一种离子吸附型稀土的原地浸取方法与流程

本发明涉及湿法冶金技术领域，特别涉及一种离子吸附型稀土的原地浸取方法。

背景技术：

我国蕴藏有丰富的稀土资源，离子吸附性稀土是一种以水合或羟基水合离子吸附于黏土表面的矿物，在我国南方分布广泛。

目前，离子吸附型稀土的提取主要采用的是原地浸取法。原地浸取是在原地通过硫酸铵、氯化铝等浸取剂进行浸取，利用浸取剂中阳离子与黏土表面的强结合力，将稀土离子解析到电解质溶液中，经过初步净化除杂，加入草酸或碳酸氢氨沉淀剂，干燥，煅烧后得到氧化稀土和碳酸稀土等精矿，再经过分离场的萃取分离，得到单一的稀土材料。在原地的稀土矿中，上层强风化稀土矿中的稀土离子较易提取，下层微风化稀土矿中的稀土离子较难提取。然而，在目前的原地浸取工艺中，通常都是针对强风化稀土层注入硫酸铵浸取液进行浸取，这种方法只能有效地浸出上层强风化矿物中的稀土离子，下层微风化矿物中的稀土离子浸出率低，从而造成了稀土资源和浸取液的浪费。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明目的在于提供一种离子吸附型稀土的原地浸取方法。本发明提供的浸取方法针对不同的稀土层采用不同的ph值浸取液，从而提高中等风化层和微风化层的稀土离子浸出量，减少资源浪费。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种离子吸附型稀土的原地浸取方法，包括以下步骤：

(1)将原地离子吸附型稀土按风化程度不同划分为强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层；

(2)分别提取所述强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层的部分稀土作为样本，采取浸取液对每一类稀土层的样本进行浸出试验，通过edta滴定法测定每一类稀土层的样本浸出率最高时对应的浸取液的ph值；

(3)根据所述步骤(2)测定的浸取液的ph值，调配每一类稀土层浸取所需ph值的浸取液，然后分别注入对应稀土层的浸取通道进行原地浸取。

优选地，所述步骤(2)和步骤(3)中的浸取液为硫酸铵浸取液或氯化铝浸取液。

优选地，所述浸取液的质量浓度为2～3％。

优选地，所述步骤(2)中浸出试验的时间为5～10min。

优选地，所述步骤(2)中强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层的样本浸出率最高时对应的浸取液的ph值分别为5～7、4～5、2～4。

优选地，所述步骤(3)中注入的速率为0.5～0.8ml/min。

本发明针对不同风化程度的稀土层采用不同的ph值浸取液，从而提高了中等风化层(较难交换稀土层)和微风化层(难交换稀土层)的稀土离子浸出量，对于不同品位的稀土矿，可以有效地提高稀土的浸取效率，减少了稀土矿物资源的浪费。

附图说明

图1是实施例1对离子吸附型稀土进行浸取的示意图；

图2是对比例1对离子吸附型稀土进行浸取的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种离子吸附型稀土的原地浸取方法，包括以下步骤：

(1)将原地离子吸附型稀土按风化程度不同划分为强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层；

(2)分别提取所述强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层的部分稀土作为样本，采用浸取液对每一类稀土层的样本进行浸出试验，通过edta滴定法测定每一类稀土层的样本浸出率最高时对应的浸取液的ph值；

(3)根据所述步骤(2)测定的浸取液的ph值，调配每一类稀土层浸取所需ph值的浸取液，然后分别注入对应稀土层的浸取通道进行原地浸取。

本发明将原地离子吸附型稀土按风化程度不同划分为强风化稀土层(易交换稀土层)、中等风化稀土层(较难交换稀土层)和微风化稀土层(难交换稀土层)。本发明对所述离子吸附型稀土没有特别的要求，本领域技术人员熟知的离子吸附性稀土均适用本发明。本发明对所述划分的具体实施方法没有特别的要求，采用本领域熟知的划分方法即可。在本发明具体实施例中，是根据矿层深度划分出不同风化程度的强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层。

划分出强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层后，本发明分别提取所述强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层的部分稀土作为样本，采用浸取液对每一类稀土层的样本进行浸出试验，通过edta滴定法测定每一类稀土层的样本浸出率最高时对应的浸取液的ph值。在本发明中，所述浸出试验优选为杯浸试验，即将所述样本置于反应器皿中，然后向其中加入浸取液，对所述样本进行浸取，得到浸出液。在本发明中，所述浸取液优选为硫酸铵浸取液或氯化铝浸取液；所述浸取液的质量浓度优选为2～3％。在本发明中，所述浸出试验的时间优选为5～10min。在本发明中，所述edta滴定法能够测定出经过浸出试验，各类稀土层样本浸出液中稀土离子的含量。在本发明中，所述每一类稀土层的样本浸出率最高时对应的浸取液的ph值的具体测定方法为：先用ph＝7的浸取液对所述样本进行浸出试验，然后采用ph值依次递减的浸取液分别对所述样本进行浸出试验，每一次浸出试验后，通过edta滴定法测定所得浸出液中稀土离子的含量，确定出浸出液中稀土离子含量最高时所对应的浸取液的ph值。在本发明中，所述不同ph值的浸取液优选通过加入硫酸调节得到；所述硫酸的质量浓度优选为10％。

