离子型稀土矿的管道化浸出方法技术

本发明专利技术公开了一种离子型稀土矿的管道化浸出方法，将离子型稀土浸取尾矿装入管道中，然后再将离子型稀土原矿装入管道中，控制原矿和尾矿的装矿比、管道长径比、管道出口负压等条件，然后在管道入口处加入浸取剂进行浸矿，分段收集出口处的稀土浸出液。该方法利用粘土矿物对稀土元素吸附性质的差异，采用管道化浸出的方法，来增加稀土元素在粘土矿物中吸附解吸等离子交换的次数，同时在管道中先加入离子型浸取尾矿，完成稀土元素的再吸附和再解吸，有效扩大稀土元素与稀土元素之间、稀土元素与非稀土元素之间的分离系数；最终在保证装矿量和管道长径比的条件下，实现稀土元素的预分组，同时有效提高稀土浸出液浓度。同时有效提高稀土浸出液浓度。

【技术实现步骤摘要】
离子型稀土矿的管道化浸出方法


[0001]本专利技术涉及稀土提取回收领域，具体而言，涉及一种离子型稀土矿的管道化浸出方法。

技术介绍

[0002]离子型稀土矿富含中重稀土元素，具有极高的经济价值，是我国宝贵的的战略矿产资源。离子型稀土矿稀土品位一般为0.05
‑
0.20wt％(以稀土氧化物计)，根据矿物中稀土的赋存形态，可分为水溶相(<0.01％)、离子相(50％
‑
85％)、胶态相(5％
‑
10％)和矿物相(10％
‑
45％)四种。其中，离子相稀土是指以易于浸取的水合阳离子或羟基水合阳离子形式吸附在黏土矿物表面上的稀土。由于离子型稀土主要是以水合离子状态存在，因此决定了它的提取技术不是用重选、磁选、浮选、电选等普通的物理选矿方法，应是采用离子交换方法进行提取，所以生产上是采用电解质溶液直接浸取提取稀土的方法。
[0003]然而，由于离子型稀土矿原矿品位低、矿山风化层厚度不高，所以不管是硫酸铵还是硫酸镁浸取剂浸取离子型稀土矿，其浸出液中稀土浓度不高，基本为1.0g/L以下；，后续采用萃取或沉淀的方式富集稀土，都存在水相大，效率低等问题。针对离子型稀土矿中稀土浸取率较低、浸出液浓度不高的问题，科研人员开发了许多稀土强化浸取工艺，其中包括Fe
2+
、Al
3+
等非氨浸取剂以及富里酸、甲酸铵、柠檬酸铵等浸取助剂，虽然能有效提高稀土浸出率，但Fe
2+
、Al
3+
>浸取剂导致浸出液中杂质离子浓度大，增加后续处理负担；富里酸、柠檬酸盐等浸取助剂通过与稀土离子的络合作用，强化离子相稀土的浸出，可以少量提高稀土浸出液浓度。此外，也有采用添加超声、磁场、电场等物理手段强化稀土浸出，但由于工艺设备、复杂浸取环境等限制难以大规模的应用。然而，上述方法得到的稀土浸出液中稀土浓度提高的有限，稀土配分变化不大，不能实现稀土的预分组，以减少稀土冶炼分离工序的负荷。
[0004]因此，如何选择合适浸矿方法，以有效提高稀土浸出率和稀土浸出液浓度，同时实现稀土元素的预先分组，以提高浸出液中稀土的富集效率、降低稀土萃取分离负荷，是离子型稀土矿开采过程中普遍关注的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种离子型稀土矿的管道化浸出方法，以提高稀土浸出率和稀土浸出液浓度，同时实现稀土元素的预先分组。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种离子型稀土矿的管道化浸出方法，首先将离子型稀土浸取尾矿装入管道中，然后再将离子型稀土原矿装入管道中，控制离子型稀土浸取尾矿和离子型稀土原矿的装矿质量比≥0.8：1；所述管道的长径比为2000
‑
5000，整体装矿的高度应是管道直径的1500倍以上；控制管道出口处为负压，然后在管道入口处加入浸取剂进行浸矿，分段收集出口处的稀土浸出液，可以获得钇配分超过80％的高钇稀土溶液、钕配分超过70％的高钕稀土溶液和镧配分超过80％的高镧稀土溶液。
[0007]进一步地，浸取剂为含铵离子、镁离子、铁离子、铝离子中至少一种的盐溶液，其阳离子浓度为0.3
‑
0.6mol/L。
[0008]进一步地，在浸取剂中添加水溶性的羧酸类化合物，其浓度为0.005
‑
