一種離子型稀土礦的浸礦方法與系統(tǒng)技術(shù)方案

一種離子型稀土礦的浸礦方法，其特征在于，以無氨電解質(zhì)作為浸礦劑，對(duì)礦物進(jìn)行滲濾浸出，使浸礦劑中的陽離子與被吸附在載體礦物表面上的“離子相”稀土發(fā)生交換，形成可溶性的稀土化合物而進(jìn)入到溶液中。將離子型稀土礦裝入浸礦交換柱中，按浸礦劑(升)/礦石(公斤)=0.6～0.8的比例加入濃度為2～5%的無氨浸礦劑;待礦面露出后，再按頂水(升)/礦石(公斤)=0.2左右的比例加入頂水；浸礦交換柱中殘留的溶液基本流盡，即終止浸礦作業(yè)。本發(fā)明專利技術(shù)浸礦效率高、可避免氨氮對(duì)環(huán)境的污染。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種離子型稀土礦的浸礦方法與系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種離子型稀土礦的浸礦方法與系統(tǒng)，特別是涉及一種離子型稀土礦在無氨浸礦劑、復(fù)合型浸礦劑條件下的浸礦方法與系統(tǒng)，屬于濕法冶金領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
目前，常用的離子型稀土礦浸礦劑為硫酸銨，具有價(jià)格便宜、稀土浸出率高的特點(diǎn)，但是，此種浸礦劑含有NH4+,使用此種浸礦劑對(duì)離子型稀土礦進(jìn)行浸礦，會(huì)產(chǎn)生大量氨氮廢水，造成水體污染。以年產(chǎn)稀土 3000噸(以REO稀土氧化物計(jì))，用硫酸銨浸礦廢水處理量約180萬噸/年，氨氮排放量約6000噸/年，氨氮廢水處理成本約25元/噸，年處理廢水成本約4500萬元，污染治理成本很高，且治理效果并不理想。目前，還沒有特效方法使氨氮廢水達(dá)標(biāo)排放。在本
，采用硫酸銨作為離子型稀土礦浸礦劑早已經(jīng)成為固定的選擇，從來沒有想到如何去克服這種偏見，思考是否可以采用其他浸礦劑。在本
，曾經(jīng)嘗試過的浸礦劑還有NaCl，然而，其缺點(diǎn)是:所需NaCl濃度高，浸礦周期長(zhǎng)，單耗大，浸出液中非稀土雜質(zhì)含量較高，產(chǎn)品質(zhì)量差，且尾渣含大量Na+，造成土壤鹽堿化，破壞環(huán)境，早已經(jīng)被淘汰。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的是提供一種離子型稀土礦的浸礦方法與系統(tǒng)，其浸礦效率高、可避免氨氮對(duì)環(huán)境的污染。為此，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種離子型稀土礦的浸礦方法，其特征在于，以無氨電解質(zhì)作為浸礦劑，對(duì)礦物進(jìn)行滲濾浸出，使浸礦劑中的陽離子與被吸附在載體礦物表面上的“離子相”稀土發(fā)生交換，形成可溶性的稀土化合物而進(jìn)入到溶液中。優(yōu)選地，將離子型稀土礦裝入浸礦交換柱中，料層厚度小于浸礦交換柱內(nèi)深度的85% (優(yōu)選小于75%，甚至小于60%)，按浸礦劑(升)/礦石(公斤)=0.55 -0.85(優(yōu)選0.6~0.8)的比例至少一次(優(yōu)選I次，如果多次，濃度不變)加入濃度為I~6% (優(yōu)選2~5%)的無氨浸礦劑；待礦面露出后，再按頂水(升)/礦石(公斤)=0.15~0.25(優(yōu)選0.2)的比例至少一次加入頂水(優(yōu)選I次，如果多次，加水量不變)；浸礦交換柱中殘留的溶液基本流盡，即終止浸礦作業(yè)。優(yōu)選地，浸礦交換柱的直徑與高度的比例為1:0.5-1:10。優(yōu)選地，進(jìn)一步包括通過化驗(yàn)浸出液的稀土濃度計(jì)算出離子相稀土浸出率。優(yōu)選地，所述離子型稀土礦中的稀土，其不以“礦物相”存在，而是以“離子相”形態(tài)存在；在所述離子型稀土礦中，80~95%(例如約90%)的稀土以陽離子狀態(tài)吸附在礦物載體上(例如，吸附于粘土礦物表面)；和/或，所述離子型稀土礦可與電解質(zhì)溶液中陽離子發(fā)生交換反應(yīng)。