一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统及方法，系统包括多级串联除杂搅拌模块、除杂浓密机、多级串联沉淀搅拌模块、产品浓密机以及压滤机；采用双溢流堰无传动深锥浓密池处理除杂产物和沉淀产物，解决低比重絮状沉淀物的固液分离问题；采用动态陈化方法，将除杂沉淀物和产品沉淀物返回除杂反应过程和沉淀反应过程，改进结晶晶型，降低除杂稀土损失和提高产品质量；优选用量少和效果好的高效絮凝剂，强制增强除杂沉淀产物和产品沉淀产物的沉降速度，提高单位容积设备的处理能力；用功能性连续生产设备替代间歇人工操作设施，避免被动失误影响除杂效率和产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统及方法
本专利技术涉及定位方法
，尤其涉及一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统及方法。
技术介绍
由于离子型稀土矿浸出母液含有杂质组分Al、Fe、Mg、Ca和Si等，需要进行分离，以得到合格稀土产品，目前研究较多的是沉淀法和萃取法，工业应用多以沉淀法为主。目前从离子型稀土矿浸出母液中回收稀土在工业上还是沉淀法占统治地位，使用的沉淀剂主要有草酸有机沉淀剂、碳酸盐无机沉淀剂和镁盐无机沉淀剂等，也有研究腐植酸作沉淀剂，但未见应用。早先使用草酸较多，其沉淀效果、选择性、沉淀物结晶等方面有优势，但草酸毒性容易导致一些环境问题；后来碳酸盐成为替代沉淀剂，相对草酸来说，在沉淀效果、选择性、和沉淀物过滤性差等方面没有优势，其优势成本低和环境效果好，因此如今工业几乎都使用碳酸氢铵除杂和沉淀。现有离子型稀土矿浸出母液处理技术方案是：先将母液排至除杂池，加入碳酸氢铵，用压缩空气搅拌1h，控制终点pH5.2～5.4，静置8h，人工排放上清液至沉淀池，沉淀渣(渣头)排放至渣头老化池放置，定期处理；稀土产品沉淀在沉淀池中进行，同样加入碳酸氢铵，用压缩空气搅拌1h，控制终点pH6.5～6.7，静置8h，人工排放上清液至配液池，产品排放至陈化池，陈化7d，用板框压滤机过滤，得到产品。现有技术方案的缺陷：(1)除杂和沉淀均在池中间歇进行，静置操作周期长，单位容积沉淀池处理能力小，母液处理车间占地面积大；(2)除杂沉淀物和产品沉淀物均在自然条件下沉降，沉降速度慢，细粒结晶物沉降不彻底，易造成渣头带入产品影响产品质量和产品带入配液池影响回收率；(3)除杂上清液和沉淀上清液均依靠人工排放上清液，难免因视觉判断失误导致排放过早和排放过量；(4)对絮凝沉降研究不深，有离子型稀土矿企业尝试用絮凝剂改善固液分离效果，未取得满意结果，其原因是没有选择到合适的絮凝剂，絮凝剂用量过大，对产品质量和上清液返回浸出产生负面影响；(5)产品陈化在静止条件下进行，虽有利于晶体团聚长大并改善过滤性能，但晶型差，易夹带杂质，且陈化时间长，陈化效率；(6)现有技术方案难以实现工厂化和自动化，不能大规模生产。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统及方法，优选用量少和效果好的高效絮凝剂，强制增强除杂沉淀产物和产品沉淀产物的沉降速度，提高单位容积设备的处理能力；采用双溢流堰无传动深锥浓密池处理除杂产物和沉淀产物，解决低比重絮状沉淀物的固液分离问题；采用动态陈化方法，将除杂沉淀物和产品沉淀物返回除杂反应过程和沉淀反应过程，改进结晶晶型，降低除杂稀土损失和提高产品质量；用功能性连续生产设备替代间歇人工操作设施，避免被动失误影响除杂效率和产品质量。为达到上述目的，本专利技术提供了一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统，包括：多级串联除杂搅拌模块、除杂浓密机、多级串联沉淀搅拌模块、产品浓密机以及压滤机；所述多级串联除杂搅拌模块注入离子型稀土矿浸出母液，混入第一浓度碳酸氢铵溶液，调整pH值至第一设定值后供应至所述除杂浓密机；所述除杂浓密机混入絮凝剂溶液，搅拌均匀，进行浓密和澄清，底流在所述除杂浓密机的锥形段内陈化，溢流排出含稀土的除杂清液至所述多级串联沉淀搅拌模块；所述多级串联沉淀搅拌模块向除杂清液中混入第二浓度碳酸氢铵溶液，搅拌均匀，调整pH值至第二设定值后供应至所述产品浓密机；所述产品浓密机混入絮凝剂溶液，搅拌均匀，进行浓密和澄清，溢流排出上清液，底流在所述产品浓密机的锥形段内陈化，陈化后进入所述压滤机过滤获得稀土产品。进一步地，所述除杂浓密机和所述产品浓密机的浓密池均包括上部的圆柱段和下部的锥形段，圆柱段上端采用双溢流堰形成外环的外溢流槽和内环的内溢流槽，溢流进入内溢流槽后经内溢流槽进入外溢流槽，经外溢流槽排出。进一步地，所述锥形段的纵截面为等边三角形。进一步地，双溢流堰包括外溢流堰板、内溢流堰板和若干连接板；所述外溢流堰板与浓密池的侧壁一体成型，形成环槽作为外溢流槽；所述内溢流堰板为具有翻边的套筒，与所述外溢流堰板的外壁形成环槽作为内溢流槽；所述内溢流堰板的上端面高于所述外溢流堰板的上端面；若干所述连接板沿内溢流堰板周向均匀分布，将所述内溢流堰板固定至所述外溢流堰板。