重慶中梁山煤田凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬的浸出試驗(yàn)

鄒建華，王 慧，劉述平，陳虹雨，劉 峰，田和明，李 甜

(1.重慶三峽學(xué)院 土木工程學(xué)院，重慶 404020； 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都 610041；3.重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院 外生成礦與礦山環(huán)境重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400042)

隨著傳統(tǒng)戰(zhàn)略性金屬礦床的逐步消耗，煤系作為提取戰(zhàn)略性金屬元素的潛在資源，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。目前，鍺是從煤中提取利用最成熟的戰(zhàn)略性金屬，其中俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)巴甫洛夫、中國(guó)內(nèi)蒙古勝利煤田烏蘭圖嘎、云南臨滄這3個(gè)地區(qū)煤中提取的鍺已成為世界上工業(yè)用鍺的主要來源(占50%以上)。2006年，在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾發(fā)現(xiàn)了超大型的鎵礦床，是從煤中發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)略性金屬又一典型實(shí)例，被譽(yù)為繼從煤中發(fā)現(xiàn)鈾和鍺之后的第3個(gè)里程碑。2010年，代世峰等在云南滇東晚二疊世含煤巖系底部凝灰?guī)r發(fā)現(xiàn)一種新型的與煤共伴生的Nb(Ta)-Zr(Hf)-REE-Ga礦床，為同時(shí)期噴發(fā)的堿性火山灰與熱液流體耦合而成，該類型的礦床相繼在重慶松藻、南川、中梁山、四川華鎣山、貴州黔東北、六盤水等地有所發(fā)現(xiàn)。重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院以中梁山煤田晚二疊世煤系底部的凝灰?guī)r為靶區(qū)開展了共伴生的鈮、鎵和稀土元素普查，結(jié)果表明中梁山煤田凝灰?guī)r中鈮、鎵和稀土元素在橫向和縱向上分布穩(wěn)定，并計(jì)算出了相應(yīng)資源量。

煤系凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬異常的發(fā)現(xiàn)為戰(zhàn)略性金屬的增儲(chǔ)提供了重要來源，也為煤系戰(zhàn)略性金屬開發(fā)利用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。然而，要實(shí)現(xiàn)煤系凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬的實(shí)質(zhì)性開發(fā)利用，仍面臨較大的問題與挑戰(zhàn)。一是成礦規(guī)律方面，戰(zhàn)略性金屬成礦4個(gè)過程(物源供給/形成—物質(zhì)遷移—金屬富集—后期改造保存)和盆地演化3個(gè)階段(沉積物充填—成巖作用—改造就位)之間的時(shí)空配置規(guī)律仍需深入研究；二是相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，在確定戰(zhàn)略性金屬是否成礦方面缺乏依據(jù)；三是相對(duì)傳統(tǒng)戰(zhàn)略性金屬礦床，煤系凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬品位偏低，賦存狀態(tài)更加復(fù)雜，其提取難度較大，這是目前煤系戰(zhàn)略性金屬開發(fā)利用最具挑戰(zhàn)性的問題；四是煤系中不僅多種戰(zhàn)略性金屬通常共同富集，而且也經(jīng)常富集有害元素，在考慮提取戰(zhàn)略性金屬的過程中，控制有害物質(zhì)對(duì)人體健康和環(huán)境的危害，也是要解決的重要問題。

由于煤中富集的戰(zhàn)略性金屬在煤高溫燃燒后的粉煤灰中更為富集，因此，煤系戰(zhàn)略性通常是從粉煤灰中進(jìn)行提取。粉煤灰中戰(zhàn)略性金屬的提取，通常要破壞莫來石等晶體結(jié)構(gòu)以及玻璃質(zhì)，釋放金屬元素等過程。在提取過程中，通常要先確定戰(zhàn)略性金屬元素的賦存狀態(tài)，然后采用化學(xué)提取或?qū)⑽锢砀患?包括粒度分級(jí)、磁選、密度分級(jí)和激光分離等)與化學(xué)提取相結(jié)合的方法，將粉煤灰中戰(zhàn)略性金屬進(jìn)行分離提取。

