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稀有金属 2019,43(12),1338-1345 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.xy18080024

镁盐体系稀土浸出液氧化钙沉淀过程中硫酸钙溶解行为及其影响

赖富国 高国华 张乾 饶明璐 郭浩 肖燕飞

江西理工大学冶金与化学工程学院

摘 要：

氧化钙沉淀法富集稀土浸出液具有成本低、能与镁盐浸取体系相衔接等优点,但其沉淀过程中可能存在硫酸钙沉淀。为此,采用溶解平衡法测定沉淀过程中硫酸钙溶解度相图,并进行了氧化钙沉淀验证实验。通过CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O和CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系的硫酸钙溶解度相图发现,由于盐效应和同离子效应的影响,硫酸钙的溶解度随着硫酸稀土和硫酸镁浓度的增加先迅速减少,然后缓慢增加。在CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系中,由于沉淀过程中稀土浓度和钙离子浓度的变化正好相反,因此在整个沉淀体系中,低浓度的稀土对沉淀过程中硫酸钙的沉淀结晶影响较小。在CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系中,在较低的硫酸镁浓度下,硫酸钙溶解度受温度影响较小,在较高的硫酸镁浓度下,硫酸钙溶解度随温度的升高而升高。基于硫酸钙溶解度数据计算氧化钙沉淀所得稀土精矿中杂质CaO和SO₃含量理论值,将理论值和实验值进行对比,结果表明稀土精矿中CaO和SO₃含量与硫酸钙溶解行为没有直接关系。

关键词：

离子型稀土矿;氧化钙;沉淀;硫酸钙;溶解行为;

中图分类号： TF845

作者简介：赖富国(1996-),男,江西赣州人,硕士研究生,研究方向:稀土湿法冶金及材料制备,E-mail:laifgxt@qq.com;*肖燕飞,讲师;电话:18379727723;E-mail:xiaoyanfei0906@163.com;

收稿日期：2018-08-15

基金：中国博士后科学基金资助项目(2018T110661,2017M620279);江西省重点研发计划项目(20171ACE50008);江西省博士后科研项目择优资助项目(2018KY01);赣州市科技计划项目重点研发计划项目([2017]179号);赣州市科技创新人才计划项目([2018]50号);江西理工大学清江青年英才计划项目(JXUSTQJYX2018003)资助;

Dissolution Behavior of Calcium Sulfate in Rare Earth Leaching Solution of Magnesium Salt System and Its Influence

Lai Fuguo Gao Guohua Zhang Qian Rao Minglu Guo Hao Xiao Yanfei

School of Metallurgy and Chemical Engineering,Jiangxi University of Science and Technology

Abstract：

The enrichment of rare earth leaching solution by calcium oxide precipitation method has the advantages of low cost and connection with magnesium salt leaching system, but there may be calcium sulfate precipitation in the precipitation process. Therefore, the solubility phase diagram of calcium sulfate in the precipitation process was determined by dissolution equilibrium method, and the verification experiment of calcium oxide precipitation was carried out. The solubility phase diagrams of CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O and CaSO₄-MgSO₄-H₂O systems showed that the solubility of calcium sulfate decreased rapidly at first and then increased slowly with the increase of the concentration of rare earth sulfate and magnesium sulfate due to the effects of salt and same ion. In the CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O system, the concentration of rare earth and calcium ion changed in the opposite direction during the precipitation process, so the low concentration of rare earth had little effect on the precipitation of calcium sulfate in the whole precipitation system. In the CaSO₄-MgSO₄-H₂O system, the solubility of calcium sulfate was less affected by temperature at lower magnesium sulfate concentration. At higher magnesium sulfate concentration, the solubility of calcium sulfate increased with temperature. Based on the solubility data of calcium sulfate, the theoretical values of CaO and SO₃ contents in rare earth concentrates precipitated by calcium oxide were calculated. The theoretical values and experimental values were compared. The results showed that the CaO and SO₃ contents in rare earth concentrates had no direct relationship with the dissolution behavior of calcium sulfate.

