一种离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法与流程

本申请涉及稀土开采领域，尤其涉及一种离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法。

背景技术：

1、离子型稀土矿是由稀土原岩在物理、化学及生物作用下产生风化作用，原岩中的稀土矿物与稀土副矿物风化分解，形成水合或羟基水合稀土离子，稀土离子不断迁移并富集地吸附在黏土矿物上，形成了风化壳淋积型稀土矿。离子型稀土矿具有品位低、埋藏浅、分布散等特点。

2、离子型稀土矿中稀土相态包括水溶相稀土、胶态沉积相稀土、矿物相稀土和离子相稀土。水溶相稀土是指由于自然风化等原因，形成水合或羟基水合稀土离子随着淋滤水迁移，在稀土离子迁移过程中未被吸附的游离态稀土；胶态沉积相稀土是指稀土矿物中的稀土元素以水不溶性的氧化物或氢氧化物胶体沉积在矿物上或与某种氧化物化合形成新的化合物；矿物相稀土是指稀土以离子化合物形式参与形成矿物晶格，构成矿物晶体的一部分，或者以类质同晶置换形式分散于原岩中，分为独立矿物相和类质同象，独立矿物相是指稀土元素以离子化合物形式参与矿物晶格，呈配位多面体形式，构成矿物晶体的一部分，在矿物晶格中，稀土元素一般呈三价状态，也有二价态的钐、镱和铕，四价态的铈和铽，大部分稀土矿物是以含氧酸盐的形式存在，也有少数以氧化物形式存在；类质同象矿物是指作为矿物的杂质元素，以类质同晶置换钙、锶、钡等元素分散于原岩和稀有金属矿物中，这类矿物称之为含有稀土元素的矿物；离子相稀土是指以水合或羟基水合阳离子状态吸附在黏土矿物上的稀土矿物。

3、水溶相稀土含量很低，回收意义不大；胶态相稀土在离子型稀土矿用一般的物理选矿方法无法富集，也不能用离子交换的方法提取，而必须用化学的方法进行提取；矿物相赋存状态的稀土的结合能较高，提取难度大且经济效益低，目前并未对其进行回收；离子相稀土采用普通的物理选矿方法—浮选、重选、磁选等无法进行回收利用，需要采用离子交换浸出的方法进行回收利用。因此，目前离子型稀土矿采用铵盐浸出或镁盐浸出均是针对离子相稀土进行的回收。

4、由于离子型稀土矿占比最高的为离子相稀土（60%~90%），其次为矿物相稀土（5%~20%），再次为胶态沉积相稀土（3%~15%），水溶相稀土很低，采用铵盐浸出或镁盐浸出，仅考虑离子相稀土的浸出，而未考虑胶态沉积相稀土和矿物相稀土溶出。目前离子相稀土回收率受浸出效率、地质条件、注收液工程等影响，一般为母液回收率80%左右，稀土总回收率更低，一般为50%~75%。如何提高稀土总回收率是离子型稀土矿山迫切需要解决的难点问题之一。

5、现有原地浸矿仅考虑稀土回收，当浸出母液中稀土低于回收利用要求时，停止母液收集，进行封场处理。而原地浸矿采用浸矿剂为硫酸铵或硫酸镁，加入的浸矿浸过量，导致浸矿结束后浸矿场积留大量的浸矿剂，硫酸盐、铵、镁过高必然引起地下水和地表水污染，土壤盐化和酸化问题，如何解决浸矿后积留浸矿剂污染问题也是离子型稀土矿山迫切需要解决的难点问题之一。

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山原地浸出-复浸的高效开采方法，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、一种离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，包括：

4、浸矿期：用浸矿剂配制浸矿液，所述浸矿液通过注液孔注入原地浸矿场，交换浸出稀土，通过收液系统收集母液，所述母液除杂沉淀得到除杂沉淀物、碳酸稀土产品和上清液，上清液作浸矿液循环浸出；