凝灰?guī)r賦存于西南地區(qū)晚二疊世含煤巖系底部，通常作為煤層的底板，為一種新型的與煤共生的新型戰(zhàn)略性金屬礦床。相比粉煤灰中戰(zhàn)略性金屬的提取，凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬礦床的浸出性能和提取技術(shù)研究略顯薄弱，制約了這一新型礦床的開發(fā)利用。

基于此，筆者以重慶中梁山晚二疊世含煤巖系底部的凝灰?guī)r為研究對(duì)象，對(duì)其富含的稀土元素(REY)、Ga和Nb的浸出性能進(jìn)行研究，為后續(xù)實(shí)質(zhì)性開發(fā)這一新型戰(zhàn)略性金屬礦床提供基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 樣品采集和測(cè)試方法

根據(jù)普查報(bào)告提供的信息，在重慶中梁山南井田+210 m水平南東三石門，從頂至底刻槽采集了凝灰?guī)r樣品約1 t，采樣規(guī)格為50 cm×40 cm×240 cm(寬×深×厚)，具有較好的代表性。

將采集的樣品裝入鋪設(shè)有油紙的多個(gè)紙箱中，并立即送至中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都礦產(chǎn)綜合利用研究所。然后，將樣品混合均勻，進(jìn)行破碎、磨礦。樣品中的常量元素采用APL ADVANTXP+X 型X射線熒光光譜儀(XRF)進(jìn)行測(cè)試，戰(zhàn)略性金屬元素采用美國(guó)熱電公司產(chǎn)的X Series Ⅱ電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行測(cè)試。礦物組成采用德國(guó)產(chǎn)的Bruker D8 ADVANCE粉末X射線衍射儀進(jìn)行分析，儀器參數(shù)和分析條件為Cu靶、Kα輻射、掃描范圍10°～70°、步長(zhǎng)0.02°、工作電流40 mA、工作電壓40 kV。同時(shí)，運(yùn)用日本電子產(chǎn)的JEOL JSM-6610LV掃描電鏡(配備英國(guó)產(chǎn)的OXFORD X-max能譜儀)對(duì)樣品中礦物的賦存狀態(tài)進(jìn)行了觀察。掃描電鏡分析條件為：加速電壓20 kV，工作距離10 mm，低真空模式。

1.2 浸出試驗(yàn)輔助原料

本次浸出試驗(yàn)采用的浸出劑主要為硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、醋酸銨、氫氧化鈉、鹽酸、硫酸和氫氟酸。其中，除了硫酸為工業(yè)硫酸，氫氟酸為化學(xué)純?cè)噭┩猓溆嘣暇鶠榉治黾冊(cè)噭?/p>

1.3 技術(shù)路線

將樣品粉碎、磨礦至一定的粒度(表1)，以銨鹽溶液在適當(dāng)?shù)臈l件下對(duì)離子吸附型稀土元素進(jìn)行浸出。然后，將銨鹽浸出獲得的固相產(chǎn)物進(jìn)一步采用酸浸出和堿浸出處理以提取固相產(chǎn)物中的稀土元素、鈮、鎵等有價(jià)組分。銨鹽浸出產(chǎn)物既考慮了硫酸直接浸出，也考慮了硫酸焙燒浸出(圖1)。本次研究?jī)H討論銨鹽浸出產(chǎn)物的硫酸直接浸出的相關(guān)結(jié)果。