0.02mol/L。优选水溶性的羧酸类化合物为磺基水杨酸、柠檬酸、乙二酸中的至少一种。
[0009]进一步地，在管道出口处控制的负压为10Kpa
‑
50Kpa。
[0010]本专利技术利用粘土矿物对稀土元素吸附性质的差异，采用管道化浸出的方法，来增加稀土元素在粘土矿物中吸附解吸等离子交换的次数，同时在管道中先加入离子型浸取尾矿，完成稀土元素的再吸附和再解吸，有效扩大稀土元素与稀土元素之间、稀土元素与非稀土元素之间的分离系数；最终在保证装矿量和管道长径比的条件下，实现稀土元素的预分组，同时有效提高稀土浸出液浓度。
具体实施方式
[0011]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。
[0012]离子型稀土矿中含有大量粘土矿物，粘土矿物表面带负电，容易以静电作用吸附带正电的离子。通常情况下，稀土在离子型稀土矿中大部分是以简单的水合或羟基水合阳离子的形态被粘土矿物吸附，被吸附的稀土离子在与化学性质更为活泼的阳离子(M：Na+、NH
4+
、Mg
2+
等)进行交换解吸，从而实现离子型稀土矿的浸取。
[0013]然而稀土与稀土之间、稀土与非稀土杂质之间的带电量、水和离子半径等有所不同，导致了其表面电荷密度不一致，因此，不同元素之间被吸附的能力和性质有所差异。如池汝安等通过量子化学计算得出，黏土矿物对稀土元素的吸附能力顺序为：La
3+
>Ce
3+
>Pr
3+
>Nd
3+
>Sm
3+
>Eu
3+
>Gd
3+
>Tb
3+
>Dy
3+
>Ho
3+
>Y
3+
>Er
3+
>Tm
3+
>Yb
3+
>Lu
3+
。贺强等以高岭土为典型黏土矿物，进行了吸附、竞争吸附和解吸实验。实验表明：强大的静电引力和浓度驱动力有利于阳离子的吸附，且阳离子的吸附能力和竞争吸附能力由La
3+
、Y
3+
、Al
3+
、Mg
2+
和NH
4+
依次降低。正因为各元素之间吸附能力的不一样，导致用相同浸取剂浸取时，吸附能力弱的阳离子首先被解吸，存在一定的分馏效应。但是由于粘土矿物对元素之间的吸附能力差异并不大，所以普通的浸取方法很难实现稀土与稀土元素，稀土和与非稀土元素的预分离。
[0014]为此，本专利技术提供一种离子型稀土矿的管道化浸出方法，首先将离子型稀土浸取尾矿装入管道中，然后再将离子型稀土原矿装入管道中，控制离子型稀土浸取尾矿和离子型稀土原矿的装矿质量比≥0.8：1；所述管道的长径比为2000
‑
5000，整体装矿的高度应是管道直径的1500倍以上；控制管道出口处为负压，然后在管道入口处加入浸取剂进行浸矿，分段收集出口处的稀土浸出液，可以获得钇配分超过80％的高钇稀土溶液、钕配分超过70％的高钕稀土溶液和镧配分超过80％的高镧稀土溶液。采用管道化浸出的方法，控制管道的长径比为2000
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5000，并要求整体装矿的高度应是管道直径的1500本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子型稀土矿的管道化浸出方法，其特征在于，首先将离子型稀土浸取尾矿装入管道中，然后再将离子型稀土原矿装入管道中，控制离子型稀土浸取尾矿和离子型稀土原矿的装矿质量比≥0.8：1；所述管道的长径比为2000
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5000，整体装矿的高度应是管道直径的1500倍以上；控制管道出口处为负压，然后在管道入口处加入浸取剂进行浸矿，分段收集出口处的稀土浸出液，可以获得钇配分超过80％的高钇稀土溶液、钕配分超过70％的高钕稀土溶液和镧配分超过80％的高镧稀土溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄莉，龚仕林，肖燕飞，李玖强，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：