【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法冶金领域，具体涉及一种低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的方法。
技术介绍
1、稀土元素已被广泛应用于石油、化工、航天、军工、永磁新材料等高新科技领域，属于国家的战略资源，尤其是风化壳淋积型稀土矿中的中重稀土元素。近年来，随着科学技术快速发展，全球对中重稀土元素(钆、镝、钇等)的需求量日趋增加，而我国中重稀土资源总储量占全球的80％以上，主要分布在我国的南方七省区，包括江西、福建、湖南、广东、广西、云南、海南，具有分布广、放射性低等特点。因此，风化壳淋积型稀土矿的开采越来越受到国家重视。
2、风化壳淋积型稀土矿自1969年在我国江西龙南足洞地区发现以来，其开采工艺先后经历了池浸工艺、堆浸工艺和原地浸出工艺，所用的浸取剂为硫酸铵。目前，与其它两个工艺相比，原地浸出工艺具有对山体及植被破坏程度较小、劳动强度低等优点，被视为较佳的稀土提取工艺，现已得到推广应用。然而，该工艺没有开山，整个浸取过程近似于黑箱操作，浸矿剂消耗过大，除了浸矿后矿体中残留了较多的氨氮，会引起矿山尾水和矿区附近地表水和地下水氨氮超标，尤其在稳定性差、透水性较强的底板上浸矿过程中，会产生较大的浸出液渗漏现象，造成生产成本增加和氨氮污染。
3、对具有稳定性差、渗透性能好的底板的风化型稀土矿常常采用堆浸工艺提取稀土，然而在堆浸过程中仍然遇到铵盐浸取剂消耗量大、浸矿后矿体中氨氮残留高等技术难题，这会增大稀土矿山企业经济投入和氨氮环境污染，严重影响了中重稀土产业的健康发展。
技术实现思路p>
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有堆浸工艺中现存的不足之处，提供一种低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的方法，该方法既可以有效的降低堆浸过程中铵盐浸取剂的消耗量，又能降低矿堆中氨氮的残留量，能够实现矿山企业生产成本和氨氮环境污染降低，适合企业推广应用。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、提供一种低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的方法，用于从风化壳淋积型稀土矿中提取稀土，其步骤如下：
4、1)在夯实的堆场场地上先铺垫防漏层，将矿土堆积在其上构筑堆场，在堆顶构筑围堰并布置加液管；
5、2)将浸取剂溶液经加液管的注液口注入堆场，自然向下渗透，到达堆场底部后，从堆场底部的低侧流出，收集稀土浸出剂母液，对其进行除杂和沉淀稀土，最终获得碳酸稀土和沉淀母液；其中采用梯级浓度注液，具体为：
6、①按照液固比(0.20～0.25):1，注入ph为4.5～5.5、含有1.5～2.25wt％硫酸铵和0.37～0.5wt％氯化铵的复合浸取剂溶液1，最终得到碳酸稀土和沉淀母液1，其中利用沉淀母液1配制成得到ph为4.5～5.5、含有1.08～1.59wt％硫酸铵和0.085～0.12wt％氯化铵的复合铵盐浸取剂溶液2；
7、②按照液固比(0.10～0.15):1，继续向矿堆中注入复配的复合铵盐浸取剂溶液2，最终获得碳酸稀土和沉淀母液2；利用沉淀母液2配制得到ph为4.5～5.5、含有1.08～1.59wt％硫酸铵和0.085～0.12wt％氯化铵的复合铵盐浸取剂溶液3；
8、③按照液固比(0.10～0.15):1向矿堆中加入复合铵盐浸取剂溶液3，最终获得碳酸稀土和沉淀母液3；
9、3)最后按照液固比(0.2～0.3):1，注入清水，淋洗矿堆中残留的水溶态铵，完成稀土提取。
10、其中，液固比为体积比。
11、按上述方案，所述步骤1)中，所述矿堆为侧面是梯形、倾角为65～75°、高度为3～5m的堆台；围堰堰高为35-45cm。
12、按上述方案，所述步骤1)中，堆场底部较低一侧还设有汇流渠和集液池，从堆场底部的低侧流出的浸取剂溶液流入汇流渠，再进入集液池，收集稀土浸出剂母液。
13、按上述方案，所述步骤2)中，将浸取剂溶液经加液管的注液口注入堆场，具体步骤为：通过水泵将浸取剂溶液抽至堆场的围堰内，维持液面高度为5～10cm。
14、按上述方案，所述步骤2)中，稀土浸出剂母液中加入碳酸氢铵，调节溶液ph进行除杂，再加入碳酸氢铵沉淀稀土，最终获得碳酸稀土和沉淀母液。优选地，在除杂及沉淀池中进行。
15、按上述方案，浸矿作业完成后卸堆，并检查堆底过滤层是否破损，若有破坏，需对其进行整修后才能进行下次堆浸作业。优选地，所述卸堆主要是卸除围堰以内浸取后的尾渣。