在本发明中，所述强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层的样本浸出率最高时对应的浸取液的ph值分别优选为5～7、4～5、2～4。

浸出试验后，本发明根据浸出试验测定浸取液的ph值，调配每一类稀土层浸取所需ph值的浸取液，然后分别注入对应稀土层的浸取通道进行原地浸取。本发明以浸出试验确定的ph值作为相应稀土层原地浸取所需浸取液的ph值。在本发明中，所述原地浸取时采用的浸取液种类与杯浸试验采用的浸取液种类保持一致。调配好每一类稀土层浸取所需ph值的浸取液后，本发明将所述浸取液分别注入对应稀土层的浸取通道进行原地浸取；所述浸取通道优选为管道；所述注入的速率优选为0.5～0.8ml/min。

本发明优选通过布置集液池来收集各稀土层原地浸取的浸出母液。

本发明针对不同风化程度的稀土层采用不同的ph值浸取液，从而提高了中等风化层和微风化层的稀土离子浸出量，对于不同品位的稀土矿，可以有效地提高稀土的浸取效率，减少了稀土矿物资源的浪费。

下面结合实施例对本发明提供的离子吸附型稀土的原地浸取方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

稀土采自江西某离子吸附型稀土矿，稀土平均品位为0.11％，对采集的稀土进行室内模拟试验，采用离子吸附型稀土的原地浸取方法对其稀土离子进行提取，包括如下步骤：

(1)将原地稀土按风化程度不同划分为强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层：

具体地，通过工程地质勘察中常用的观察法和锤击法将人为堆置的稀土浸堆从上往下划分为三层，如图1所示，0～0.3m为强风化稀土层(易交换稀土层)，0.3～0.6m为中等风化稀土层(较难交换稀土层)，0.6～0.9m为微风化稀土层(难交换稀土层)。

(2)提取每一层的部分稀土作为样本，对每一层的稀土样本进行杯浸试验，通过edta滴定法测定不同层稀土样本浸出率最高时对应的浸取剂ph值：

具体地，从强风化稀土层、中等风化稀土层和微风化稀土层各提取200g稀土作为实验样本开展杯浸试验；对强风化层的稀土样本，首先采用ph＝7的硫酸铵溶液进行浸取，硫酸铵溶液的质量浓度为2％，浸取5min测定浸出液中稀土离子的含量；而后调节浸取剂的ph值，采用ph＝6的硫酸铵溶液进行浸取，测定浸出液中稀土离子的含量；依次递减浸取剂的ph值开展杯浸试验，直至测定出浸出液中稀土离子含量最高时对应的浸取剂ph值，为ph＝6，即强风化稀土层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝6的浸取液。对中等风化层和微风化层稀土样本开展上述相同流程的杯浸试验，测定出中等风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝4的浸取液，微风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝3的浸取液。

(3)调配不同层稀土浸出率最高时所需的ph值浸取液，分别注入各层的浸取通道进行浸取：

具体地，在常规的硫酸铵浸取液中加入适量硫酸调节浸取液的ph值，分别调配出ph＝6、ph＝4和ph＝3的浸取液；将ph＝6的浸取液经管道注入强风化稀土层中进行稀土离子浸取，将ph＝4的浸取液注入中等风化稀土层进行稀土离子浸取，将ph＝3的浸取液注入微风化稀土层进行稀土离子浸取，如图1所示，各层的注入速率为0.5ml/min。布置集液池，收集浸出母液，测得稀土离子的总浸出率为87.63％。

对比例1

在与实施例1相同的室内模拟试验稀土浸堆中只注入ph＝6的硫酸铵浸取液，如图2所示，最终测得稀土离子的总浸出率为65.28％。

实施例2

室内模拟实验采用江西某离子吸附型稀土矿，稀土平均品位为0.17％，浸取液选用质量浓度为2％的硫酸铵溶液，对采取的稀土按照实施例1的实验步骤进行原地浸取，测定的强风化稀土层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝7的浸取液，中等风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝4的浸取液，微风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝3的浸取液。

在硫酸铵浸取液中加入适量硫酸调节浸取液的ph值，分别调配出ph＝7、ph＝4和ph＝3的浸取液；将ph＝7的浸取液经管道注入强风化稀土层中进行稀土离子浸取，将ph＝4的浸取液注入中等风化稀土层进行稀土离子浸取，将ph＝3的浸取液注入微风化稀土层进行稀土离子浸取，各层的注入速率为0.5ml/min。布置集液池，收集浸出母液，测得稀土离子总浸出率为90.67％。