表1 磨礦后礦樣粒度篩析結(jié)果

圖1 研究技術(shù)路線Fig.1 Technology roadmap of this study

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品化學(xué)分析結(jié)果及礦物組成

經(jīng)過磨礦后樣品的粒度見表1。本次試驗(yàn)樣品化學(xué)分析結(jié)果見表2。現(xiàn)有研究認(rèn)為凝灰?guī)r樣中稀土元素部分呈離子吸附存在，但其所占比例不明。對(duì)樣品進(jìn)行X射線衍射分析，其結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，研究區(qū)凝灰?guī)r中主要礦物為高嶺石、黃鐵礦、石英，次要礦物為白鐵礦、銳鈦礦，另含微量礦物如磷鋁鈰礦和鋯石，部分礦物在掃描電鏡下賦存形態(tài)如圖3所示。稀土元素一部分以離子吸附形態(tài)，大部分戰(zhàn)略性金屬以礦物相形態(tài)存在。因此，凝灰?guī)r屬?gòu)?fù)雜戰(zhàn)略性金屬?gòu)?fù)合礦，稀土元素一部分呈離子吸附態(tài)，其余主要以磷鋁鈰礦等礦物相的形式存在；鎵主要賦存于高嶺石中；鈮主要以銳鈦礦的形式存在。

表2 試驗(yàn)樣品常量元素氧化物及戰(zhàn)略性金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2.2 離子吸附型稀土元素浸出試驗(yàn)

浸出劑選擇

一般而言，對(duì)于離子吸附型稀土元素的浸出，最常用的浸出劑為銨鹽。銨鹽種類較多，常用的銨鹽有氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、醋酸銨。為了考察不同銨鹽對(duì)稀土元素離子浸出性能(或離子交換性能)的差異，以不同的銨鹽為浸出劑，對(duì)凝灰?guī)r中的離子吸附型稀土元素進(jìn)行浸出，其浸出條件為浸出溫度20 ℃、液固比(L/S)4、銨鹽質(zhì)量濃度60 g/L、每次使用樣品80 g，其浸出結(jié)果見表3。結(jié)果表明，以硝酸銨為浸出劑時(shí)REY浸出率較高，以硫酸銨、氯化銨為浸出劑，其REY浸出率相近，但硝酸銨的價(jià)格約為硫酸銨的2.5倍，氯化銨的價(jià)格約為硫酸銨的1.5倍，硫酸銨較為價(jià)廉且易于購(gòu)買，綜合考慮選擇硫酸銨為凝灰?guī)r中離子吸附型稀土元素的浸出劑。

圖2 研究區(qū)樣品SE210 X射線衍射圖Fig.2 X-ray diffractogram of sample SE210 in studying area

圖3 樣品SE210中高嶺石、銳鈦礦、黃鐵礦、鋯石和磷鋁鈰礦掃描電鏡背散射照片F(xiàn)ig.3 Back scattered images of kaolinite，anatase，pyrite，zircon，and florencite in sample SE210

浸出時(shí)間及液固比試驗(yàn)

在浸出劑(NH)SO質(zhì)量濃度為30 g/L、浸出溫度20 ℃條件下探求不同浸出時(shí)間和液固比對(duì)稀土元素浸出率的影響。由圖4可知，浸出時(shí)間相同時(shí)，液固比為2的較液固比為1的REY浸出率略高，但浸出劑增多會(huì)增加額外的成本。因此，可選擇液固比為1。隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，REY浸出率逐漸增大，但12 h后，REY浸出率隨時(shí)間的延長(zhǎng)增加已不明顯，可選擇浸出時(shí)間為12 h。

表3 不同銨鹽浸出REY浸出率

圖4 不同浸出時(shí)間及液固比條件下REY浸出率Fig.4 REY leaching efficiencies under differentleaching time and liquid/solid ratios

(NH)SO質(zhì)量濃度試驗(yàn)

(NH)SO質(zhì)量濃度試驗(yàn)結(jié)果見表4，其浸出條件為浸出溫度20 ℃、液固比1、浸出時(shí)間12 h。由試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)(NH)SO質(zhì)量濃度為15 g/L以上時(shí)，隨浸出劑質(zhì)量濃度的進(jìn)一步增大，REY浸出率升高不顯著。因此，可選擇(NH)SO質(zhì)量濃度為15 g/L。

表4 不同(NH4)2SO4濃度REY浸出率

浸出綜合條件試驗(yàn)

