离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺，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，得母液；步骤二：向中、高浓度母液中通入除杂剂I进行除杂，经沉淀剂沉淀，再经清水洗涤、过滤、灼烧得固态稀土产品；除杂剂I为碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的混合液，沉淀剂为碳酸氢钠溶液；和向低浓度母液中通入除杂剂II中和去除铝杂质，将除铝后母液通入离子交换柱进行稀土离子的吸附富集，再用酸进行解吸，得液态稀土产品；除杂剂II为石灰乳。本发明专利技术使用自主研发的全新药剂配合整套创新工艺技术，实现了离子型稀土提取工艺重大变革、技术经济指标全面优化、生态环境友好的目的。

Rare earth leaching and enrichment process of ion type rare earth ore

The present invention discloses in-situ leaching and enrichment technology, a rare earth ion type rare earths include: step one: injection to deposit leaching agent and shrinkage agent, in-situ leaching \ion phase\ and \other phase\ rare earth leaching liquor was; step two: to the middle and high concentration the mother liquor into the cleaning agent I for removing impurity, the precipitation was, after water washing, filtration, burning solid mixture of rare earth products; in addition to complex agent I is sodium bicarbonate solution and sodium carbonate solution, precipitating agent for sodium bicarbonate solution; and to a low concentration of liquor into the cleaning agent and II the removal of aluminum impurities, except aluminum liquor after pass into the ion exchange column for adsorption and concentration of rare earth ions, then acid desorption liquid, rare earth products; cleaning agent II for lime milk. The invention uses the new medicament which is independently developed and the whole set of innovation technology to realize the great change of the ion type rare earth extraction process, the comprehensive optimization of the technical and economic indexes and the friendly environment.