Keyword：

ion-adsorption type rare earths ore; calcium oxide; precipitation; calcium sulfate; dissolution behavior;

Received： 2018-08-15

离子型稀土矿具有稀土配分齐全、 放射性低、 且富含中重稀土元素等优点, 是我国宝贵的战略矿产资源。 目前工业生产普遍采用硫酸铵作为浸取剂浸出离子型稀土矿, 然后采用碳酸氢铵对浸出液进行除杂、 沉淀富集, 最后焙烧获得稀土精矿 ^[1] , 该工艺需要消耗大量的硫酸铵和碳酸氢铵, 导致矿区水系氨氮严重超标, 对生态安全造成极大威胁 ^[2] 。 为解决浸取过程中的氨氮污染, 科技工作者提出了一系列强化浸取及无氨浸取的方法 ^[3,4,5] , 其中, 镁盐浸取剂具有环境友好、 浸出效果好的优点 ^[6] , 可以从源头上解决浸取过程中的氨氮污染问题。 而针对沉淀富集过程中的氨氮问题, 稀土科技工作者提出了如离子交换法 ^[7] 、 溶剂萃取法 ^[8] 等诸多非沉淀富集的方法, 但因存在成本高、 操作复杂等问题而无法实现工业化应用。 相对于非沉淀法, 沉淀法对稀土浸出液的富集具有操作简单、 收率高、 易工业化等优点, 所以氢氧化镁、 碳酸钠等无氨沉淀剂的开发是目前的一个研究热点 ^[9,10] 。 其中, 氧化钙沉淀剂原料廉价易得, 更为重要的是它的加入可以补充浸取剂中消耗的二价阳离子, 并与镁盐浸取体系相衔接, 最终解决离子型稀土矿浸取、 富集全过程的氨氮问题, 其对应的离子型稀土矿绿色循环提取工艺流程如图1所示。 但是, 采用氧化钙对离子型稀土矿镁盐体系稀土浸出液进行沉淀富集时, 可能存在硫酸钙结晶沉淀, 从而导致所得稀土精矿中钙和硫酸根杂质含量过高的问题。 因此, 为深入了解镁盐体系稀土浸出液氧化钙沉淀富集过程中硫酸钙结晶沉淀的问题, 需要对CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O及CaSO₄-MgSO₄-H₂O溶液体系中硫酸钙的溶解行为进行研究。

在镁盐浸取剂浸取离子型稀土矿过程中, 不同浸取阶段获得的浸出液中硫酸镁浓度和稀土浓度都存在较大范围的波动, 而且矿山上富集稀土浸出液时沉淀温度也随季节的改变而有较大的变化, 这些条件的变化都将影响体系中硫酸钙的溶解度, 从而影响稀土精矿的纯度。 目前, CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系中硫酸钙的溶解行为研究尚少见报道, 而CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系中的硫酸钙的溶解行为已有一定量的研究, 如Wollmann等 ^[11] 测定了25～40 ℃, 硫酸镁浓度为0～372 g·L^-1时硫酸钙的溶解度, Cameron等 ^[12] 也测定了25 ℃、 硫酸镁浓度为0～355 g·L^-1时硫酸钙的溶解度, 但两者相近条件下的溶解度数据存在较大差异; Wang等 ^[13] 则测定了75～90 ℃、 硫酸镁浓度为0～432 g·L^-1时硫酸钙的溶解度。 然而, 对于镁盐体系稀土浸出液而言, 硫酸镁浓度和沉淀温度都有一定的限制和范围, 因此上述研究显然还不够有针对性和完整性。 为此, 本文系统研究了25 ℃、 稀土浓度 0.3～31.0 g·L^-1、 硫酸镁浓度 2.5～30.0 g·L^-1条件下CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系和10～80 ℃、 硫酸镁浓度2.5～90.0 g·L^-1条件下CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系中硫酸钙的溶解行为, 并通过镁盐体系稀土浸出液进行氧化钙沉淀实验, 考察了硫酸钙溶解行为对稀土精矿中CaO和SO₃含量的影响。 本文研究有助于深入探索硫酸镁和硫酸稀土对硫酸钙溶解行为的影响, 且为氧化钙沉淀富集离子型稀土浸出液提供数据支持和工艺指导。

图1 离子型稀土矿镁钙盐绿色循环提取工艺流程图

Fig.1 Process flow chart of Mg-Ca salt green cycle extraction from ion-adsorption type rare earths ore