經(jīng)過上述試驗(yàn)，確定浸出綜合條件為：浸出溫度為20 ℃、浸出時(shí)間12 h、浸出劑(NH)SO質(zhì)量濃度為15 g/L、浸出液固比1。在此綜合條件下進(jìn)行放大浸出，每批投礦2 000 g，REY浸出率平均為30.23%(表5)。

表5 綜合條件下REY浸出率

浸出后其固相產(chǎn)物平均重1 930 g，試驗(yàn)結(jié)果再現(xiàn)性好，可操作性較強(qiáng)。

2.3 銨鹽浸出物硫酸浸出

凝灰?guī)r中主要礦物為高嶺石和硫鐵礦。由于硫鐵礦在缺氧的條件下較難與HSO反應(yīng)，硫酸浸出凝灰?guī)r其主要化學(xué)反應(yīng)為AlO·2SiO·2HO+3HSO=Al(SO)+2SiO+5HO。本次試驗(yàn)重點(diǎn)研究硫酸浸出高嶺石中三氧化二鋁的較佳條件，并考察戰(zhàn)略性金屬在浸出過程的走向。

浸出時(shí)間試驗(yàn)

高嶺石在一定條件下，可與硫酸反應(yīng)生成Al(SO)，含鈮礦物中的鈮在一定的條件下可溶于濃硫酸中。以75%的硫酸在130 ℃、液固比為3的條件下進(jìn)行浸出。由圖5可知，凝灰?guī)r中AlO浸出率隨反應(yīng)時(shí)間的增加而升高，反應(yīng)2 h后，REY，Nb和Ga的浸出率比較穩(wěn)定，分別約為40%，30%和55%，但AlO的浸出率從2 h至3 h略有一定增加。因此，綜合考慮，可選擇反應(yīng)時(shí)間為3 h。

圖5 不同硫酸浸出時(shí)間條件下REY，Nb，Ga及Al2O3浸出率Fig.5 Leaching efficiencies of REY，Nb，Ga，andAl2O3 under different H2SO4 leaching time

硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)試驗(yàn)

在浸出時(shí)間3 h、反應(yīng)溫度130 ℃、液固比為3的條件下探求硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)凝灰?guī)r中各元素浸出率的影響。由圖6可知，當(dāng)HSO質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)60%以上時(shí)，REY，Nb，Ga及AlO的浸出率增加不明顯。因此，可選擇HSO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。

圖6 不同硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸出條件下REY，Nb，Ga及Al2O3浸出率Fig.6 Leaching efficiencies of REY，Nb，Ga，and Al2O3 under different H2SO4 concentrations

浸出液固比試驗(yàn)

在浸出時(shí)間3 h、反應(yīng)溫度130 ℃、硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%的條件下探求不同液固比對(duì)凝灰?guī)r中各元素浸出率的影響，其結(jié)果如圖7所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知，浸出液固比較高時(shí)，REY，Nb，Ga及AlO的浸出率較高。然而，浸出液固比過高，硫酸循環(huán)用量較大，單位容積的設(shè)備生產(chǎn)率較低。因此，可選擇浸出液固比為3。

圖7 不同液固比條件下REY，Nb，Ga及Al2O3浸出率Fig.7 Leaching efficiencies of REY，Nb，Ga，and Al2O3under different liquid/solid ratios

硫酸浸出綜合條件試驗(yàn)

經(jīng)過前述浸出時(shí)間、硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、浸出液固比試驗(yàn)，選擇硫酸浸出綜合條件為：HSO質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%、浸出時(shí)間3 h、浸出液固比3、浸出溫度130 ℃。在上述浸出條件下，以硫酸銨浸出產(chǎn)物為原料進(jìn)行硫酸浸出試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果見表6。REY平均浸出率為22.29%，Nb平均浸出率為28.19%，Ga平均浸出率為67.32%，AlO的平均浸出率為90.83%。按上述條件，每批投礦200.00 g，將浸出獲得的8批固體產(chǎn)物(合計(jì)1 055.6 g)充分混合，作為后續(xù)堿轉(zhuǎn)化處理的原料。

