一 样品准备与实验方法 (一) 矿样与料液的准备

1.矿样准备：离子型稀土矿是性质和粒度不同的多种矿物集合体，为使矿样均匀且具有代表性，取若干重的干矿使其松散并筛分成五个自然粒级(见表 1)，分别称重求其所占重量的百分率。离子态稀土主要存于细粒级中，实验时按各粒级所占重量的百分比，人工组合矿样。每份1.5公斤。

2.钇试料的准备：准确称取99.5%的Y₂O₃，酸溶后配成浓度为0.9946毫克/毫升的料液待用。

(二) 实验方法：

1.钇的分布实验：将矿样均匀地装于塑料管交换柱中，并轻拍使之有一定的紧密度。分别以不同浓度的硫酸铵或氯化钠或加络合剂的溶液进行全淋洗，并分批接收淋出液。用络合滴定法测定每批淋出液的稀土浓度，用PH计测量和萃取色层法测定钇的含量。

2.沉淀钇的实验，每次实验取钇料液50毫升，添加硫酸铵或氯化钠调节所需之PH值.再按不同沉淀比加入草酸溶液进行沉淀试验，沉淀后陈化12小时再过滤。沉淀物在8 00℃下灼烧后称重，有钠存在时，洗涤后再灼烧称重，求出Y₂O₃的重量，计算其沉淀率。

二 实验结果 (一) 洗提过程中钇的分布 1 硫酸铵作洗提剂时钇的分布

(1) 以1.5% (NH₄)₂SO₄溶液(PH =5.20)作洗提剂。试验结果见表 2。

(2) 以2.5%的(NH₄)₂SO₄溶液(PH=5.30)作洗提剂。试验结果见表 3。

(3) 以3.5%的(NH₄)₂SO₄溶液(PH = 5.20)作洗提剂。试验结果见表 4。

(4) 以5 %的(NH₄)₂SO₄溶液(PH= 5.10)作洗提剂，试验结果见表 5。

2 氯化钠作洗提剂

(1) 以7%的氯化钠溶液(PH = 5.50)作洗提剂，试验结果见表 6。

(2) 以10%的氯化钠溶液(PH= 5.25)作洗提剂。试验结果见表 7。

3 添加络合剂的洗提剂

(1) 加0.5 %的EDTA于1%的(NH₄)₂SO₄溶液(PH = 4.6)中作洗提剂，试验结果见表 8。

(2) 加0.5%的EDTA于5 %的(NH₄)₂SO₄溶液(PH = 4.5)中作洗提剂，试验结果见表 9。

表 2—表 5中所列数据表明，以不同浓度的硫酸铵作洗提剂，在低浓度(2.5%以下)时前后各批淋出液中钇的含量几乎相同，而在高浓度时淋出液中钇的含量出现先髙后低再趋于稳定；表 6—表 7为氯化钠溶液洗提试验的数据，情况与前类似。两者都是随其浓度增大而头批淋出液稀土浓度增大，表 8—表 9数据表明，当有络合剂存在时，淋出液中钇的含量先高后低现象更为明显，其他稀土浓度也是如此。

(二) 在不同沉淀条件下钇的行为

1.不同草酸沉淀比(Y₂O₃：H₂C₂O₄)对沉淀钇的影响。

(1) 无其它盐类存在时草酸量对沉淀钇的影响，试验结果见表 10。

(2) 有一定量硫酸铵存在时草酸量对沉淀钇的影响。

(3) 在一定量氯化钠存在下草酸量对钇沉淀率的影响。试验结果见表 12。

2.固定沉淀比，改变盐类浓度对沉淀钇的影响。

(1) 固定沉淀比，改变料液中的硫酸铵浓度的试验。试验结果见表 13。

(2) 固定沉淀度比改变料液中的氯化钠浓度的试验。试验结果见表 14。

3.固定沉淀比改变不同酸度对沉淀钇的影响。

(1) 无盐类存在时沉淀比固定，改变酸度的沉淀试验。

(2) 在硫酸铵或氯化钠浓度一定，沉淀比一定时，改变酸度的沉淀试验。

表 10的数据表明：当钇的料液中无碱金属和铵盐存在时，草酸的沉淀率不很高，但随沉淀比增加而增高，表 11、表 12的数据表明，当有硫酸铵或氯化钠存在时，钇的沉淀率虽也随沉淀比增加而增加，但与前者同一沉淀比相比，有硫酸铵时其沉淀率增加，而氯化钠的存在钇沉淀率却有所降低。说明硫酸铵比氯化钠的沉淀效果好。表 13、14数据表明沉淀比固定1:3时，钇的沉淀率有随硫酸铵或氯化钠浓度的增加而由低到高再降低的趋势，并且当硫酸铵浓度为4%，氯化钠浓度为6 %时，钇的沉淀率最高。

