【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及湿法冶金稀土矿物提取，尤其涉及一种抑膨促渗浸取剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、风化壳淋积型稀土矿又称为离子吸附型稀土矿，是我国最早发现和实现工业利用的一种富含中、重稀土的矿种。主要分布于我国南方八省。风化壳淋积型稀土矿的主要矿相为黏土矿物，稀土以水合离子或羟基水合离子吸附在黏土矿物上，不能采用传统的选矿方法，如重选、浮选、磁选等方式回收稀土元素，而是使用盐类浸取剂通过离子交换将稀土交换于溶液中。该方式就是将风化壳淋积型稀土矿看作一个巨大的离子交换树脂，浸取剂为流动相，当浸取剂溶液流经吸附有稀土离子的黏土时，稀土元素与浸取剂发生离子交换反应而进入溶液中。其开采工艺经历了桶浸、池浸、堆浸，到现如今的原地浸出工艺。
2、原地浸出工艺是将浸取剂通过矿山表面的注液孔直接注入矿体，浸取剂在矿体内自上而下流动过程中，渗透并扩散到矿体的孔隙中将稀土交换至浸取剂中，然后在山底通过收液系统如导流孔和积液沟等收集浸出液。稀土浸出完成后，在矿山顶端加水，矿体中剩余的浸取剂和稀土形成的低浓度母液进行处理后又能循环使用。该工艺与池浸、堆浸工艺相比，不需要进行搬山作业，大大降低了矿石工人的劳动强度和矿业企业的生产成本，同时对矿山环境影响较小。该工艺不破坏地表植被或挖掘表土和矿体，与池浸和堆浸工艺相比降低了劳动强度。因此，原地浸出工艺在风化壳淋积型稀土矿开采中应用最为广泛，但仍存在许多问题亟待解决。
3、目前，随着对风化壳淋积型稀土矿的开采和利用，高品位易浸稀土矿被浸稀土矿被优先开采。现如今该矿物资源日趋贫化，提取难
4、针对低品位矿石渗透性较差的问题，有学者采用真空抽滤增大淋洗压差，但此过程中矿粒的不均匀和偏析易发生沟流现象。水系磁化技术和超声辅助浸出技术虽然可以促进浸出、提高稀土浸出率，但助浸方式成本较高，在工业上难以实施。组合表层注液的注液方式添加了粗颗粒矿石以配矿浸取改变孔隙度，这样虽可减少压头损失，提高矿石渗透系数，但在堆浸生产过程中易引发沟流、塌方等问题。相比浸取工艺的革新，针对渗透性变化的原因，研究有促渗作用的浸取剂在工业上实际操作性更强。因此，尝试使用渗透效果好的浸取剂，或在原先的浸取剂中加入功能性添加剂，简单易行，易于实施。目前改性前后的田菁胶、有机酸、有机酸盐、表面活性剂等的助浸促渗效果均得到了研究，但也存在各种问题，如成本、杂质离子的引入、对环境的影响等。
5、针对黏土矿物水化膨胀的问题，寻找一种对环境影响较小的抑膨剂在工业上更易于实施。黏土矿物的抑膨剂机理有三种类型：(1)减少黏土矿物表面负电荷，抑制其膨胀；(2)与黏土矿物表面的羟基作用，形成亲水弱或晶面间连接紧密的基团；(3)通过离子交换，使膨胀性黏土矿物转为非膨胀性黏土矿物。但目前主要通过前两个途径达到抑制黏土矿物水化膨胀的目的。最初掺入石灰进行化学改性，但石灰的溶解性较差，且这种方法会污染地下水。钾盐有较好的抑制效果，因为钾离子的水化能低，且直径接近黏土的构造孔穴，易嵌入孔穴空间阻止水分子的进入。但钾盐通常价格较高。高分子有机物的抑膨效果也得到了证实。结合低品位矿石促渗的需求，寻找一种抑膨促渗效果好，价格便宜，来源广泛且不会引入杂质离子的抑膨促渗剂很有必要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有浸取剂的上述不足，利用有机物、盐离子与矿物颗粒间相互作用的特性，提出一种抑膨促渗浸取剂及其制备方法和应用。
2、本专利技术的一种抑膨促渗浸取剂，是由无机盐离子浸取剂a和有机抑膨促渗剂b组成的水溶液，利用该水溶液对风化壳淋积型稀土矿进行柱浸，所得浸出液中含有稀土元素。