表6 硫酸浸出綜合條件下REY，Nb，Ga及Al2O3浸出率

2.4 硫酸浸出產(chǎn)物堿轉(zhuǎn)化及鹽酸浸出堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中的稀土元素

堿轉(zhuǎn)化時(shí)間試驗(yàn)

堿轉(zhuǎn)化時(shí)間主要考察SiO的浸出情況及堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物鹽酸浸出稀土元素的情況。由圖8可知，在利用45%NaOH、液固比3、浸出溫度120 ℃條件下，對(duì)硫酸浸出產(chǎn)物中SiO的浸出率在浸出時(shí)間為1.5 h達(dá)到較高值(99.69%)，然后隨浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，SiO的浸出率有所降低，這可能是反應(yīng)后期有水合鋁硅酸鈉(NaO·AlO·SiO·HO)生成所致。在HCl質(zhì)量濃度為150 g/L、浸出溫度90 ℃、浸出時(shí)間2 h、浸出固液比3，堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的稀土元素浸出率隨堿轉(zhuǎn)化時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，堿轉(zhuǎn)化時(shí)間為3.5 h，稀土元素的浸出率為86.63%。鹽酸對(duì)鈮、鎵的浸出較低，可以忽略不計(jì)。綜合考慮SiO及稀土元素浸出率，可選擇堿化時(shí)間為2.5 h。

圖8 堿浸出時(shí)間對(duì)SiO2和REY浸出率的影響Fig.8 Leaching efficiencies of SiO2 andREY under different NaOH leaching time

NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)試驗(yàn)

在浸出時(shí)間2.5 h、液固比3、浸出溫度120 ℃條件下，探求NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)SiO浸出率的影響。同時(shí)，在一定條件下探求NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鹽酸浸出堿浸產(chǎn)物中稀土的影響。由圖9可知，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%時(shí)，SiO的浸出率較高，達(dá)97.81%，REY的浸出率為83.12%。繼續(xù)增大NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)，REY的浸出率增大不明顯。因此，選擇NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%。

圖9 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)SiO2和REY浸出率影響Fig.9 SiO2 and REY leaching efficienciesunder different NaOH concentrations

不同鹽酸質(zhì)量濃度對(duì)堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中REY浸出率的影響

以不同質(zhì)量濃度的鹽酸浸出堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，其試驗(yàn)結(jié)果見表7。由表7可知， HCl質(zhì)量濃度為150～250 g/L時(shí)，REY的浸出率接近。因此，浸出堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物時(shí)，可選擇HCl質(zhì)量濃度為150 g/L。HCl浸出未考察浸出時(shí)間和液固比的影響，初步確定浸出時(shí)間為2 h，液固比為3。

表7 HCl質(zhì)量濃度對(duì)堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中REY浸出率的影響

2.5 氫氟酸浸出鹽酸浸出產(chǎn)物中的鈮

氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)試驗(yàn)

鹽酸浸出堿轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的稀土元素時(shí)，鈮基本不被浸出。但經(jīng)轉(zhuǎn)型后的鈮(鈮的氫氧化物)可溶于氫氟酸。氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鈮浸出率的影響見表8。由表8可知，當(dāng)浸出劑HF質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15%～45%，Nb的浸出率相差不大，因此，可選擇浸出劑HF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%。HF浸出也未考察浸出時(shí)間和液固比的影響，初步確定浸出時(shí)間為2 h，液固比為4。

氫氟酸浸出產(chǎn)物成分

經(jīng)過XRF測(cè)定，氫氟酸浸出產(chǎn)物的主要化學(xué)成分為Fe(43.87%)和S(50.47%)，可作為優(yōu)質(zhì)硫鐵礦予以綜合利用。

表8 HF質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)Nb浸出率的影響

2.6 較優(yōu)浸出條件下放大連續(xù)試驗(yàn)

由上述試驗(yàn)可獲得浸出工藝的較優(yōu)條件：

(1)(NH)SO浸出。質(zhì)量濃度15 g/L，浸出溫度20 ℃(常溫)，浸出時(shí)間12 h，液固比1。

圖10 凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬綜合利用工藝流程Fig.10 Comprehensive utilization of strategic metals in the tuff

