国。2009年，我国氧化铝产值到达2379万吨，赤泥发生量近3000万吨，占全球产值1/3以上。怎么处理看上去“无用”的赤泥，一直是铝职业面对的世界性难题。避免赤泥污染的底子出路是完成赤泥的综合运用。烧结法赤泥可用于出产硅酸盐水泥，但赤泥中碱含量偏高，约束了赤泥运用率的进步，现在正致力于进步赤泥在水泥中的配量，以进步其运用率。研讨方向之一是添加石灰，在必定条件下使赤泥脱碱，然后用电渗析技能从所得的稀碱液中收回碱以及其它有用组分。国内在这方面的研讨已取得了必定开展。     张启修等人选用碳分脱铝一电渗析工艺处理含铝废碱水，从中收回铝、碱及水资源，其经济效益、环境效益均很明显。晶种分化是氧化铝出产中耗时最长而产出率又低的一个工序，怎么强化和改善种分进程是氧化铝出产中最重要的研讨课题之一，我国专家学者提出了许多改善途径，其中就包含运用电渗析以进步分化深度的研讨。     （三）贵金属     运用膜电解能够制备纯度较高的金。Tanaka贵金属工业公司选用以下办法，金经过碘化效果后通入膜电解槽的阳极室，阳极室与反响室相联，阳极液能在其间循环，杂质经过过滤或这以后的超滤除掉，将99.99%的金精粹至99.999%，收回率为95%。     （四）稀有金属     在钨工业中，运用离子膜技能能够制取仲钨酸铵（APT）和偏钨酸钠（AMT）。用膜电解法制取供萃取用的偏钨酸钠料液，克服了惯例办法发生很多污染环境的Na2SO4的缺陷，还节省了酸碱用量。在稀土工业中，能够运用膜电解进程的氧化或复原反响别离铈与铕。张启修等人对在硫酸系统中电解氧化铈的工艺进行了研讨，运用隔阂的效果，在阳极室完成铈氧化的一起，在阴极一起得到铜粉，使电耗本钱大幅下降。     三、运用特色和存在问题     离子交流膜别离技能作为一种新式的别离技能，具有如下特色：（1）可进步出产功率，大大简化冶金工艺流程；（2）既可收回有用物质，又不会发生二次污染；（3）能够到达动力的更有用运用；（4）离子膜电解技能作为单元操作，运用灵敏，操作便利，便于完成主动化操控。    离子交流膜别离技能是今世高新技能之一，在有色冶金中研讨活泼，但其在冶金工业中的展开尚存在一些不足之处。有色冶金中溶液系统首要是酸碱系统，还有一些是氧化性系统或复原性系统，大都情况下系统的温度较高，所以对离子交流膜功能提出了更高的要求，要求运用的膜比氯碱膜更能耐温、耐腐蚀。但现在许多膜对温度、PH值和化学环境仍很灵敏，尚不能满意冶金工业的要求；离子交流膜技能运用受到约束的部分原因是现有离子交流膜种类中缺少冶金工业所需求的特种挑选性；因为冶金工业的电解质系统多为多相系统，而离子交流膜易被细微粒或有机物阻塞，所以对电解液的纯度提出了更高的要求，这样就要添加电解液精制工序，并进步操作要求，以除掉电解液中各种不纯物，到达离子交流膜所规则的要求，相应地就添加了设备和操作费用，导致本钱的添加；冶金出产一般是大规模的，但在离子交流膜技能中存在着物质流量与挑选性的对立。     四、结束语     跟着环保压力的添加及膜材料与膜配备工业的展开，离子交流膜技能在冶金中的运用研讨越来越引起人们的注重，它对优化冶金工艺，处理冶金工业的废酸、废水等方面具有十分重要的含义。     与国外比较，我国在这方面存在着很大距离，为了推进离子膜别离技能在冶金工业中的运用，我国应该引起满足的注重，有必要打破职业边界，将膜材料研发、膜配备研讨与膜工艺开发等多方面的力气联合起来，添加经费投入，加大科研力度。跟着研讨的不断深入，离子交流膜别离技能在冶金中必将得到越来越广泛的运用。