【技术实现步骤摘要】
离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺
本专利技术涉及采矿工艺
，具体涉及一种离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺。
技术介绍
迄今，“离子型稀土矿”的浸出与富集工艺主要有两种，一种为“池浸”，一种为“原地浸矿”。因“池浸”对生态环境带来的破坏与影响很大，我国对“离子型稀土矿”开采实行的采掘技术政策已将其淘汰，现推行的是“原地浸矿”工艺。这两种采掘工艺的流程示意图分别如图1和图2所示。以上两种工艺的核心和首先要解决的问题，就是如何将以“离子”状态的稀土矿物，从矿石(体)中“浸出”(或“解吸”)出来，这就需要采用将离子型稀土“浸出”的“浸矿剂”。我国离子型稀土矿使用的“浸矿剂”，初期采用的是氯化钠，尔后普遍采用硫酸铵。而对其除杂的药剂，一般为碳铵；沉淀富集的药剂，普遍采用碳铵或草酸。对“离子型稀土”的“原地浸矿”工艺，是针对“池浸”工艺对环境破坏严重的主要弊端，而研发的新一代离子型稀土矿山开采工艺。它在不破坏矿区地表植被、不开挖表土的情况下，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(含电解质溶液)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。显而易见，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，业已逐步地演变成含稀土的“母液”(简称“母液”)，或称之为“浸出母液”。“原地浸矿”工艺，客观上虽然解决了“池浸”工艺中地表剥离、矿体露天开采、异地浸矿等对生态环境带来重大影响与破坏的问题，但主观上仍存在一些突出的问题。主要是：(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，许多矿山已因此停产整顿多年，至今未复产；(2)对稀土的浸出过程缺乏系统的研究，不能实现对稀土进行系统、科学、人为地“控制浸出”；(3)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；(4)整个工艺生产过程中，稀土浸出周期较长，整个生产周期较久；(5)开发工程技术人员若对技术掌握不够，工程布置与管理不当，易于引发“地质问题”；(6)该工艺主要适用于“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，导致该工艺对“其它相态”稀土资源的利用率很差；(7)现有工艺的碳铵沉淀法富集稀土获得的混合碳铵稀土，产品中非稀土杂质(如Fe、Al、Si、Ca等)含量较高，不利于后续加工；而以草酸沉淀法获得的混合草酸稀土，虽然杂质含量较低，但其废水中草酸根与H+根离子含量较高，需中和处理，同时产生氨氮或COD对环境的影响；(8)现生产工艺所获固态稀土产品，进入分离厂后，首先需将其制备成合格的料液，这就需经盐酸分解、除杂等工序，除处理成本高外，因酸雾的影响，环保压力也很大；(9)产品单一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种全新的离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺，从而解决前述现有技术中存在的至少一项技术问题。本专利技术提供的离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺，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杂剂I进行除杂，除杂后经沉淀剂沉淀，再经清水洗涤、过滤、灼烧得到固态稀土产品；其中，所述除杂剂I为碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的混合液，所述沉淀剂为碳酸氢钠溶液；和向浓度<1g/L的低浓度浸出母液中通入除杂剂II中和去除铝杂质，然后将除铝后母液(即浸出母液经除铝后所得稀土上清液)通入离子交换柱中进行稀土离子的吸附富集，再用酸进行解吸，得到液态稀土产品；其中，所述除杂剂II为石灰乳。在本领域，“离子型”稀土矿稀土的赋存性状，是由“四相八态”稀土矿物组成，包括：①离子吸附相(含可交换性吸附态、专性吸附态；②胶体分散相(含胶体吸附态、凝胶态)；③独立矿物相(含表生矿物态、残留矿物态)；④晶格杂质相(含类质同象态、内潜同晶态)。由这“四相八态”的稀土矿物，即构成离子吸附型稀土矿中，所谓的“全相”稀土矿物。有关于“四相八态”其命名资料的来源为：《赣南花岗岩类风化壳离子吸附型稀土成矿规律研究》报告，赣南地质调查大队，1986。在本专利技术中，所述的“其它相态”稀土是指离子型稀土矿中，除“离子相”稀土矿物之外的、其余“相态”的稀土矿物。步骤一中，所述浸矿剂由含铁、锰和钙的菱镁矿制得，所述浸矿剂的制备过程为：矿石经粉碎后用水调浆，然后加入酸分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂。本专利技术得到的浸矿剂含有镁、铁、锰和钙等复合阳离子。优选地，所述浸矿剂的制备过程还包括：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，将固体浸矿剂加水或酸复溶，得到液态的浸矿剂后使用。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。所述收缩剂是氯化钙溶液。优选地，所述收缩剂还可以进一步由氯化钙溶液结晶得到固体产品，即固体收缩剂。在浸矿过程中，可以将固体收缩剂加水或酸复溶，得到液态的收缩剂后使用，也可以直接将收缩剂加入顶水使用。在本专利技术中，所述收缩剂是在顶水注入阶段与顶水配合使用的，即将收缩剂加入到顶水中，并与顶水一起注入。更优选地，所述收缩剂是以石灰为原料，经酸解得到氯化钙溶液，再经结晶得到固体产品，即为所述固体收缩剂。步骤一中，在浸矿剂注入阶段(即浸矿的初、中期)注入浸矿剂；在顶水注入阶段(即浸矿的后期)注入顶水，注入顶水时，将收缩剂加入在顶水中与顶水一并注入。这是由于在浸矿剂中含有与收缩剂相关的离子，在浸矿时注入浸矿剂相当于一并注入了收缩剂，不需另外添加收缩剂；而在浸矿的后期(即顶水注入阶段)，由于顶水中没有与收缩剂相关的离子，因此需在顶水中加入收缩剂。在此，本领域技术人员应当理解，作为在浸矿过程中使用的浸矿剂，可以是液态的，也可以是固态的浸矿剂经加水或酸复溶得到的液态浸矿剂，并根据现场使用需要适时作一定的pH调节。步骤一中，稀土浸出周期的时间受矿体渗透性好坏的影响，一般来说其渗透性均较差。在浸出过程中，需分区域设定控制点，对控制点的浸出母液的流量、稀土含量进行监控。优选地，当浸出母液中的稀土含量越过峰值并处在下降的过程中，停止浸矿剂注入，改为注入顶水(内含收缩剂)；当浸出母液中的稀土含量下降至0.1克/升时，停止注入顶水(内含收缩剂)并收液，结束浸矿。更优选地，当浸出母液中的稀土含量越过峰值并下降至(所述峰值的)80％～50％时，停止浸矿剂注入，改为注入顶水。步骤二中，所述通入除杂剂I进行除杂时优选控制pH≤5.2。步骤二中，所述除杂剂II为石灰乳，但此处也可以用除杂剂I(即碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的混合液)替代石灰乳进行除杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺，其特征在于，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杂剂I进行除杂，除杂后经沉淀剂沉淀，再经清水洗涤、过滤、灼烧得到固态稀土产品；其中，所述除杂剂I为碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的混合液，所述沉淀剂为碳酸氢钠溶液；和向浓度<1g/L的低浓度浸出母液中通入除杂剂II中和去除铝杂质，然后将除铝后母液通入离子交换柱中进行稀土离子的吸附富集，再用酸进行解吸，得到液态稀土产品；其中，所述除杂剂II为石灰乳。

【技术特征摘要】
1.一种离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺，其特征在于，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杂剂I进行除杂，除杂后经沉淀剂沉淀，再经清水洗涤、过滤、灼烧得到固态稀土产品；其中，所述除杂剂I为碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的混合液，所述沉淀剂为碳酸氢钠溶液；和向浓度<1g/L的低浓度浸出母液中通入除杂剂II中和去除铝杂质，然后将除铝后母液通入离子交换柱中进行稀土离子的吸附富集，再用酸进行解吸，得到液态稀土产品；其中，所述除杂剂II为石灰乳。2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺，其特征在于，步骤一中，所述浸矿剂由含铁、锰和钙的菱镁矿制得，所述浸矿剂的制备过程为：矿石经粉碎后用水调浆，然后加入酸分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂；优选地，所述浸矿剂的制备过程还包括：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2所述的离子型稀土矿的稀土原地浸出及富集工艺，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分比。4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的稀土原地浸出及富...

【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