(2)HSO浸出。質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%，浸出溫度130 ℃，浸出時(shí)間3 h，液固比3。

(3)NaOH浸出。質(zhì)量分?jǐn)?shù)45%，浸出溫度130 ℃，浸出時(shí)間2.5 h，液固比3。

(4)HCl浸出。質(zhì)量濃度150 g/L，浸出溫度90 ℃，浸出時(shí)間2 h，液固比3。

(5)HF浸出。質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，浸出溫度75 ℃，浸出時(shí)間2 h，液固比4。

在以上條件下開展放大連續(xù)試驗(yàn)，得到REY，Ga，Nb，AlO，SiO的總浸出率分別為86.52%，67.32%，54.7%，87.87%和98.97%，其氫氟酸浸出產(chǎn)物主要化學(xué)成分為Fe和S，為優(yōu)質(zhì)硫鐵礦，也可予以綜合利用。(NH)SO—HSO—NaOH—HCl—HF連續(xù)浸出可有效提取凝灰?guī)r中的REY，Ga，Nb等戰(zhàn)略性金屬，同時(shí)可綜合利用其中的AlO，SiO和硫鐵礦，其工藝流程如圖10所示。

3 結(jié) 論

(1)凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬為一種低品位的復(fù)雜戰(zhàn)略性金屬?gòu)?fù)合礦，稀土元素至少有30%為離子吸附型，其余主要以磷鋁鈰礦和獨(dú)居石的形式存在；鎵主要賦存于高嶺石中；鈮主要以銳鈦礦的形式存在。

(2)獲得了(NH)SO—HSO—NaOH—HCl—HF分步連續(xù)浸出的較優(yōu)工藝條件，其中(NH)SO浸出質(zhì)量濃度為15 g/L，浸出溫度為20 ℃，浸出時(shí)間為12 h，液固比為1；HSO浸出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，浸出溫度為130 ℃，浸出時(shí)間為3 h，液固比為3；NaOH浸出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%，浸出溫度為130 ℃，浸出時(shí)間為2.5 h，液固比為3；HCl浸出質(zhì)量濃度為150 g/L，浸出溫度為90 ℃，浸出時(shí)間為2 h，液固比為3；HF浸出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，浸出溫度為75 ℃，浸出時(shí)間為2 h，液固比為4。需要指出的是，在HCl和HF浸出未考察浸出時(shí)間和液固比的影響，得到是相對(duì)較優(yōu)的參數(shù)，并不一定是最優(yōu)參數(shù)。

(3)通過(NH)SO—HSO—NaOH—HCl—HF分步連續(xù)浸出，稀土元素總浸出率達(dá)86.52%，鈮總浸出率達(dá)54.7%，鎵總浸出率達(dá)67.32%，三氧化二鋁總浸出率達(dá)87.87%，二氧化硅總浸出率達(dá)98.97%。同時(shí)，凝灰?guī)r中的鐵(硫)以硫鐵礦形式可得到回收利用。

(4)本次研究?jī)H為凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬浸出性能的研究，為凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬提取利用邁出了一小步。但也存在一定的不足，比如暫未考察浸出過程中有害元素的影響，也未對(duì)整個(gè)浸出過程中的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估。后續(xù)研究要首先采用物理選礦的方法將凝灰?guī)r中的硫鐵礦進(jìn)行分離，以提高凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬的豐度，再對(duì)凝灰?guī)r中戰(zhàn)略性金屬進(jìn)行化學(xué)提取。在此過程中，要綜合考慮浸出過程中有害元素的遷移規(guī)律以及評(píng)估提取的經(jīng)濟(jì)合理性。

感謝重慶中梁山煤電氣有限公司地測(cè)科葉成杰和姚建平工程師在選冶樣品采集工作中提供的幫助。感謝兩位評(píng)審專家提出的寶貴建議，使得本文研究的質(zhì)量得到了提高。