1 实 验

1.1 原料及仪器

实验原料: 氧化钇、 氧化镧纯度均为99.95%, 由中国铝业集团有限公司(中铝)广西国盛稀土开发有限公司提供。 离子型稀土矿碳酸稀土精矿由中铝广西有色崇左稀土开发有限公司提供。 其他常用试剂如氧化钙、 二水硫酸钙和硫酸镁等均为分析纯, 购自西陇化工股份有限公司。

实验仪器: 等离子发射光谱仪(ICP, ICAP7000)、 碳硫仪(CS744型)、 移液枪(Eppendorf Research plus)、 电子分析天平 (AL204)、 蠕动泵 (BT300-2J)、 pH计(FE20K) 、 智能马弗炉(MFL-8000)、 水循环真空泵(SHB-B95A) 、 恒温水浴锅(DF-101S)等。

1.2 实验过程

硫酸钙溶解度测定实验: 采用稀硫酸溶解氧化镧/氧化钇, 配置成硫酸稀土溶液, 然后将硫酸镁加入到水/硫酸稀土溶液中, 制备MgSO₄-H₂O以及RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O溶液体系。 取60 ml上述溶液于锥形瓶中, 水浴加热到特定温度后, 加入0.2 g二水硫酸钙, 搅拌一定时间使体系达到溶解平衡, 用移液枪移取2 ml上层清液, 稀释100倍后定容至200 ml, ICP测定其钙离子浓度C₀ (g·L^-1), 已知钙离子摩尔质量M₁为40.08 g·mol^-1, 进而根据式(1)计算出硫酸钙溶解度S (mol·L^-1)。

S=C₀×100/M₁ (1)

镁盐体系稀土浸出液氧化钙沉淀实验: 用硫酸溶解离子型稀土矿碳酸稀土精矿, 获得浓度为29.87 g·L^-1的稀土料液, 其稀土配分和杂质含量见表1。 将硫酸镁加入到稀土料液中并进行稀释, 模拟配置成体积V₁为1500 ml、 稀土浓度C₁为 0.3～1.5 g·L^-1、 硫酸镁浓度为0～12.5 g·L^-1的镁盐体系稀土浸出液。 以氧化钙消化液为沉淀剂, 为保证稀土沉淀完全, 氧化钙加入量为理论加入量(OH∶RE=3∶1)的95% ^[14] , 消化液浓度C₂为0.45 mol·L^-1(以氢氧根浓度计)。 控制沉淀反应温度为35 ℃, 搅拌速度为300 r·min^-1, 沉淀剂加料速度为1.5 ml·min^{-1 [15]} 。 沉淀结束后抽滤获得氢氧化稀土富集物, 最终富集物在950 ℃下灼烧2 h得到稀土精矿。 测量稀土精矿重量为m₁ (g), 称取m₂ (g)的稀土精矿, 采用双氧水-盐酸将其全部溶解后定容至200 ml, ICP测定其钙离子浓度C₃ (mg·L^-1), 已知氧化钙摩尔质量M₂为 56.08 g·mol^-1, 进而根据式(2)计算出稀土精矿中氧化钙的质量分数ω_CaO (%)。 采用碳硫仪测定稀土精矿中三氧化硫质量分数ω_SO3 (%)。

ω_CaO=C₃×M₂×(0.2/M₁)/m₂ (2)

对于不同沉淀体系稀土精矿中CaO和SO₃的含量还可以通过计算得到, 已知混合稀土氧化物摩尔质量M₃和硫酸钙摩尔质量M₄分别为154.54 g·mol^-1和136.15 g·mol^-1, 根据CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系中硫酸钙溶解度S (mol·L^-1)、 消化液体积V₂ (L)计算出稀土精矿中硫酸钙含量理论值ω_CaSO4(%),见式(3～5),并根据摩尔质量换算成杂质CaO, SO₃含量理论值。

V₂=C₁×V₁×3×95%/(M₃×C₂) (3)

C_CaSO4=C₂×V₂/(V₁+V₂) (4)

ωCaSΟ4={0??????????CCaSΟ4≤S(CCaSΟ4-S)×(V1+V2)×Μ4m1?CCaSΟ4>S?????????(5)