进一步地，所述连接板具有上端连接的第一侧壁和第二侧壁，二者形成与所述外溢流堰板宽度匹配的凹槽，第一侧壁的厚度与所述内溢流堰板翻边的厚度相同，所述连接板套设在所述外溢流堰板上端，第一侧壁插入所述内溢流堰板和所述外溢流堰板之间并焊接至所述内溢流堰板。进一步地，所述多级串联除杂搅拌模块包括6级串联除杂搅拌槽、第一PI控制单元、第一pH值检测单元、第二PI控制单元以及第二pH值检测单元；第一级除杂搅拌槽中加入母液和第一浓度碳酸氢铵溶液，第一pH值检测单元检测第二级除杂搅拌槽内的pH值并反馈给所述第一PI控制单元；所述第一PI控制单元，在第二级除杂搅拌槽内的pH值低于4.8时，调高第一级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量，在高于5.2时，调低第一级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量；第三级除杂搅拌槽中加入第一浓度碳酸氢铵溶液，第二pH值检测单元检测第六级除杂搅拌槽内的pH值并反馈给所述第二PI控制单元；所述第二PI控制单元，在第六级除杂搅拌槽内的pH值低于5.2时，调高第三级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量，在高于5.4时，调低第三级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量。进一步地，所述多级串联沉淀搅拌模块包括6级串联沉淀搅拌槽、第三PI控制单元、第三pH值检测单元、第四PI控制单元以及第四pH值检测单元；第一级沉淀搅拌槽中加入除杂清液和第二浓度碳酸氢铵溶液，第三pH值检测单元检测第二级沉淀搅拌槽内的pH值并反馈给所述第三PI控制单元；所述第三PI控制单元，在第二级沉淀搅拌槽内的pH值低于6.1时，调高第一级沉淀搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量，在高于6.5时，调低第一级沉淀搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量；第三级沉淀搅拌槽中加入第二浓度碳酸氢铵溶液，第四pH值检测单元检测第六级沉淀搅拌槽内的pH值并反馈给所述第四PI控制单元；所述第四PI控制单元，在第二级搅拌槽内的pH值低于6.5时，调高第三级沉淀搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量，在高于6.7时，调低第三级沉淀搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量。进一步地，第一浓度的碳酸氢铵溶液浓度为40～70g/L，第二浓度的碳酸氢铵溶液浓度为130～180g/L。进一步地，所述上清液用于絮凝剂的配制、碳酸氢铵溶液配制和/或浸矿剂的配制。进一步地，所述除杂浓密机设置管道混合器，对母液和絮凝剂按比例预混；进一步地所述产品浓密机设置管道混合器，对除杂清液和絮凝剂按比例预混。另一方面提供一种离子型稀土矿浸出母液除杂方法，包括：(1)将离子型稀土矿浸出母液加入第一浓度的碳酸氢铵溶液，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统，其特征在于，包括：多级串联除杂搅拌模块、除杂浓密机、多级串联沉淀搅拌模块、产品浓密机以及压滤机；/n所述多级串联除杂搅拌模块注入离子型稀土矿浸出母液，混入第一浓度碳酸氢铵溶液，调整pH值至第一设定值后供应至所述除杂浓密机；/n所述除杂浓密机混入絮凝剂溶液，搅拌均匀，进行浓密和澄清，底流在所述除杂浓密机的锥形段内陈化，溢流排出含稀土的除杂清液至所述多级串联沉淀搅拌模块；/n所述多级串联沉淀搅拌模块向除杂清液中混入第二浓度碳酸氢铵溶液，搅拌均匀，调整pH值至第二设定值后供应至所述产品浓密机；/n所述产品浓密机混入絮凝剂溶液，搅拌均匀，进行浓密和澄清，溢流排出上清液，底流在所述产品浓密机的锥形段内陈化，陈化后进入所述压滤机过滤获得稀土产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种离子型稀土矿浸出母液除杂系统，其特征在于，包括：多级串联除杂搅拌模块、除杂浓密机、多级串联沉淀搅拌模块、产品浓密机以及压滤机；
所述多级串联除杂搅拌模块注入离子型稀土矿浸出母液，混入第一浓度碳酸氢铵溶液，调整pH值至第一设定值后供应至所述除杂浓密机；
所述除杂浓密机混入絮凝剂溶液，搅拌均匀，进行浓密和澄清，底流在所述除杂浓密机的锥形段内陈化，溢流排出含稀土的除杂清液至所述多级串联沉淀搅拌模块；
所述多级串联沉淀搅拌模块向除杂清液中混入第二浓度碳酸氢铵溶液，搅拌均匀，调整pH值至第二设定值后供应至所述产品浓密机；
所述产品浓密机混入絮凝剂溶液，搅拌均匀，进行浓密和澄清，溢流排出上清液，底流在所述产品浓密机的锥形段内陈化，陈化后进入所述压滤机过滤获得稀土产品。


