本网迅 近日，冶金工程学院绿色冶金与过程强化研究所肖燕飞教授在稀土浸出液高效除杂领域取得重要突破，成果在国际顶级期刊《Journal of Cleaner Production》(1区Top，影响因子11.1)发表了题为“Reducing rare earth loss by adding acetic acid in the aluminum removal process of rare earth leaching solution”的研究文章。我校2022级研究生张衍伟为第一作者，2020级研究生陈金发为共同第一作者，通讯作者为肖燕飞教授。

图1.期刊论文首页

图2.实验流程图

在离子型稀土浸出液除铝过程中，会造成8%以上的稀土损失。此次研究的核心在于引入乙酸（HAc）至除铝过程，以减少稀土损失。前期研究发现除铝过程加入乙酸，可以有效降低稀土损失。本文通过对Al₂(SO₄)₃-La₂(SO₄)₃-HAc-H₂O体系中物种形态分布计算发现，乙酸会与Al形成AlOH-Ac⁺络合物，占比可达70%左右，会延后氢氧化铝开始沉淀pH；同时乙酸与镧形成LaAc²⁺络合物，占比能达到20%以上。

图3.不同乙酸浓度对Al₂(SO₄)₃-La₂(SO₄)₃-HAc-H₂O体系中铝物种分布的影响

图4.不同乙酸浓度对Al₂(SO₄)₃-La₂(SO₄)₃-HAc-H₂O体系中镧物种分布的影响

通过电位、FT-IR、XPS等测试分析中和沉淀后的氢氧化铝发现，乙酸和铝的络合可以降低氢氧化铝的沉淀速率，使得其粒度增大、比表面积降低，减少范德华力吸附位点；同时，乙酸能够化学吸附于氢氧化铝上，从而增大氢氧化铝的Zeta电位；最终同时减少氢氧化铝对稀土的范德华力吸附和物理吸附。此外，乙酸和稀土的络合可以降低氢氧化稀土的局部过饱和，减少稀土的共沉淀。最终在沉淀终点pH 5.2、乙酸浓度0.006 mol/L、铝浓度0.2 g/L、稀土浓度0.8 g/L、氧化镁浆液浓度0.45 mol/L、镁离子浓度0.5 g/L的条件下，稀土浸出液除铝率达到98.47%，稀土损失率2.62%，与空白沉淀相比，稀土损失率降低了5.59%。

图5.不同乙酸浓度对硫酸铝溶液中和沉淀过程的影响

该工作在国家重点研发项目（2021YFC2902202）、国家自然科学基金（52274351,51964018）、江西省自然科学基金（20232ACB204014）、自然资源部战略矿产资源技术创新中心开放基金项目（CCUM-KY-2305）、江西省“双千计划”（jxxq2019201116）、江西省青年学者计划（QNJG2019056）资助下完成。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.140537

肖燕飞教授长期从事离子型稀土资源高效绿色提取、稀土和杂质元素冶炼分离、稀土二次废料资源化回收利用以及特殊物性稀土化合物制备等方向的研究工作；先后入选中国科协“青年人才托举工程”、江西省“双千计划”、江西省青年井冈学者、江西省杰青项目等。截止目前，主持国家重点研发项目子课题3项，国家自然科学基金3项，国家博士后基金2项，其他省市级项目4项，与中国南方稀土集团、虔东稀土集团等稀土领域企业合作横向项目3项。担任江西省青科协副会长，稀土化学和湿法冶金专业委员会委员等，是中国稀土学报(中\英)、中国有色金属学报(中\英)等7个高水平期刊青年编委。至今，以第一或通讯作者发表学术论文50余篇，以第一发明人身份授权国家发明专利16件，转移转化2件。

文、图/肖燕飞

编辑/刘东佶

审核/佟志芳