2 结果与讨论

2.1 CaSO4在CaSO4-RE2(SO4)3-MgSO4-H2O体系中的溶解行为研究

离子型稀土矿注液过程一般采用“先浓后稀、 先液后水”的原则, 因此镁盐体系浸出液中硫酸镁浓度和稀土浓度都是动态变化的, 硫酸镁浓度范围一般在2～15 g·L^-1之间。 而稀土浓度范围一般为0.5～2.0 g·L^-1(以REO计) ^[16] 。 沉淀过程中稀土离子的存在以及稀土浓度的变化可能对硫酸钙的溶解行为产生影响。 因此, 实验测定CaSO₄在CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系中的溶解行为。

为确定CaSO₄在CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系中的溶解平衡时间, 在25 ℃, MgSO₄浓度为12.5 g·L^-1, La₂(SO₄)₃浓度为1.57 g·L^-1(以REO计)的条件下测定了硫酸钙溶解度随溶解时间的变化, 结果如图2所示。 由图2可见, 硫酸钙溶解速度较快, 在10 min即达到溶解平衡, 这与Ling等 ^[17] 所测定的硫酸钙溶解平衡时间为5 min的结果极为接近。 为保证硫酸钙充分溶解, 该体系溶解平衡时间定为30 min。

表1 稀土料液中稀土元素配分和杂质浓度

Table 1 Rare earth partition (%) and impurity concentration in rare earth material solution

La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy
23.18	7.28	5.56	16.46	4.36	0.57	4.93	0.66	4.25
Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	Al*	Ca*	Mg*
0.81	1.65	0.22	1.40	0.19	28.49	244.00	336.00	38.40

*: Impurity concentration unit being (mg·L^-1)

图2 CaSO4在CaSO4-MgSO4-La2(SO4)3-H2O体系中溶解度随时间变化

Fig.2 CaSO₄ solubility change with time in system CaSO₄-MgSO₄-La₂(SO₄)₃-H₂O

由表1可知, 氧化钙沉淀实验所采用的稀土料液中轻稀土元素La和重稀土元素Y所占比例较高, 因此本文以La和Y为代表测定了CaSO₄在CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系中的溶解行为,如图3所示。

由图3可得, 含 La₂(SO₄)₃溶液体系与含 Y₂(SO₄)₃溶液体系中硫酸钙溶解度变化规律较为一致, 在一定温度和硫酸镁浓度条件下, 硫酸钙溶解度先是随着硫酸镧/硫酸钇浓度的增加迅速减小, 当浓度为0.63 g·L^-1时达到最小值, 此时溶解度相比最高值减少了18%左右, 而后溶解度快速增加, 这主要是受同离子效应和盐效应的共同影响。 当温度一定时, 硫酸钙活度积K_ap为常数, 溶液中离子平均活度系数因溶质组分浓度低而较小时, 当溶液中硫酸根浓度增加, 则钙离子浓度必然下降, 即硫酸钙溶解度也随之减小, 而当溶液中硫酸稀土浓度进一步增大时, 溶液中总离子浓度提高, 库仑作用力增强, 这使得钙离子和硫酸根离子周围聚集了更多的异号离子而形成离子氛, 离子和离子氛间的作用力使活度系数减小, 而硫酸钙溶解度和活度系数成反比, 即硫酸钙溶解度随之增大。 硫酸钙溶解度在硫酸铵溶液中也存在类似的变化趋势 ^[18] 。

图3 温度为25 ℃时, CaSO4在CaSO4-RE2(SO4)3-MgSO4-H2O体系中的溶解度

Fig.3 CaSO₄ solubility in system CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O at 25 ℃

(a)C_{Mg SO4}=2.5 g·L^-1;(b)C_{Mg SO4}=7.5 g·L^-1;(c)C_{Mg SO4}=12.5 g·L^-1;(d)C_{Mg SO4}=30.0 g·L^-1