2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿浸出母液除杂系统，其特征在于，所述除杂浓密机和所述产品浓密机的浓密池均包括上部的圆柱段和下部的锥形段，圆柱段上端采用双溢流堰形成外环的外溢流槽和内环的内溢流槽，溢流进入内溢流槽后经内溢流槽进入外溢流槽，经外溢流槽排出。进一步地，所述锥形段的纵截面为等边三角形。


3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿浸出母液除杂系统，其特征在于，双溢流堰包括外溢流堰板、内溢流堰板和若干连接板；
所述外溢流堰板与浓密池的侧壁一体成型，形成环槽作为外溢流槽；
所述内溢流堰板为具有翻边的套筒，与所述外溢流堰板的外壁形成环槽作为内溢流槽；
所述内溢流堰板的上端面高于所述外溢流堰板的上端面；
若干所述连接板沿内溢流堰板周向均匀分布，将所述内溢流堰板固定至所述外溢流堰板。


4.根据权利要求3所述的离子型稀土矿浸出母液除杂系统，其特征在于，所述连接板具有上端连接的第一侧壁和第二侧壁，二者形成与所述外溢流堰板宽度匹配的凹槽，第一侧壁的厚度与所述内溢流堰板翻边的厚度相同，所述连接板套设在所述外溢流堰板上端，第一侧壁插入所述内溢流堰板和所述外溢流堰板之间并焊接至所述内溢流堰板。


5.根据权利要求1或2所述的离子型稀土矿浸出母液除杂系统，其特征在于，所述多级串联除杂搅拌模块包括6级串联除杂搅拌槽、第一PI控制单元、第一pH值检测单元、第二PI控制单元以及第二pH值检测单元；
第一级除杂搅拌槽中加入母液和第一浓度碳酸氢铵溶液，第一pH值检测单元检测第二级除杂搅拌槽内的pH值并反馈给所述第一PI控制单元；
所述第一PI控制单元，在第二级除杂搅拌槽内的pH值低于4.8时，调高第一级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量，在高于5.2时，调低第一级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量；
第三级除杂搅拌槽中加入第一浓度碳酸氢铵溶液，第二pH值检测单元检测第六级除杂搅拌槽内的pH值并反馈给所述第二PI控制单元；
所述第二PI控制单元，在第六级除杂搅拌槽内的pH值低于5.2时，调高第三级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量，在高于5.4时，调低第三级除杂搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量。


6.根据权利要求1或2所述的离子型稀土矿浸出母液除杂系统，其特征在于，所述多级串联沉淀搅拌模块包括6级串联沉淀搅拌槽、第三PI控制单元、第三pH值检测单元、第四PI控制单元以及第四pH值检测单元；
第一级沉淀搅拌槽中加入除杂清液和第二浓度碳酸氢铵溶液，第三pH值检测单元检测第二级沉淀搅拌槽内的pH值并反馈给所述第三PI控制单元；
所述第三PI控制单元，在第二级沉淀搅拌槽内的pH值低于6.1时，调高第一级沉淀搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量，在高于6.5时，调低第一级沉淀搅拌槽中加入碳酸氢铵溶液的流量；
第三级沉淀搅拌槽中加入第二浓度碳酸氢铵溶液，第四pH值检测单元检测第六级沉淀搅拌槽内的pH值并反馈给所述第四PI控制单元；
所述第四PI控制单元，在第二级搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳救荣，曾小石，谢卫军，向秋林，刘康，
申请(专利权)人：五矿稀土江华有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43