对比例2

在与实施例2相同的室内模拟试验稀土浸堆中只注入ph＝6的硫酸铵浸取液，最终测得稀土离子的总浸出率为65.63％。

实施例3

室内模拟实验采用江西某离子吸附型稀土矿，稀土平均品位为0.05％，浸取液选用质量浓度为2％的硫酸铵溶液，对采取的稀土按照实施例1的实验步骤进行原地浸取，测定的强风化稀土层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝6的浸取液，中等风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝5的浸取液，微风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝2的浸取液。

在硫酸铵浸取液中加入适量硫酸调节浸取液的ph值，分别调配出ph＝6、ph＝5和ph＝2的浸取液；将ph＝6的浸取液经管道注入强风化稀土层中进行稀土离子浸取，将ph＝5的浸取液注入中等风化稀土层进行稀土离子浸取，将ph＝2的浸取液注入微风化稀土层进行稀土离子浸取，各层的注入速率为0.5ml/min。布置集液池，收集浸出母液，测得稀土离子总浸出率为83.31％。

对比例3

在与实施例3相同的室内模拟试验稀土浸堆中只注入ph＝6的硫酸铵浸取液，最终测得稀土离子的总浸出率为57.21％。

通过对比实施例1～3和对比例1～3实验结果可知，采用本发明提供的离子吸附型稀土的原地浸取方法后，对于不同品位的稀土矿，可以明显地提高稀土的浸取效率。

实施例4

室内模拟实验采用与实施例1相同的稀土矿(稀土平均品位为0.11％)，浸取液选用氯化铝溶液，氯化铝溶液的质量浓度为2％，对采取的稀土按照实施例1的实验步骤进行原地浸取，测定的强风化稀土层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝6的浸取液，中等风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝4的浸取液，微风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝3的浸取液。

在氯化铝浸取液中加入适量硫酸调节浸取液的ph值，分别调配出ph＝6、ph＝4和ph＝3的浸取液；将ph＝6的浸取液经管道注入强风化稀土层中进行稀土离子浸取，将ph＝4的浸取液注入中等风化稀土层进行稀土离子浸取，将ph＝3的浸取液注入微风化稀土层进行稀土离子浸取，各层的注入速率为0.5ml/min。布置集液池，收集浸出母液，测得稀土离子总浸出率为93.32％。

对比例4

在与实施例4相同的室内模拟试验稀土浸堆中只注入ph＝6的氯化铝浸取液，最终测得稀土离子的总浸出率为69.53％。

实施例5

室内模拟实验采用与实施例2相同的稀土矿(稀土平均品位为0.17％)，浸取液选用质量浓度为2％的氯化铝溶液，对采取的稀土按照实施例1的实验步骤进行原地浸取，测定的强风化稀土层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝6的浸取液，中等风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝4的浸取液，微风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝3的浸取液。

在氯化铝浸取液中加入适量硫酸调节浸取液的ph值，分别调配出ph＝6、ph＝4和ph＝3的浸取液；将ph＝6的浸取液经管道注入强风化稀土层中进行稀土离子浸取，将ph＝4的浸取液注入中等风化稀土层进行稀土离子浸取，将ph＝3的浸取液注入微风化稀土层进行稀土离子浸取，各层的注入速率为0.5ml/min。布置集液池，收集浸出母液，测得稀土离子总浸出率为91.15％。

对比例5

在与实施例5相同的室内模拟试验稀土浸堆中只注入ph＝6的氯化铝浸取液，最终测得稀土离子的总浸出率为66.17％。

实施例6

室内模拟实验采用与实施例3相同的稀土矿(稀土平均品位为0.05％)，浸取液选用质量浓度为2％的氯化铝溶液，对采取的稀土按照实施例1的实验步骤进行原地浸取，测定的强风化稀土层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝6的浸取液，中等风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝5的浸取液，微风化层稀土离子浸出率最高时需要采用ph＝2的浸取液。

在氯化铝浸取液中加入适量硫酸调节浸取液的ph值，分别调配出ph＝6、ph＝5和ph＝2的浸取液；将ph＝6的浸取液经管道注入强风化稀土层中进行稀土离子浸取，将ph＝5的浸取液注入中等风化稀土层进行稀土离子浸取，将ph＝2的浸取液注入微风化稀土层进行稀土离子浸取，各层的注入速率为0.5ml/min。布置集液池，收集浸出母液，测得稀土离子总浸出率为85.48％。

对比例6

在与实施例6相同的室内模拟试验稀土浸堆中只注入ph＝6的氯化铝浸取液，最终测得稀土离子的总浸出率为62.13％。

通过对比实施例4～6和对比例4～6实验结果可知，采用本发明提供的离子吸附型稀土的原地浸取方法后，采用不同的稀土浸取液，同样可以提高稀土的浸取效率，节约稀土资源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。