在氧化钙沉淀稀土浸出液过程中, 随着沉淀反应的进行, 溶液中稀土浓度逐渐减小, 相对的, 体系中钙浓度随着沉淀剂氧化钙的加入而缓慢增加。 结合此时硫酸钙溶解行为可以看出, 沉淀前期, 虽然稀土浓度较高, 会降低硫酸钙溶解度, 但此时钙离子含量低, 不易形成硫酸钙沉淀。 随着氧化钙加入量的增加, 稀土浓度慢慢降低至微量, 此时稀土对硫酸钙溶解度的影响很小, 而且由于硫酸钙达到溶解平衡的速度很快, 即使沉淀前期存在因溶解度低而沉淀的硫酸钙也可随溶解度提高而被再次溶解, 因此在整个沉淀体系中, 低浓度的稀土对最终沉淀过程中硫酸钙的沉淀结晶影响较小。

2.2 CaSO4在CaSO4-MgSO4-H2O体系中的溶解行为研究

当氧化钙沉淀反应结束后, 溶液中稀土浓度极低, 此时可将溶液体系看成是CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系, 硫酸镁浓度和溶液温度对硫酸钙溶解度起主导作用。 因此, 针对特定的镁盐浸出液体系, 本文对CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系中硫酸钙溶解行为进行了更为细致的研究。 首先, 为确定硫酸钙在硫酸镁溶液中的溶解平衡时间, 在25 ℃、 硫酸镁浓度为12.5 g·L^-1条件下测定了硫酸钙溶解度随溶解时间的变化, 结果如图4所示。 由图4可得, 硫酸钙溶解度随时间的变化趋势与硫酸钙在CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系中的一致, 即硫酸钙在10 min达到溶解平衡。 为确保硫酸钙达到溶解平衡,该体系溶解平衡时间定为30 min。

图4 CaSO4在CaSO4-MgSO4-H2O体系中溶解度随时间变化

Fig.4 CaSO₄ solubility change with time in system CaSO₄-MgSO₄-H₂O

在温度10～80 ℃下, 测定了硫酸钙在硫酸镁浓度为0, 2.5, 5.0, 7.5, 12.5, 30.0, 90.0 g·L^-1时的溶解度, 结果如图5所示。 由图5可见, 在一定温度条件下, 硫酸钙溶解度随着硫酸镁浓度的增加先急剧减小, 在7.5～12.5 g·L^-1范围内时溶解度达到最小值, 此时溶解度相比最高值减少了21%左右, 而后溶解度缓慢增加; 溶解度减小是由于硫酸镁电离出的硫酸根抑制了硫酸钙的溶解。 溶解度增加则一方面是由于离子活度系数的减小, 另一方面是由于随着镁离子浓度的提高, 镁离子产生了缔合效应, 溶液中形成了稳定的硫酸镁离子对 ^[19,20] , 这减小了游离的硫酸根浓度, 促进了硫酸钙溶解。 在较低的硫酸镁浓度下, 硫酸钙溶解度受温度影响较小, 在较高的硫酸镁浓度下, 硫酸钙溶解度随温度的升高而升高。 其中, 25 ℃下的硫酸钙溶解行为与Wollmann等 ^[11] 所测数据规律一致, 侧面说明了本文实验方法的可靠性。

图5 CaSO4在CaSO4-MgSO4-H2O体系中的溶解度

Fig.5 CaSO₄ solubility in system CaSO₄-MgSO₄-H₂O

(a)C_{Mg SO4}=0～90 g·L^-1;(b)C_{Mg SO4}=0～12.5 g·L^-1

根据硫酸镁浓度对硫酸钙溶解度的影响, 同时考虑到沉淀母液返回用于浸取剂时需要补充镁离子, 提出在稀土沉淀前加入硫酸镁进行调配, 提高溶液中的硫酸镁浓度, 以增大硫酸钙溶解度, 减少硫酸钙沉淀。 同时, 较高浓度的盐度还可减缓稀土离子和氢氧根离子的迁移, 提高稀土沉淀富集物的过滤性能 ^[21] 。

2.3 CaSO4溶解行为对稀土精矿中CaO和SO3含量的影响

为了考察CaSO₄溶解行为对稀土精矿中杂质CaO和SO₃杂质含量的影响, 针对不同硫酸镁浓度和不同稀土浓度的稀土浸出液进行氧化钙沉淀实验, 然后对沉淀所得稀土精矿中CaO, SO₃含量的理论值和实验值进行了对比。