5、转化期：所述浸矿期结束后，通过所述注液孔滴注转化剂，通过所述收液系统收集转化液，所述转化液循环滴注，将非离子相稀土转化为离子相稀土，直至转化出液中稀土浓度达到利用水平；所述转化剂为能与稀土形成配合物的有机物或无机物；

6、复浸期：所述转化期结束后，用浸矿剂配制浸矿液对浸矿场重复浸出，工艺同所述浸矿期；

7、淋洗期：所述复浸期结束后，用清水通过所述注液孔注入原地浸矿场，对浸矿场残留浸矿剂进行淋洗，通过所述收液系统收集淋洗尾水，所述淋洗尾水处理后的出水作淋洗用水循环淋洗；

8、封场期：所述淋洗期结束后，通过注液孔滴注稳定剂，弃土回填注液孔，平整地表至浸矿前状态，撒播草籽，恢复植被。

9、优选地，所述浸矿剂包括硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠中的一种或多种。

10、优选地，所述浸矿液的ph为4.8-5.0。

11、优选地，所述浸矿期的时间为3-9个月。

12、优选地，所述转化剂包括柠檬酸钠、柠檬酸、柠檬酸铵、酒石酸、硫酸钠中的一种或多种。

13、优选地，所述转化剂配置得到的溶液的ph为3.6-4.0。

14、优选地，所述转化期的时间为6-24个月。

15、优选地，所述淋洗期的时间为3-9个月；淋洗终点为淋洗尾水中特征污染物浓度达到相关排放限值要求。

16、优选地，所述稳定剂包括石灰水、氧化镁浆液、氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或多种。

17、优选地，滴注所述稳定剂的终点为渗出液的ph为7.0-8.0。

18、与现有技术相比，本申请的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法的有益效果包括：

19、（1）增加转化期，实现非离子相稀土向离子相稀土转化，提高稀土总浸出率。

20、（2）增加复浸期，可以回收非离子相稀土转化的离子相稀土，从而提高稀土的总回收率，实现稀土的高效回收。

21、（3）增加淋洗期，可有效降低浸矿场内浸矿剂残留量，降低浸矿场封场后残留浸矿剂对周边水土环境污染风险。

22、（4）增加封场前滴注稳定剂，可以降低封场后水土环境污染风险。

23、本申请提供的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，在原地浸矿场稀土溶浸回收和污染治理领域具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述浸矿剂包括硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述浸矿液的ph为4.8-5.0。

4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述浸矿期的时间为3-9个月。

5.根据权利要求1所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述转化剂包括柠檬酸钠、柠檬酸、柠檬酸铵、酒石酸、硫酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述转化剂配置得到的溶液的ph为3.6-4.0。

7.根据权利要求1所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述转化期的时间为6-24个月。

8.根据权利要求1所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述淋洗期的时间为3-9个月；淋洗终点为淋洗尾水中特征污染物浓度达到相关排放限值要求。

9.根据权利要求1所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，所述稳定剂包括石灰水、氧化镁浆液、氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的离子型稀土矿山原地浸出-复浸的高效开采方法，其特征在于，滴注所述稳定剂的终点为渗出液的ph为7.0-8.0。

技术总结
本申请提供一种离子型稀土矿山原地浸出‑复浸的高效开采方法，涉及稀土开采领域。该方法包括：浸矿期、转化期、复浸期、淋洗期和封场期。本申请提供的离子型稀土矿山原地浸出‑复浸的高效开采方法，增加转化期，实现非离子相稀土向离子相稀土转化，提高稀土总浸出率；增加复浸期，可以回收非离子相稀土转化的离子相稀土，从而提高稀土的总回收率，实现稀土的高效回收；增加淋洗期，可有效降低浸矿场内浸矿剂残留量，降低浸矿场封场后残留浸矿剂对周边水土环境污染风险；增加封场前滴注稳定剂，可以降低封场后水土环境污染风险。

技术研发人员：祝怡斌,陈斌,鞠丽萍,刘子齐,陈玉福,周士捷,黄雨飞
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：2024/2/19