一种离子型稀土矿强化浸出方法技术

本发明专利技术公开了一种离子型稀土矿强化浸出方法，其溶浸过程包括加入浸出剂进行浸出，加入的浸出剂为氯化钾、氯化镁、硫酸铵中的至少一种，溶浸过程还加入有助浸剂，该助浸剂以3‑烷氧基‑正丙基胺、谷氨酸为原料按比例混合均匀，在常温常压下混合搅拌制取。本发明专利技术具有以下技术效果：以3‑烷氧基‑正丙基胺、谷氨酸为原料发明专利技术了高效助浸剂，提高了溶浸效率与渗流效果；助浸剂协同浸出剂共同溶浸离子型稀土矿，解决了浸出剂对黏土矿物润湿性差、浸出效率低、药剂用量大、生产成本高、易产生环境污染的技术难题；助浸剂为高性能活性物质，易生物降解，可为微生物的繁殖和植被修复提高养分，有利于稀土矿山的生态修复和环境保护。

【技术实现步骤摘要】
一种离子型稀土矿强化浸出方法
本专利技术涉及矿物冶炼
，尤其涉及一种离子型稀土矿强化浸出方法。
技术介绍
离子型稀土矿是我国特有的稀土矿产资源，因其富含中重稀土元素、配分齐全、放射性比度低，现已成为我国限制开采的重要战略资源。矿石中稀土元素多呈水合或羟基水合阳离子的形态吸附在高岭石、伊利石等黏土矿物表面，化学性质稳定。采用化学性质更为活泼的阳离子可与稀土离子发生离子交换反应，进而提取稀土元素，但以“搬山运动”著称的桶浸、池浸、堆浸等提取工艺不仅破坏表层植被，而且污染环境，产生难以修复的影响。原地溶浸工艺是离子型稀土矿最佳的浸取工艺，但长期的生产实践表明原地溶浸工艺依然存在着适应性差、浸出率低、浸出周期长、药剂残留严重、边坡稳定性差等问题，限制了该技术的快速发展和推广应用。造成该问题的主要原因是离子型稀土矿特有的黏土矿物性质复杂，不仅渗透性差、孔隙通道功能低，而且浸出过程易发生物理膨胀和同电相斥效应，造成浸出渗流过程受阻、边坡稳定性差和浸出效率低。目前，针对离子型稀土矿的溶浸选矿回收，工业上普遍采用硫酸铵、氯化铵、氯化钠、氯化钾、氯化镁等电解质溶液作浸出剂进行浸取回收。然而，离子型稀土矿中特有的黏土矿物在加入浸取剂后会发生遇水膨胀、分散等物理化学作用，其层面间的胶结物被水溶解，造成内聚力下降；同时，黏土层间因氢离子解离，导致表面荷带负电，引起黏土矿物层间同电相斥效应，使其体积增加而导致膨胀；另外，黏土矿物作为稀土元素的负载相，其颗粒层间自由水和表面结合水对原地溶浸时浸出剂产生吸收、黏带和阻碍作用，严重影响溶浸过程浸出剂的渗流；再次，因浸出过程液相因素的改变，导致稀土矿体中位置固定的骨架颗粒和孔道中游离散布的松散颗粒发生位置改变，进而影响骨架颗粒的孔隙率，造成溶浸过程颗粒沉积和淤结。上述原因造成原地溶浸体系中浸出剂在黏土矿物层间渗流受阻、离子交换反应不充分，矿体膨胀受力不均、边坡稳定性差，黏土矿物亲水润湿性差、浸出效率低，浸出剂用量大、生产成本高，易产生渗流死区/盲区、地表径流、氨氮污染等环境问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对离子型稀土矿溶浸过程普遍存在的渗流效果差、孔隙率低、传质不充分、浸出效率低、浸出剂用量大、生产成本高、易产生环境污染等问题，提供一种稳定、高效、渗流效果好、交换反应充分、浸出指标高、生产成本低、环保无污染的离子型稀土矿强化浸出方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种离子型稀土矿强化浸出方法，其溶浸过程包括加入浸出剂进行浸出，加入的浸出剂为氯化钾、氯化镁、硫酸铵中的至少一种，其特征在于：溶浸过程还加入有助浸剂，该助浸剂以3-烷氧基-正丙基胺、谷氨酸为原料，按照质量比(2.5～4.0):(1.2～1.8)的配比混合均匀，在常温常压下混合搅拌30～40min制取而成。溶浸过程按以下步骤进行：1)将离子型稀土矿装入溶浸柱；2)将浸出剂和助浸剂溶解、混合；3)将配置好的浸出剂和助浸剂对溶浸柱中的稀土矿进行喷淋浸出，收集浸出液。优选地，溶浸过程的浸出剂浓度为25～70g/L，助浸剂浓度为0.8～2.0g/L。优选地，将配置好的浸出剂和助浸剂按照1.5～8.5mL/min的流速进行喷淋，按溶浸液固比为0.1～0.7mL/g收集浸出液。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术特点：(1)针对离子型稀土矿特有的黏土矿物在加入浸取剂后会发生遇水膨胀，造成内聚力下降，以及氢离子解离后表面荷负电，引起黏土矿物层间同电相斥，造成黏土层体积膨胀变大，引发边坡不稳定等问题。本专利技术在溶浸过程中加入了助浸剂，助浸剂中3-烷氧基-正丙基胺分子上除含有一个氮原子外，在侧基上还有烷氧基，氮原子的正电性基团与黏土的负电性中心产生强烈的静电作用，使合成的聚醚胺牢固地吸附在黏土颗粒表面，形成一层单分子膜；侧基上的烷氧基则能与水分子竞争黏土矿物表面上的吸附位置，并优先吸附到黏土矿物表面，阻止水分子进入黏土矿物的晶层中，从而有效抑制黏土的水化膨胀，显著改善溶浸过程中矿体膨胀、内聚力下降等问题。