9月10日物理学家组织网报道称，美国华人科学家团队研制出一款基于水基电解液的新型锂离子电池，不仅电压首次达到笔记本电脑等家用电子产品所需的4伏标准，且能完全避免现有商用锂电池存在的着火和爆炸危险。尽管当前它的续航还不如传统材料，但研究人员希望可为进一步的研究奠定基础。市面上最常见的电池，仍然采用了两侧都有电极的锂离子方案。在充放电的过程中，粒子可在两极间来回移动。位于中间的电解质，可以帮助粒子的移动。然而大多数情况下，电解质都是由易燃的有机化学物质构成。马里兰大学工程师、兼研究合著者ChunshengWang表示：虽然有防火的水基电解质存在，但水并不是很活泼，因此这种安全电池通常也并不强劲。现有电子产品中，锂离子电池都使用非水性电解液。工作时，电池电压必须满足4伏标准，而在这个工作电压下水容易分解，所以锂电池常用有机溶剂作为电解液，但这类电解液易燃易爆，可能导致电子产品着火爆炸，存在极大安全隐患。 马里兰大学王春生团队联合美陆军研究实验室许康等科学家，合作开发出了这款升级版水基锂电池。研究人员设计出一种新型聚合物凝胶涂层，因其特殊的排水性，涂在电极上后，水分子无法靠近电极表面;首次充电后，凝胶分解形成稳定界面，将电极和电解液隔离，阻止水分子在工作电压下分解。该技术不仅提高了电池的储能和充放电性能，还完全规避了有机溶剂电解质易爆炸的危险。 虽然新电池的工作电压已达到商用水平，但与现有锂离子电池相比，还有很大的提升空间。比如，新电池的材料成本较高，且只能充放电50次到100次，要想具有商业竞争优势，充放电周期必须达到500次以上。 但不可否认的是，新电池背后的电化学处理方法，对钠离子电池、锂硫电池、锌镁多离子电池等电池技术，以及电镀和电化学合成等领域，具有重要借鉴意义。

Y.Pranolo等研发出一种从废锂离子电池浸出液中分离和纯化Co和Li的混合溶剂萃取剂体系，用于。将Acorga M5640加入到Ionquest 801有机溶液中，Cu和pH等温线移动明显，△pH50＝3.45。所以，在此混合萃取剂体系中，很容易实现Fe（Ⅲ）、Cu、Al与Co、Ni、Li的分离。 在水相与有机相的体系比＝2∶1，pH＝4条件下的McCabe－Thiele相图表明：Fe、Cu、Al的萃取需要3个阶段。Fe（Ⅲ）和Cu的萃取动力学很快，而Al的萃取动力学较慢。随温度从室温长高到40℃，Al的萃取动力学增加明显，所以金属萃取应在40℃进行，Al和Cu的反萃取动力学很快，但Fe不能被有效反萃取，因此，反萃取时应用高酸除去Fe。在温合有机体系中，对于铜的萃取，Ionquest 801为萃取剂，Acorga M5640起协同作用。 推荐了一种从废锂离子电池浸出液中回收Co和Li的流程：第1个溶剂萃取流程中采用混合Ionquest 801和Acorga M5640体系，第2个流程中采用Cyanex 272。此流程的优势是可获得较纯的Co和Lu产品。

