离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法与流程

本申请涉及废水处理领域，尤其涉及一种离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法。

背景技术：

1、离子型稀土矿原地浸矿场采用铵盐或镁盐浸矿剂，当收集母液中稀土含量小于100mg/l时（称为尾液），稀土浓度低时采用化学沉淀回收成本显著增加，受稀土价格的影响，稀土矿山一般停止浸出尾液收集，导致浸出尾液未回收而造成稀土的损失，矿山原地浸矿场稀土回收率低。为提高碳酸稀土产品的品位，化学沉淀回收稀土前需要进行除铝（杂），除铝产生的除铝沉淀物采用堆存处置，未进行利用，除铝沉淀物主要为氢氧化铝，为酸性，堆存处置易引起周边水体、土壤酸化。

2、离子型稀土矿铵盐原地浸矿工艺每生产1t稀土需加入6~12t硫酸铵，导致浸矿场积留大量硫酸铵，是浸矿后水土氨氮污染的源头；镁铵盐原地浸矿工艺每生产1t稀土需加入8~15t硫酸镁，导致浸矿场积留大量硫酸镁，是浸矿后水土环境盐污染的源头，残留硫酸镁不能自然降解，释放易造成水体含盐量增加、土壤盐化。

3、浸矿结束后原地浸矿场积留有大量的浸矿剂硫酸铵或硫酸镁，强制淋洗是降低积留浸矿剂的有效措施，伴随淋洗必然产生大量的淋洗尾水需要处理。淋洗尾水具有水质复杂、变化大。铵盐工艺初期淋洗尾水氨氮浓度约1200mg/l，so42-浓度约3500mg/l；后期淋洗尾水nh4+浓度约100mg/l，so42-浓度约450mg/l。镁盐浸矿工艺初期淋洗尾水mg2+浓度约1000mg/l，so42-浓度约4500mg/l；后期淋洗尾水mg2+浓度约120mg/l，so42-浓度约750mg/l。淋洗尾水中含有浸矿剂离子，具有利用价值。

4、铵盐浸矿工艺淋洗尾水中氨氮和硫酸盐处理多是以氨氮和硫酸盐污染物去除为目的选择生物法处理，未回收淋洗尾水中的硫酸铵，因氨氮废水碳/氮比低，需要加入碳源，增加废水中cod，增加处理成本，造成二次污染。镁盐浸矿工艺淋洗尾水中镁和硫酸盐处理多是以硫酸盐污染物去除为目的，选择化学法处理，采用钙矾石法，不仅未回收淋洗尾水中硫酸镁，还因为化学处理产生大量的污泥，增加处理成本，易造成二次污染。

5、浸矿场因矿土微细颗粒被浸矿液带走导致矿土孔隙增大增多，矿山封场时采用注液孔施工弃土进行简单回填，注液孔周边土体孔隙较大，降雨随注液孔渗入量较大，而浸矿场积留的浸矿剂与浸矿过程浸出的离子（如铝、镁、钙等）部分以弱吸附和游离态存在，在雨水淋溶情况下极易进入周边水土环境，导致土壤酸化、盐化、水体含盐量增加，造成水土环境污染。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，以解决上述问题。

2、为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

3、一种离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，包括：

4、收集离子型稀土矿原地浸矿场的浸出母液和浸出尾液；

5、将所述浸出母液和所述浸出尾液各自独立的调节ph至4.8-5.2，所述浸出母液反应后固液分离得到第一除铝沉淀物和除铝母液，所述浸出尾液反应后固液分离得到第二除铝沉淀物和除铝尾液；

6、将所述除铝尾液使用纳滤膜浓缩得到浓缩液和产水，将所述除铝母液和所述浓缩液调节ph至6.5-7.5，沉淀得到碳酸稀土产品和上清液，所述产水和所述上清液加入浸矿剂作为浸矿液使用；

7、所述浸出尾液收集结束后对所述离子型稀土矿原地浸矿场进行淋洗，收集淋洗尾水；将所述淋洗尾水调节ph至4.8-5.2，所述淋洗尾水反应后固液分离得到第三除铝沉淀物和除铝尾水，所述除铝尾水使用反渗透膜处理得到浓水和淡水，所述浓水作为浸矿液使用，所述淡水作为淋洗液使用；

8、所述淋洗结束后，将所述第一除铝沉淀物、所述第二除铝沉淀物和所述第三除铝沉淀物用硫酸溶解得到硫酸铝溶液，将所述硫酸铝溶液和碱性溶液通过注液孔交替回注所述浸矿场，直至渗出液ph不小于6；