而传统的溶浸工艺通常只添加单一的氯化铵类浸出剂，不仅易发生浸出膨胀等问题，而且因部分浸出剂阳离子被黏土矿物表面阴离子缔合吸附，导致与稀土离子交换反应的阳离子浓度降低，使得渗流效果变差、交换反应不充分，造成浸出率变低，而要解决这一问题需添加大量的浸出剂，导致生产成本居高不下。(2)针对离子型稀土矿黏土矿物颗粒层间自由水和表面结合水对浸出剂产生吸收、黏带和阻碍作用，影响浸出剂渗流浸出的问题。本专利技术采用的助浸剂具有极强的润湿性，当浸出剂与强化剂同时添加溶浸时，助浸剂中的谷氨酸能瞬间润湿黏土矿物层表面，使浸出剂在黏土矿物表面的外层渗流扩散不受层间自由水和表面结合水的影响，降低液相的粘滞和拖拽阻力，使浸出剂快速到达黏土矿物表面并形成液固两相界面膜，进而发生发生离子交换溶浸反应，显著改善渗流阻碍现象。而目前普遍采用的溶浸方法因缺乏强化浸出效果，使得添加的单一浸出剂不仅因液相黏带、阻碍作用，造成溶浸渗流受阻，而且浸出剂到达黏土矿物表面的时间边长，导致浸出效率下降。即使增大浸出剂用量也难以解决这一难题，相反因浸出剂用量增大，浓度变高，导致液相流动性变差、浸出渗流效果更差。(3)针对离子型稀土矿溶浸过程中因位置固定的骨架颗粒和孔道中游离散布的松散颗粒发生位置改变，导致矿体孔隙率下降，溶浸过程颗粒沉积和淤结等问题。本专利技术采用的助浸剂本身就属于大分子高活性物质，溶浸时电离出的大分子阴离子与黏土矿物表面发生化学吸附，吸附后的大分子团不仅稳定矿物颗粒，而且增强颗粒间的内聚力，进而阻碍浸出剂渗流时骨架颗粒和松散颗粒的位移。由此，使本专利技术达到了以下技术效果：第一、专利技术了高效助浸剂，解决了浸出剂在黏土矿物层间渗流受阻、离子交换反应不充分、矿体遇水膨胀、边坡稳定性差的技术难题，显著提高了溶浸效率与渗流效果；第二、助浸剂协同浸出剂共同溶浸离子型稀土矿，解决了浸出剂对黏土矿物润湿性差、浸出效率低、药剂用量大、生产成本高、易产生环境污染的技术难题，显著改善并强化了离子型稀土矿的绿色化学提取；第三、专利技术的助浸剂为高性能活性物质，在稀土矿体中易生物降解，可为微生物的繁殖和植被修复提高养分，有利于稀土矿山的生态修复和环境保护。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施例做进一步说明：实施例1，首先，将350g的3-烷氧基-正丙基胺、160g谷氨酸混合，常温常压下混合搅拌35min得到助浸剂。选别的试样A取自江西赣州某离子型稀土矿山，试样含稀土REO总量为0.096％，矿石主要由SiO2和Al2O3组成，其次为K2O、MgO、Fe2O3等，主要赋存在石英、长石、云母、埃洛石、伊利石等黏土矿物中；稀土元素以离子相形态产出，风化严重、含泥量高。采用传统溶浸工艺对该离子型稀土矿进行溶浸选矿回收，获得的最佳稀土浸出率为88.64％。参照图1，采用本专利技术提供的浸出方法进行溶浸选矿回收，溶浸过程加入浸出剂(NH4)2SO4进行浸出，溶浸过程还加入前面制得的助浸剂，选别步骤如下：(1)称取干燥的离子型稀土矿样A1000g装入溶浸柱；(2)将浸出剂KCl和强化剂ZXT-16溶解、混合；(3)将配置好的浸出剂(NH4)2SO4和助浸剂对溶浸柱中稀土矿进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子型稀土矿强化浸出方法，其溶浸过程包括加入浸出剂进行浸出，加入的浸出剂为氯化钾、氯化镁、硫酸铵中的至少一种，其特征在于：溶浸过程还加入有助浸剂，该助浸剂以3‑烷氧基‑正丙基胺、谷氨酸为原料，按照质量比(2.5～4.0):(1.2～1.8)的配比混合均匀，在常温常压下混合搅拌30～40min制取而成。

【技术特征摘要】
2017.08.24 CN 20171073315261.一种离子型稀土矿强化浸出方法，其溶浸过程包括加入浸出剂进行浸出，加入的浸出剂为氯化钾、氯化镁、硫酸铵中的至少一种，其特征在于：溶浸过程还加入有助浸剂，该助浸剂以3-烷氧基-正丙基胺、谷氨酸为原料，按照质量比(2.5～4.0):(1.2～1.8)的配比混合均匀，在常温常压下混合搅拌30～40min制取而成。2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿强化浸出方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗仙平，刘俊，周贺鹏，梁健，胡洁，王春英，翁存建，王金庆，赖春华，王鹏程，周利华，
申请(专利权)人：西部矿业股份有限公司，西部矿业集团科技发展有限公司，江西理工大学，
类型：发明
国别省市：青海,63