赤铁矿选矿设备技术发展很快，以阴离子反浮选为核心的联合流程已经成为赤铁矿选矿的主流，但对阴离子反浮选选矿工艺体系中药剂作用机理的研究还不够完善，同时该工艺使用的铁矿物抑制剂玉米淀粉还存在着明显的确定，如配置复杂，须配置复杂，须在85℃稳定热水中配置，因而能耗高，以及对细粒抑制效果差造成尾矿品位偏高等，因而开展阴离子反浮选体系中药剂作用机理和铁矿物抑制剂的优化研究。   研究表明：ph值得10到12.5的区间内，各类淀粉对赤铁矿都有很强的抑制作用，抑制机李是淀粉中的羟基氧和赤铁矿表面裸露的铁元素发生了化学键合，ph值在11.5到12.5的区间内，各类淀粉对石英都有微弱的抑制作用，其作用机理是吸附在矿物表面的Ca+和CAOH+与油酸根离子发生化学作用而使石英流水性增大。因此在油酸体系中，ph值在11.5到12.5的区间内，赤铁矿和石英存在最大的浮游差，是二者分离的理想条件，影响淀粉抑制作用的因素包括淀粉的链长、淀粉的直链和支链结构的含量、淀粉中的杂质、变性淀粉中引入基团的种类及基团取代度的大小。   专家对玉米淀粉、1#淀粉、糯玉米淀粉、糊精、磷酸醋化淀粉五种淀粉类铁矿物抑制剂进行了比较与分析。浮选实验表面：针对人工混合矿，浮选赤铁矿的回收率在95%时，精矿品位由高到低的次序为：糊精、玉米淀粉、糊玉米淀粉、1#淀粉和磷酸酯淀粉，实际矿石浮选精矿的回收率在91.5%时，精矿品位由高到低的次序为：糊精、玉米淀粉、1#淀粉和磷酸酯化淀粉。人工混合矿和实际矿石的浮选结果一致。在赤铁矿和石英的分选过程中，淀粉是一种非选择性絮凝剂，絮凝作用主要是氢键作用引起的，絮凝作用越好选择性越差。   米淀粉作为抑制剂在其最适宜的条件下，获得的精矿品位为64.26，金属回收率88.43%，尾矿品位17.75%。新型抑制剂1#淀粉在其最适宜的条件下，获得的精矿品位为63.53%，回收率89.15%，尾矿品位16.78%。新型抑制剂1#淀粉与玉米淀粉作为抑制剂的分选效果接近，但新型抑制剂可以用冷水配置成稳定的溶液。   新型抑制剂1#淀粉在保持良好指标的分选前提下，具有在常温下用冷水配置成稳定的溶液的优点，研究采用一次粗选一次精选三次usaox的阴离子反浮选工艺。玉米淀粉作抑制剂时，通过实验得到适宜的分选条件为：捕收剂油酸钠用量150g/t，活化剂氧化钙用量500g/t，抑制剂玉米淀粉用量800g/t，矿浆温度35℃，矿浆ph值11.75.1#淀粉作为新型抑制剂用量600g/t，矿浆温度35℃，矿浆ph值11.75.

（1）用NaCl从离子吸附型矿石中提取稀土，是目前处理这种类型矿石的主要化学选矿方法之一。从采场运来的矿石，送进一个长方形水泥池中浸泡，浸出液通过池底的过滤层从排出口排出，浸渣用人工清除，浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀，经过滤、滤液经石灰中和并补加食盐返回再用；滤饼即为稀土草酸盐，经灼烧、水洗、再灼烧得混合稀土氧化物。该工艺目前存在的主要问题是浸渣含NaCl高，造成土壤盐化。       （2）硫酸铵法  用（NH4）2SO4从离子吸附矿石中提取稀土，是最近几年研究成功的一种方法。与NaCl法不同之处在于，用1%～2%的（NH4）2SO4溶液浸泡矿石，随后用草酸沉淀而获得稀土草酸盐，再经一次灼烧即可获得含REO>90%的混合稀土氧化物，滤液经补加硫酸铵返回再用。与NaCl法相比，其浸渣不会造成土壤盐化问题。

杨显万等核算制作了298K下Bi2S3－Cl－－H2O系E－pH图和E－lg[Cl－]图（见图1和图2），图中相应的反响方程式和平衡方程式略。图1  Bi2S3－Cl－－H2O系E-pH图图2  Bi2S3－Cl－－H2O系E－lg[Cl－]图从图3、图1和图2能够看出：图3  Bi（Ⅲ）－S－H2O系电位－pH图（一）在不含Cl－的溶液中，反响Bi2S3＋6H＋＝2Bi3＋＋3H2S不可能发作（其平衡pH＝－3.67），且Bi2S3的氧化电位较高（0.42V）。在含Cl－的溶液中，上述反响的平衡线明显右移（pH＝－0.027），一起Bi2S3的氧化电位也明显下降。也就是说，在含能够与Bi构成合作物的Cl－的水溶液中，Bi2S3无论是酸溶仍是氧化都比在不含Cl－的溶液中要简单。因此在含Cl－的酸性介质中，经过湿法冶金来处理Bi2S3在热力学上是可行的。 （二）Fe3＋和Cu2＋完全能够氧化Bi2S3，溶液中Fe3＋的存在有利于Bi2S3的浸出。 （三）坚持溶液有必定的酸度是很有必要的，的参加具有如下的效果：有利于元素硫的生成。促进氧化铋矿的溶解，进步铋在溶液中的溶解度，避免铋盐的水解。 （四）Bi2S3可经过两种途径浸出 化学溶解：化学氧化：在选用矿浆电解技能处理铋矿时，还存在着Bi2S3的阳极氧化：（五）分出元素硫的平衡pH值上限为－2.34，下限为－5.54。当pH值大于－2.34时，硫化物中的硫应氧化成HSO4－或SO42－。事实上，因为动力学的原因，80%以上的硫仍以单质形状产出。