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清平磷矿伴生元素含量、稀土元素赋存状态暨伴生资源的综合利用

关键词：清平磷矿，伴生元素，稀土元素，赋存状态，综合利用

随着磷矿资源的日益减少，如何有效地利用已开采磷矿中伴生的元素和稀土资源成为了一个重要的课题,这使得综合利用磷矿资源变得更加重要。由于磷矿消费需求增加而富矿资源减少，我们急需加强对磷矿伴生资源的综合利用。本研究以清平磷矿为例，对清平磷矿进行了多种测试表征手段的系统研究，包括X射线衍射、电子扫描显微镜、能谱分析、LA-ICPMS分析、电子探针和光学显微镜等。研究结果表明，清平磷矿的主要物相是氟磷灰石（胶磷矿）、白云石、石英和海绿石，伴生矿物包括云母、黄铁矿和粘土矿物等。磷矿石中P2O5平均含量约为35%，平均稀土含量为0.03%，伴生元素也较丰富。磷矿石中的重金属元素和放射性元素主要存在于磷矿石和碳质砂页岩中；磷矿石中的Sr元素、白云岩中的Mn元素以及碳质砂页岩中的Ti元素含量较丰富。伴生稀土元素主要集中在磷矿石和碳质砂页岩中，平均含量分别为250.36μg/g和221.21μg/g。通过综合物相分析、微观形貌分析、能谱分析和电子探针单矿物元素分析以及钙离子与稀土离子半径对比，研究确认了除了少数以独立的稀土矿物的形式存在于海绿石中外，绝大多数的稀土元素是以类质同像的形式存在于胶磷矿中。

本研究本研究在稀土元素提取实验中，采用硝酸法进行酸解，离子交换法进行稀土的富集过程。确定了最佳富集条件为：使用质量分数为25%的硝酸对磷矿粉进行酸解，离子交换时间为48分钟。在洗脱过程中，选用.03mol/L的EDTA溶液，并在48分钟内完成洗脱。根据实验结果，这些条件能够达到最佳富集效果，一次吸附率高于49%，一次脱附率高于75%。此外，在进行离子交换之前，除钙处理对树脂对稀土元素的吸附具有促进作用。整个吸附洗脱过程中，树脂对每种稀土元素的作用相似。本研究通过对清平磷矿的矿物特征进行系统研究，并探索了稀土元素的富集方法，为磷矿伴生资源的综合利用提供了一定的理论和实践依据。

通过本研究，我们对清平磷矿伴生元素的含量和稀土元素的赋存状态有了更深入的了解，并提出了一种综合利用的方案。综合利用清平磷矿伴生元素和稀土资源，既可以减少资源的浪费，又可以为材料学、冶金学等领域提供重要原料，这对于推动资源循环利用和可持续发展、促进矿产资源的高效利用和保护环境具有重要意义，并为相关领域的进一步研究提供了有价值的参考。