3、所述无机浸取剂a为硫酸铵(ns)、氯化铵(nc)、硫酸镁(ms)、氯化镁(mc)和硝酸镁(mn)中的一种或多种组合；
4、所述有机促渗剂b为聚醚胺(pea)、聚氧乙烯二胺(peg)、聚异丁烯胺(piba)中的一种或多种组合。
5、进一步的，所述无机浸取剂a的质量分数为1～3wt％。
6、进一步的，所述有机抑膨剂b的质量分数为0.05％～1.00wt％。
7、一种抑膨促渗浸取剂的制备方法，按配比将所述无机盐离子浸取剂a和所述有机抑膨促渗剂b溶解混合于水中。
8、一种抑膨促渗浸取剂的应用，利用上述用于风化壳淋积型稀土矿的抑膨促渗浸取剂对风化壳淋积型稀土矿中的稀土进行柱浸模拟原地浸取。
9、本专利技术的用于风化壳淋积型稀土矿的抑膨促渗浸取剂中的无机盐离子浸取剂a可将吸附在黏土矿物上的稀土离子交换进入溶液，实现稀土的高效回收；有机抑膨促渗剂b的作用如下：(1)有机抑膨促渗剂b有良好的溶解性和附着性，可通过胺基在黏土矿物上形成大量的氢键从而吸附在其表面，聚醚结构的主链缠绕和联结形成一层薄膜，将黏土矿物从亲水性转变为疏水性，阻止水分子的进入，进而抑制黏土矿物的水化膨胀；(2)有机抑膨促渗剂b还能中和黏土矿物的负电荷，降低双电层间静电排斥作用，进而抑制黏土矿物的水化膨胀；(3)有机抑膨促渗剂b的聚醚结构的主链可将细小的颗粒团聚在一起，使黏土矿物颗粒粒径增大，加宽渗流通道，改善矿体渗透性；(4)有机抑膨促渗剂b属于阳离子表面活性剂，其加入可降低浸取剂的表面张力，促进浸取剂在矿体中的渗透，缩短浸取时间；(5)残留在矿体中的有机抑膨促渗剂b对环境影响较小，来源广且价格低廉，能实现风化壳淋积型稀土矿的绿色安全高效浸出。
10、本专利技术的复合抑膨促渗浸取剂，用于风化壳淋积型稀土矿中稀土的回收，不仅可以大大缩短稀土的浸取周期，还能抑制黏土矿物的膨胀、增强矿山的安全性；改善矿体的渗透性、强化稀土的浸出过程、减少浸取剂的消耗。
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1.一种抑膨促渗浸取剂，其特征在于：由无机盐离子浸取剂A和有机抑膨促渗剂B组成的水溶液；
2.如权利要求1所述的一种抑膨促渗浸取剂，其特征在于：浸取剂中所述无机盐离子浸取剂A的质量分数为1～3wt％。
3.如权利要求1所述的一种抑膨促渗浸取剂，其特征在于：浸取剂中所述有机抑膨促渗剂B的质量分数为0.05％～1.00wt％。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的一种抑膨促渗浸取剂的制备方法，其特征在于：按质量浓度配比将所述无机盐离子浸取剂A和所述有机抑膨促渗剂B溶解混合于水中。
5.一种如权利要求1-3任一项所述的一种抑膨促渗浸取剂的应用，其特征在于：利用上述用于风化壳淋积型稀土矿的抑膨促渗浸取剂对风化壳淋积型稀土矿中的稀土进行柱浸模拟原地浸出。
【技术特征摘要】
1.一种抑膨促渗浸取剂，其特征在于：由无机盐离子浸取剂a和有机抑膨促渗剂b组成的水溶液；
2.如权利要求1所述的一种抑膨促渗浸取剂，其特征在于：浸取剂中所述无机盐离子浸取剂a的质量分数为1～3wt％。
3.如权利要求1所述的一种抑膨促渗浸取剂，其特征在于：浸取剂中所述有机抑膨促渗剂b的质量分数为0.05％～1.00wt％。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志高，汤宇辰，邱洪涛，何正艳，吴明，瞿军，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：
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