優(yōu)選地，浸礦反應(yīng)如下:[Al2Si2O5 (OH) 4]m.nRE+3nMe+= [Al2Si2O5 (OH) 4]m.3nMe+nRE3+其中，Al2Si2O5 (OH)4代表高嶺土 ；m代表不定數(shù)；n代表不定數(shù)；RE代表稀土離子；Me代表強(qiáng)電解質(zhì)陽離子。根據(jù)本專利技術(shù)的另外一個(gè)方面，提供了一種離子型稀土礦的浸礦系統(tǒng)，其特征在于，包括浸礦交換柱，其具有位于上部的離子型稀土礦的裝料裝置、頂水注入裝置和無氨浸礦劑注入裝置、以及位于下部的浸出液輸出裝置和尾礦輸出裝置，所述浸出液輸出裝置的設(shè)置高度不高于所述尾礦輸出裝置的設(shè)置高度。優(yōu)選地，還設(shè)有料層厚度監(jiān)測(cè)裝置、浸礦劑與礦石比例控制裝置、無氨浸礦劑濃度控制裝置、頂水與礦石比例控制裝置、礦面露出監(jiān)測(cè)與加入頂水控制裝置、和/或浸礦交換柱中殘留溶液監(jiān)測(cè)裝置。優(yōu)選地，還設(shè)有料層厚度閾值報(bào)警裝置、礦面露出報(bào)警裝置、和/或浸礦交換柱中殘留溶液流盡報(bào)警裝置。本專利技術(shù)浸礦效果好、稀土浸出率高、浸礦周期短、浸出液中雜質(zhì)元素Fe、Al、S1、Ca含量低。本專利技術(shù)適用于離子型稀土礦礦山開采。本專利技術(shù)采用復(fù)合型無氨浸礦劑浸礦，浸礦效果與硫酸銨相當(dāng)，且浸礦周期短、浸出液雜質(zhì)元素含量低，保護(hù)水體不受氨氮污染。本專利技術(shù)不僅可使離子型稀土礦浸礦效果與硫酸銨相當(dāng)，且從源頭上避免帶入NH4+離子，實(shí)現(xiàn)離子型稀土礦山綠色開采。【附圖說明】圖1為根據(jù)本專利技術(shù)的離子型稀土礦浸礦方法的流程示意圖。圖2為根據(jù)本專利技術(shù)的離子型稀土礦浸礦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。具體實(shí)施例離子型稀土礦不是以“礦物相”存在的礦物，而是以一種“離子相”形態(tài)存在的礦物，亦即稀土礦物中約90%的稀土是以陽離子狀態(tài)吸附在某些礦物載體上(吸附于粘土礦物表面)，可與電解質(zhì)溶液中陽離子發(fā)生交換反應(yīng)，只要以某種電解質(zhì)作為浸礦劑，對(duì)礦物進(jìn)行滲濾浸出，則浸礦劑中的陽離子將同被吸附在載體礦物表面的“離子相”稀土發(fā)生交換，形成可溶性的稀土化合物而進(jìn)入到溶液中。浸礦反應(yīng)如下:[Al2Si2O5 (OH) 4]m.nRE+3nMe+= [Al2Si2O5 (OH) 4]m.3nMe+nRE3+其中，Al2Si2O5 (OH)4代表高嶺土 ；m代表不定數(shù)；n代表不定數(shù)；RE代表稀土離子；Me代表強(qiáng)電解質(zhì)陽離子。根據(jù)本專利技術(shù)，將離子型稀土礦試料均勻裝入Φ 150 X 2000mm有機(jī)玻璃交換柱中，料層厚度150cm (在另外一個(gè)實(shí)施例中為120cm)，按浸礦劑(升)/礦石(公斤)為0.6~0.8左右加入一定濃度(2%~5%)的無氨浸礦劑，待礦面露出后，再按頂水(升)/礦石(公斤)為0.2左右加入頂水。浸礦柱中殘留的溶液基本流盡即終止浸礦作業(yè)。根據(jù)本專利技術(shù)，化驗(yàn)浸出液的稀土濃度，可計(jì)算出離子相稀土浸出率。如圖1-2所示，根據(jù)本專利技術(shù)的離子 型稀土礦的浸礦系統(tǒng)包括浸礦交換柱1，其具有位于上部的離子型稀土礦的裝料裝置2、頂水注入裝置10和無氨浸礦劑注入裝置3、以及位于下部的浸出液輸出裝置5和尾礦輸出裝置4，所述浸出液輸出裝置5的設(shè)置高度不高于所述尾礦輸出裝置4的設(shè)置高度。優(yōu)選地，還設(shè)有料層厚度監(jiān)測(cè)裝置7、浸礦劑與礦石比例控制裝置8、無氨浸礦劑濃度控制裝置9、頂水與礦石比例控制裝置11、礦面露出監(jiān)測(cè)與加入頂水控制裝置、和/或浸礦交換柱中殘留溶液監(jiān)測(cè)裝置。