一种浸矿剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种浸矿剂及其制备方法和应用。所述制备方法是将含铁、锰和钙的菱镁矿经粉碎后用水调浆，然后加入酸分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂。所述应用是指在“离子型”稀土矿开采工程中的应用。本发明专利技术的浸矿剂使企业实行无氨氮化作业，可真正地实现绿色生产，并能使土壤营养化；同时提高了浸矿速度和浸出母液浓度，减少了液量及后续工序处理量，浸矿周期可缩短20～40％以上，降低成本，提高产量20％；相比现有技术工艺的浸矿水平，本发明专利技术全面地提高了技术、经济指标，“全相”稀土回收率提高3～6％，单位直接成本降低；此外，还提高了矿粒结构的致密性，相对维护了山(矿)体结构的稳定性，减少了不稳定矿体滑移的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采矿工艺
，具体涉及一种浸矿剂及其制备方法和应用。
技术介绍
针对南方“离子型”稀土矿，如何将以“离子”状态的稀土矿物，从矿石(体)中“浸出”(或“解吸”)出来，现有技术工艺主要是采用“浸矿剂”对矿体中的稀土浸出。“浸出”离子型稀土的“浸矿剂”，初期采用氯化钠，而后普遍采用硫酸铵。“浸矿”是对含矿山体内部，按规定的方式和要求，开掘到达矿体内部的注液井(或孔)，将浸矿剂溶液(电解质溶液)通过注液井(孔)直接注入矿体。电解质中化学性质更为活泼的阳离子，将吸附在“载体矿物”表面和晶层间的化学性质活泼性较前者更差的稀土阳离子，交换解吸下来。然后通过收液系统将浸出母液收集，使其进入后续加工处理系统。根据浸矿原理，电解质溶液在矿体内的运动，是一个“渗透→扩散→交换→再扩散→再渗透”的过程。电解质溶液的整个运动过程，也就是稀土离子不断地被交换和解吸的过程。扩散动力是电解质溶液的浓度差，不断注入矿体的溶液(或顶水)挤出已发生交换作用的稀土浸矿液。在这不断地“浸矿”过程中，注入矿体内部的液体，通过不断交换、挤出，逐步成为含稀土的“母液”(简称“母液”)，或称之为“浸出母液”，并最终完成“浸矿”。浸出的稀土“母液”，进入后续稀土处理工序，如除杂、沉淀、灼烧、盐酸分解、萃取等。目前，现有技术中对于“离子型稀土矿”的浸出与富集工艺一般采用“原地浸矿”，其采掘工艺的流程示意图如图1所示，其中的浸矿剂目前普遍采用硫酸铵。然而，采用硫酸铵作为“浸矿剂”进行浸矿，在应用实践中存在以下问题：(1)因该工艺应用的药剂，其组份含氨氮，故在工艺实施过程中，在诸多的环节里，氨氮严重超标，污染环境，制约了工艺的使用。许多矿山已停产整顿多年，至今未复产。(2)浸出母液浓度低、液量大、处理成本较高，不能直接进槽萃取分离。(3)整个工艺生产过程中，稀土浸出周期较长，一个完整的生产过程生产周期较久。(4)业主若技术掌握不够，工程布置与管理不当，浸矿过程中降低了山(矿)体内部摩擦力(结构力)，山(矿)体结构易于出现“不稳定”状态，从而易于引发“地质问题”。(5)该工艺采用的硫酸铵浸矿剂，主要适用于“全相”稀土中“离子相”稀土的浸出，对包含“四相八态”中的“其它相态”稀土的回收缺乏研究，导致该工艺采用的浸矿剂对“其它相态”稀土资源的利用率很差。(6)硫酸铵浸矿剂中，对稀土离子的浸出，真正发挥作用的只有“单一”的“NH4+”离子，其浸出效能，尤其是对“其它相态”稀土的浸出效能较差。(7)硫酸铵浸矿剂未考虑改善土壤结构，提高土壤营养水平问题。使用该浸矿剂浸矿后，加剧了土壤营养比例失调。(8)硫酸铵浸矿剂未从药剂本身做文章，通过浸矿来维护山(矿)体的稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种新型的浸矿剂及其制备方法和应用，从而解决前述现有技术中存在的至少一项技术问题。为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种浸矿剂的制备方法，其是将含铁、锰和钙的菱镁矿经粉碎后用水调浆，然后加入酸分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂。本专利技术制得的浸矿剂中含有镁、铁、锰和钙等复合阳离子。优选地，所述制备方法还包括：将所得液态的浸矿剂经过滤、洗涤后，将所得母液进行蒸发结晶，即得固体浸矿剂。在浸矿过程中若使用固体浸矿剂，则先将固体浸矿剂加水或酸复溶，再根据需要将pH值进行适度调节，得到液态的浸矿剂，然后再将得到的液态的浸矿剂用于浸矿。优选地，所述菱镁矿中铁<10％、锰<3％、钙<10％，所述百分比为质量百分比。优选地，所述粉碎是将所述菱镁矿的粒径粉碎至0.125～0.15mm。优选地，所述酸可为本领域常规，更优选硫酸。