9、开挖所述注液孔的弃土回填所述注液孔，密实度与坡度与周围环境一致；所述注液孔及周边裸露地采取撒播草籽、栽植苗木，恢复植被。

10、优选地，所述浸出母液为原地浸矿场浸出液中稀土离子浓度不小于100mg/l浸出液。

11、优选地，所述浸出尾液为原地浸矿场浸出液中稀土离子浓度为大于等于20mg/l、小于100 mg/l的浸出液。

12、优选地，调节ph所用的调整剂根据浸矿剂种类选择。

13、优选地，浸矿剂为硫酸铵时，调整剂使用碳酸氢铵；浸矿剂为硫酸镁时，调整剂使用碳酸氢钠或碳酸钠。

14、优选地，所述纳滤膜和所述反渗透膜的材质选自醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、聚乙烯醇、三醋酯纤维和聚酰胺中的一种或多种。

15、优选地，所述碱性溶液的溶质包括碱性氢氧化物、碳酸氢盐和碳酸盐中的一种或多种。

16、优选地，所述碱性溶液的溶质包括氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。

17、优选地，所述硫酸铝溶液的ph为4.0-4.2。

18、优选地，采用收液系统收集所述浸出母液、所述浸出尾液和所述淋洗尾水；

19、所述收液系统包括导流孔、收液巷和集液沟。

20、与现有技术相比，本申请的提供的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，有益效果包括：

21、1.浸出尾液中低浓度稀土通过纳滤膜浓缩和化学沉淀回收，可实现浸出尾液中低浓度稀土稀土（20mg/l≦re＜100mg/l）的回收，提高矿山稀土回收利用率，实现浸矿场稀土资源最大化利用；

22、2.浸矿结束及时淋洗，减少了浸矿场的浸矿剂积留量，降低积留浸矿剂释放对水土污染风险；

23、3.淋洗尾水通过反渗透膜处理，实现了淋洗尾水中浸矿剂的回收利用，浓水浸矿用、淡水淋洗用，实现尾水利用；

24、4.封孔前回注的硫酸铝溶液为除铝产生的除铝沉淀物（氢氧化铝）的硫酸溶解液，实现了除铝沉淀物的资源化利用；

25、5.交替回注的硫酸铝溶液和碱性溶液，可以充填浸矿场矿土孔隙，降低浸矿场的渗透性，减少降雨入渗量，控制封场后渗水量；

26、6.封孔前注入碱性液，直至渗出液ph不小于6，可有效控制浸矿场的酸化与盐化污染问题。

技术特征：

1.一种离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，所述浸出母液为原地浸矿场浸出液中稀土离子浓度不小于100mg/l浸出液。

3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，所述浸出尾液为原地浸矿场浸出液中稀土离子浓度为大于等于20mg/l、小于100 mg/l的浸出液。

4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，调节ph所用的调整剂根据浸矿剂种类选择。

5.根据权利要求4所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，浸矿剂为硫酸铵时，调整剂使用碳酸氢铵；浸矿剂为硫酸镁时，调整剂使用碳酸氢钠或碳酸钠。

6.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，所述纳滤膜和所述反渗透膜的材质选自醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、聚乙烯醇、三醋酯纤维和聚酰胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，所述碱性溶液的溶质包括碱性氢氧化物、碳酸氢盐和碳酸盐中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，所述碱性溶液的溶质包括氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，所述硫酸铝溶液的ph为4.0-4.2。

10.根据权利要求1-9任一项所述的离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，其特征在于，采用收液系统收集所述浸出母液、所述浸出尾液和所述淋洗尾水；

技术总结
本申请提供一种离子型稀土矿原地浸矿浸淋封一体化绿色开采方法，涉及废水处理领域。该方法包括：将浸出母液和浸出尾液调节pH至4.8‑5.2，分别得到除铝沉淀物、除铝母液和除铝尾液；将除铝尾液浓缩得浓缩液和产水，将除铝母液和浓缩液调节pH至6.5‑7.5，沉淀得碳酸稀土产品和上清液；将淋洗尾水调节pH至4.8‑5.2，得除铝沉淀物和除铝尾水，除铝尾水处理得到浓水和淡水；将除铝沉淀物用硫酸溶解得到硫酸铝溶液，然后与碱性溶液交替回注浸矿场；开挖注液孔的弃土回填注液孔；注液孔及周边裸露地恢复植被。该方法解决了浸出母液与尾液稀土分质回收、淋洗尾水利用、除铝沉淀物利用，降低水土环境污染风险，实现绿色低碳开采。

技术研发人员：祝怡斌,刘子齐,陈斌,鞠丽萍,陈玉福,周士捷,陈谦
受保护的技术使用者：矿冶科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15