優(yōu)選地，還設(shè)有料層厚度閾值報(bào)警裝置、礦面露出報(bào)警裝置、和/或浸礦交換柱中殘留溶液流盡報(bào)警裝置。實(shí)例I:取離子型稀土原礦-1，離子相稀土 0.097%，水分10.86%，采用2%硫酸銨進(jìn)行浸礦，稀土浸出率為95.05%,穿透時(shí)間6h，浸礦周期為58h，浸出液RE01.26g/L，F(xiàn)e < 0.0Olg/L，A10.022g/L, Si0.015g/L, Ca0.280g/L, ρΗ4.5 ;采用本專利技術(shù) 2% 浸礦劑，稀土浸出率為95.15%，穿透時(shí)間 7.5h，浸礦周期為 60h，浸出液 RE00.94g/L，F(xiàn)e < 0.001g/L，A10.019g/L，Si0.009g/L, Ca0.240g/L, pH4.5。實(shí)例2:取離子型稀土原礦-1，離子相稀土 0.097%，水分10.86%，采用2%硫酸銨進(jìn)行浸礦，稀土浸出率為95.05%,穿透時(shí)間6h，浸礦周期為58h，浸出液RE01.26g/L，F(xiàn)e < 0.0Olg/L，A10.022g/L, Si0.015g/L, Ca0.280g/L, ρΗ4.5 ;采用本專利技術(shù) 5% 浸礦劑，稀土浸出率為95.25%，穿透時(shí)間 6h，浸礦周期為 48h，浸出液 RE01.25g/L，F(xiàn)e < 0.001g/L, A10.025g/L,Si0.01lg/L, Ca0.32本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種離子型稀土礦的浸礦方法，其特征在于，以NaCl以外的無氨電解質(zhì)作為浸礦劑，對(duì)礦物進(jìn)行滲濾浸出，使浸礦劑中的陽離子與被吸附在載體礦物表面上的“離子相”稀土發(fā)生交換，形成可溶性的稀土化合物而進(jìn)入到溶液中。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種離子型稀土礦的浸礦方法，其特征在于，以NaCl以外的無氨電解質(zhì)作為浸礦劑，對(duì)礦物進(jìn)行滲濾浸出，使浸礦劑中的陽離子與被吸附在載體礦物表面上的“離子相”稀土發(fā)生交換，形成可溶性的稀土化合物而進(jìn)入到溶液中。2.如權(quán)利要求1所述的浸礦方法，其特征在于，將離子型稀土礦裝入浸礦交換柱中，料層厚度小于浸礦交換柱內(nèi)深度的85%(優(yōu)選小于75%,更優(yōu)選小于60%),按浸礦劑(升)/礦石(公斤)=0.55~0.85 (優(yōu)選0.6~0.8)的比例至少一次(優(yōu)選I次，如果多次，濃度不變)加入濃度為I~6%(優(yōu)選2~5%)的無氨浸礦劑；待礦面露出后，再按頂水(升)/礦石(公斤)=0.15~0.25 (優(yōu)選0.2)的比例至少一次加入頂水(優(yōu)選I次，如果多次，加水量不變)；浸礦交換柱中殘留的溶液基本流盡，即終止浸礦作業(yè)。3.如權(quán)利要求1所述的浸礦方法，其特征在于，浸礦交換柱的直徑與高度的比例為1:0.5-1:10。4.如權(quán)利要求1所述的浸礦方法，其特征在于，進(jìn)一步包括通過化驗(yàn)浸出液的稀土濃度計(jì)算出離子相稀土浸出率。5.如權(quán)利要求1所述的浸礦方法，其特征在于，所述離子型稀土礦中的稀土，其不以“礦物相”存在，而是以“離子相”形態(tài)存在；在所述離子型稀土礦中，80~95%(例如約90%)的稀土以陽離子狀態(tài)吸附...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳冬英，楊新華，歐陽紅，賴蘭萍，周潔英，伍鶯，周愛國，彭少華，陳后興，溫祥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：贛州有色冶金研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：