16、按上述方案，将步骤2)③中收集的沉淀母液3和步骤3)的淋洗液进行生物脱氮处理，当氨氮浓度低于15mg/l时方可进行排放。
17、本专利技术提供了一种低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的方法，利用硫酸铵和氯化铵复合铵盐浸取剂采用梯级浓度注液进行稀土提取；其中：随着浸矿中铵根离子与稀土离子发生置换反应后浓度逐渐下降，传质推动力不足，导致稀土离子又被反吸附回去，稀土浸取率低；本专利技术首先利用高浓度的铵盐浸取剂进行置换反应，随后再利用低浓度的铵盐浸取剂将溶液中稀土离子推送出去，减少稀土离子浓度反吸附现象，从而实现稀土浸出率提高。同时本专利技术采用由硫酸铵和氯化铵组成的复合铵盐浸取剂，其中硫酸根离子与稀土离子形成稳定的水合团簇，浸取率高，但是浸取速率较低；氯离子团簇稳定性强且体积小，在硫酸铵浸取液中加入适量配比的氯化铵，可以在保证浸取率的同时，有效提高浸取速率，缩短稀土浸矿周期。
18、与现有堆浸工艺相比，本专利技术的有益效果为：
19、1.本专利技术提供了一种低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的方法，利用梯级浓度注液，显著降低了铵盐消耗量，同时还提高了稀土回收率，有效的提高了企业经济效益；同时本专利技术采用硫酸铵和氯化铵组成的复合铵盐作为浸取液，在保证浸取率的同时，有效提高了浸取速率，缩短稀土浸矿周期；且浸取液可以循环再利用，降低了堆浸工艺提取稀土的生产成本；最后通过清水淋洗尾矿，可快速高效的淋洗出尾矿中的可溶态铵，能有效的降低尾矿中的氨氮残留量，有利于减少氨氮环境污染。
20、2.本专利技术的方法已用于中试，与传统的堆浸技术方案相比，本专利技术的低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的新方法，实现了铵盐浸取剂消耗量降低了25％以上，尾矿中氨残留量降低了28％以上，稀土回收率提高了5％以上，稀土浸取周期缩短了18天以上，在中试阶段具有优异稀土浸取效果，应用前景良好。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的方法，其特征在于，用于从风化壳淋积型稀土矿中提取稀土，其步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述矿堆为侧面是梯形、倾角为65～75°、高度为3～5m的堆台；围堰堰高为35-45cm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，堆场底部较低一侧还设有汇流渠和集液池，从堆场底部的低侧流出的浸取剂溶液流入汇流渠，再进入集液池，收集稀土浸出剂母液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，将浸取剂溶液经加液管的注液口注入堆场，具体步骤为：通过水泵将浸取剂溶液抽至堆场的围堰内，维持液面高度为5～10cm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，稀土浸出剂母液中加入碳酸氢铵，调节溶液pH进行除杂，再加入碳酸氢铵沉淀稀土，最终获得碳酸稀土和沉淀母液。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浸矿作业完成后卸堆，并检查堆底过滤层是否破损，若有破坏，需对其进行整修后才能进行下次堆浸作业。
7
...【技术特征摘要】
1.一种低耗、低残留铵盐浸矿剂快速堆浸提取稀土的方法，其特征在于，用于从风化壳淋积型稀土矿中提取稀土，其步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述矿堆为侧面是梯形、倾角为65～75°、高度为3～5m的堆台；围堰堰高为35-45cm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，堆场底部较低一侧还设有汇流渠和集液池，从堆场底部的低侧流出的浸取剂溶液流入汇流渠，再进入集液池，收集稀土浸出剂母液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，将浸取剂溶液经加液管的注液口注入堆...
【专利技术属性】
技术研发人员：张臻悦，刘德峰，池汝安，陈文斗，陈卓，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。