不同硫酸镁浓度下, 稀土精矿中CaO, SO₃杂质含量的理论值和实验值的变化如图6所示。 由图6可见, 随着硫酸镁浓度的提高, CaO, SO₃含量理论值均为0%, 即氧化钙沉淀过程中将没有硫酸钙结晶沉淀, 这表明硫酸钙溶解度对稀土精矿中CaO和SO₃杂质含量影响不大, 这与稀土精矿中CaO, SO₃实际含量的变化趋势一致。 稀土精矿中CaO实际含量随硫酸镁浓度变化而变化的幅度较小, 保持在0.4%～1.2%之间。 同样的, 精矿中SO₃实际含量波动幅度也较小, 但是其数值达到16%左右。 钙离子的引入可能是由于氢氧化稀土富集物晶型较差, 导致钙离子被吸附到富集物中, 经焙烧后进入稀土精矿; 而硫酸根在碱沉淀体系中将参与反应, 形成碱式硫酸稀土 ^[14] , 造成了稀土精矿中SO₃实际含量高达16%。

图6 硫酸镁浓度对稀土精矿中杂质CaO, SO3含量实验值和理论值的影响

Fig.6 Effect of magnesium sulfate concentration on theoretical value and experimental value of impurities CaO and SO₃ contents in rare earth concentrate

溶液中稀土含量决定了氧化钙加入量, 进而影响硫酸钙是否产生沉淀。 因此在硫酸镁浓度为5 g·L^-1条件下, 进行了不同稀土浓度条件下氧化钙沉淀实验。 沉淀所得稀土精矿中杂质CaO, SO₃含量实验值和理论值的变化如图7所示。 由图7可见, 当溶液中稀土浓度为0.3～1.2 g·L^-1时, 精矿中CaO和SO₃含量理论值均为0%。 当稀土浓度上升到1.5 g·L^-1时, CaO和SO₃含量理论值分别上升为2.01%和4.83%。 然而, 随着稀土浓度的升高, 稀土精矿中CaO和SO₃含量实验值变化却不大, 分别保持在0.5%和16%左右。 这表明, 虽然当稀土浓度为1.5 g·L^-1时, 硫酸钙摩尔浓度超出体系中硫酸钙溶解度, 但并没有硫酸钙沉淀产生, 这可能是由于硫酸钙存在一定过饱和度。 据文献显示, 在一定浓度盐溶液中, 硫酸钙过饱和度可达到溶解度的2倍 ^[22] 。

综上, 虽然稀土浸出液中稀土浓度和硫酸镁浓度会随着浸取条件的变化而改变, 但氧化钙沉淀所得稀土精矿中杂质CaO和SO₃含量与硫酸钙溶解行为没有直接关系, 即在氧化钙沉淀过程中硫酸钙结晶沉淀的现象不会发生。

图7 稀土浓度对稀土精矿中杂质CaO, SO3含量实验值和理论值的影响

Fig.7 Effect of rare earth concentration on theoretical value and experimental value of impurities CaO and SO₃ contents in rare earth concentrate

3 结 论

1. 在CaSO₄-RE₂(SO₄)₃-MgSO₄-H₂O体系中, 硫酸钙溶解度随着硫酸稀土浓度的增加先迅速减小, 而后溶解度快速增加; 但是由于沉淀过程中稀土浓度和钙离子浓度的变化正好相反, 因此在整个沉淀体系中, 低浓度的稀土对沉淀过程中硫酸钙的沉淀结晶影响较小。

2. 在CaSO₄-MgSO₄-H₂O体系中, 硫酸钙溶解度随着硫酸镁浓度的增加先急剧减少, 在7.5～12.5 g·L^-1范围内时溶解度达到最小值, 而后溶解度缓慢增加; 在较低的硫酸镁浓度下, 硫酸钙溶解度受温度影响较小, 在较高的硫酸镁浓度下, 硫酸钙溶解度随温度的升高而升高。 考虑到沉淀母液返回用于浸取剂时需要补充镁离子, 提出在稀土沉淀前加入硫酸镁进行调配, 以增大硫酸钙溶解度, 减少硫酸钙沉淀。

3. 通过不同稀土浓度和硫酸镁浓度条件下稀土精矿中杂质CaO和SO₃含量理论值和实验值的对比发现, 精矿中CaO和SO₃含量与硫酸钙溶解行为没有直接关系。

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