表 15、16的数据表明，在酸性范围内，钇的沉淀率随溶液的PH值升高而增加，一定量铵盐或钠盐存在，其沉淀规律类似，

二 结果讨论

1.用硫酸铵或氯化钠作洗提剂的试验结果表明，浓度较高的洗提剂有利于稀土的洗提，特别是有利钇的优先洗提。先淋出的料液中稀土浓度和钇的含量都随洗提剂浓度的增大而增高。由于硫酸铵及氯化钠中的阴离子（即SO₄^-和CL^-)与稀土元素都能通过离子结合形成不很稳定的配位络合物，但其稳定性SO₄^2->CL^-，随稀土元素原子序数增大，RE(SO₄)⁺的稳定性稍有增加，而RE (CL)²⁺络离子的稳定性却在钇以后稍有降低。就硫酸根来看，能与稀土离子形成RE (SO₄) n^3-2 (n = 1~3)各级络离子。当SO₄^2-浓度较低时，主要为RE(SO₄)⁺络离子存在，而硫酸根浓度大时，可形成较稳定的RE(SO₄)₂^-及RE(SO₄)₃^3-络阴离子。如钇形成Y(SO₄)₂^-及Y (SO₄)₃^3-等络阴离子。因此淋洗剂低浓度时，由于不能形成稳定的络阴离子，所以前后淋出液中钇的含量差别不大，但高浓度时，由于较稳定络阴离子的形成加速了稀土的洗提，特别是钇和重稀土的优先洗提。当洗提剂中有与稀土生成稳定络合物的有机配位体如EDTA等存在时，在淋洗时的PH值一般大于4的情况下，其主要生成稳定的〔（RE(EDTA)〕^-络合物，且稳定性随稀土元素原子序数增大而增大，〔Y（EDTA）〕^-络合物的稳定样位于铒铥之间，故有EDTA存在时，即使在洗提剂浓度较低的情况下，也可以加速稀土的淋出，特別是钇和重稀土的优先淋出。髙浓度的淋洗剂或络合剂的存在，对淋出钇和重稀土有利，这和用有机离子交换树脂交换稀土的情况有类似的规律。

2.用草酸作稀土的沉淀剂，当料液中钇的浓度较低时(离子型矿的实际生产中，料液中稀土的浓度一般为1克/升左右)。钇的沉淀率随沉淀比的增大增高。这里起主要影响的是同离子效应。由于钇组重稀土草酸盐在水中的溶解度较大，在低的稀土浓度下，草酸的消耗量较多，因此在离子型重稀土矿的工艺中，草酸并非是~种合适的沉淀剂。

3.在钇的试验中有一定浓度的硫酸铵时，钇的沉淀效果要比无硫酸铵存在好，这可能是反应物活度增加的缘故。同时也说明，低浓度的铵盐存在，不会使钇组稀土生成配合物而损失，但有一定量氯化钠时，在相同沉淀比的情况下，较之无盐的情况钇的沉淀率要稍降低。这是由于草酸钠共沉淀消耗了草酸而降低钇的沉淀率。可见稀土料液中存在硫酸铵比氯化钠好。当沉淀比为1：3时，随料液中硫酸铵或氯化钠浓度增大，钇的沉淀率都有由低到高再降低的趋势，即出现两头小中间大。并相对有个最大值(如硫酸铵浓度4%，氯化钠6%时钇的沉淀率最高)。这可能是由于盐类浓度低时同离子效应起主要作用。但当铵离子浓度较高时络合效应增强，由于可溶性络合物的生成而又降低了沉淀率。

4.洗提剂浓度高，有利于稀土特别是钇的洗提，且所需液固比小。淋出液的稀土浓度大。但从草酸作沉淀剂的钇的行为来看，洗提剂浓度不高时，硫酸铵的存在有利于钇的沉淀，而高浓度时又会使沉淀率降低。因为硫酸铵浓度太大时，钇形成Y(SO₄)₂^-及Y(SC₄)₃^3-等稳定的络阴离子，难于被草酸铵等沉淀剂所沉淀，实际生产上既要求有较高的淋出率又要求有较高的沉淀率，这就需要选择适宜的洗提剂浓度。从综合考虑，用硫酸铵作洪提剂时浓度以3~4 %为宜，用氯化钠时浓度以6~7 %为宜，

5.随着料液的PH值升髙，钇的沉淀率也出现一个相对最大值。在一定浓度的硫酸铵料液中PH为4时沉淀率最高，氯化钠料液中PH为6时沉淀率最高。这是因为PH值低即酸度大时，稀土会生成酸式草酸盐而溶解，致使沉淀率降低。但PH值太高时，又会使碱金属或铵离子与草酸生成盐类与稀土共沉淀，从而降低草酸对稀土的沉淀率。

三 结语

1.研究了以不同浓度的硫酸铵或氯化钠作淋洗剂时钇在洗提过程中的分布。在低浓度时前后淋出液中钇的含量几乎不变，但在较高浓度下钇在淋出液中的含量是先高后低再趋于一个较稳定值。高浓度有利于钇的优先淋出，也有利于稀土浓度的提高。

2.当使用添加有机络合剂的淋出剂洗提时，即使在低浓度的情况下也有利于稀土的淋出，且在淋出液中钇含量出现先高后低，即有优先被淋出的现象。这可能是稀土生成稳定的络离子，且稳定性随离子半径减而增大的缘故。因此络合剂的存在有利于稀土特别是钇的回收。

3.研究了不同情况下以草酸作沉淀剂钇沉淀时的行为。当无作淋洗剂的盐类存在时，随沉淀比增大钇的沉淀率增高。此时同离子效应起主要作用。当有硫酸铵或氯化钠存在时，钇的沉淀率也随沉淀比增加而增高。但有硫酸铵的情况相应地沉淀率增大而氯化钠稍有减小。在固定沉淀比的情况下，随硫酸铵或氯化钠的浓度增加钇的沉淀率出现先低后高再降低的现象，中间有个较大值，硫酸按约4 %, 氯化钠约6 %时沉淀率最高。硫酸铵作淋洗剂要比氯化钠好。

4.淋洗浓度增高对回收稀土和优先洗提钇有利。所要液固比小，稀土浓度大，钇含量高。但用草酸作稀土的沉淀时，如果含作淋洗剂的盐类浓度太高，会降低钇的沉淀率，对回收钇不利。因此需综合考虑，以选择一个适当的浓度一般硫酸铵用3~4 %的浓度，氯化钠用6~7 %的浓度为宜，

5.钇的沉淀率与沉淀前溶液中的酸度大小有关。PH值过低及过高都对沉淀钇不利，在溶液PH为4~6时钇的沉淀率较高。