本专利技术另一方面提供一种由上述制备方法制得的浸矿剂。本专利技术再一方面还提供上述浸矿剂在“离子型”稀土矿开采工程中的应用。在“离子型”稀土矿开采工程中，所述浸矿剂在使用时，其浓度优选≥3.5％。此处，所述浓度为本领域常规的含义，其是指浸矿剂中镁、铁、钙、锰等主要硫酸盐在溶液中的质量百分含量。相比现有技术，本专利技术取得了下述有益效果：(1)本专利技术的浸矿剂使企业实行无氨氮化作业，可真正地实现绿色生产，并能使土壤营养化；(2)本专利技术的浸矿剂提高了浸矿速度和浸出母液浓度，减少了液量及后续工序处理量，浸矿周期可缩短20～40％以上，降低成本，提高产量20％；(3)本专利技术对“其它相态”稀土利用问题摸索了途径和方法，本专利技术的浸矿剂对“其它相态”稀土资源利用平均可达15～30％以上；(4)相比现有技术工艺的浸矿水平，本专利技术全面地提高技术、经济指标，“全相”稀土回收率提高3～6％，单位直接成本降低；(5)本专利技术的浸矿剂提高了矿粒结构的致密性，相对维护了山(矿)体结构稳定性，减少不稳定矿体滑移的可能性。附图说明图1是现有技术中对于“离子型稀土矿”一般采用的“原地浸矿”其采掘工艺的流程示意图。图2是本专利技术的浸矿剂应用的“离子型”稀土矿开采工程的工艺流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本申请的专利技术人针对现有技术中存在的突出问题，从下述几个方面针对性地开展技术创新：(1)研发和应用环保型、不含氨氮的新型浸矿剂，从源头上解决氨氮污染问题，更为有效地浸出稀土，从而对“离子型稀土”实现绿色开采；(2)浸矿剂中引入和应用“收缩剂”药剂与技术，改善和提高矿体结构状态，减少山体坍塌、滑坡的发生率，改善土壤组分，提高土壤营养化水平；(3)提高浸矿速度，缩短浸矿周期；提高母液浓度，减少母液产出量和后续工序加工量；(4)探索与研究对“其它相态”稀土资源浸出与回收的药剂、技术措施、方法、条件、参数，提高资源利用率；(5)本专利技术十分注重复合阳离子、亚铁离子、亚硫酸根离子、“收缩剂”等因素在“浸矿剂”中的综合作用。上述技术创新，旨在实现浸矿无氨氮化作业、绿色开采、环保达标、防止山体滑移、提高“其它相态”资源利用率，提高浸矿速度，缩短浸矿周期；提高母液浓度，减少母液产出量。从而，实现离子型稀土提取工艺的重大变革、技术经济指标全面优化、生态环境友好的目的。基于离子吸附型稀土矿的浸取原理，同时考虑到生产原料的易得性和经济性，在新型浸矿剂的研发中，在大量的前期研发工作的基础上，确定了本专利技术“浸矿剂”研发基本的技术思想：首先，使用复合阳离子对稀土离子浸出的协同作用，来代替现有技术使用的浸矿剂硫酸铵中的单一NH4+离子；其次，为有利于稀土的浸出，在研发的浸矿剂中，还保留一定的亚铁离子、亚硫酸根离子组分；第三，“收缩剂”药剂与技术，有利于维护山(矿)体稳定，加快浸矿速度，缩短浸矿周期，故在本专利技术的“浸矿剂”中还含有具有“收缩剂”作用的物质组分。上述三点，便成为我们筛选制作原料，研发新型浸矿剂的重要依据和基本原则。经过大量的探究实验摸索并经反复的实验验证，终于得到了本专利技术的技术方案，并在“离子型”稀土矿开采工程中得到良好的应用。如图2所示，其为本专利技术的浸矿剂应用的“离子型”稀土矿开采工程的工艺流程示意图，其主要包括稀土原地浸出及富集工艺，具体包括：步骤一：向矿体内部注入浸矿剂和收缩剂，原地原位浸矿使“离子相”及部分“其它相态”稀土浸出，得到浸出母液；步骤二：向浓度≥1g/L的中、高浓度浸出母液中通入除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浸矿剂的制备方法，其特征在于，其是将含铁、锰和钙的菱镁矿经粉碎后用水调浆，然后加入酸分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂。

【技术特征摘要】
1.一种浸矿剂的制备方法，其特征在于，其是将含铁、锰和钙的菱镁矿经粉碎后用水调浆，然后加入酸分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所得液态的浸矿剂经过滤、洗涤后，将所得母液进行蒸发结晶，即得固体浸矿剂。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述菱镁矿中铁<10％、锰<3％、钙<10％，所述百分比为质量百...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂生，华建荣，焦芸芬，余党华，陈政，
申请(专利权)人：赣州弘茂稀土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36