[发明专利]一种风化壳淋积型稀土矿的提取方法

说明书

本发明公开了一种风化壳淋积型稀土矿的提取方法，本发明在浸出阶段主要采用生物浸出和有机酸(盐)联合浸出工艺，在不污染环境的前提下实现稀土资源的清洁高效提取，具有浸出效果好、低成本、绿色环保等优点；本发明的工艺可减少杂质溶出，有利于提高稀土分离效率和产品质量；微生物及其代谢产物可以强化浸出剂的渗透性，减少浸出盲区，提高稀土资源有效利用率，部分还有利于污染物降解和生态修复；本发明采用溶剂萃取与反萃技术对稀土元素进行富集，再利用沉淀法可得到质量高的稀土产品。

技术领域

本发明属于矿物加工及湿法冶金领域，具体涉及一种风化壳淋积型稀土矿的提取方法。

背景技术

稀土由第三副族中的镧系元素，以及与其性质相似的钇和钪等17种元素组成。稀土元素具有特殊的4f电子层结构，使得它们与其他元素相比具有一些独特的性能，导致这些元素在很多行业中有许多绝无仅有的用途。其广泛的应用于石油化工、催化材料、磁性材料、精密陶瓷、荧光材料、储氢材料等高精尖技术领域，一直以来有“工业味精”之称。

风化壳淋积型(离子型)稀土矿是我国最早发现的，特色的一类稀土资源，也是目前已经大规模开采的非矿物型稀土资源，主要分布在以江西为代表的南方七省区。风化壳淋积型稀土矿有分布范围广、矿产规模小、开采出的稀土配分齐全和元素放射性低等特点，尤其是该矿种的稀土配分富含中重稀土元素，其中的中稀土和重稀土储量占世界的四分之一至三分之一。从风化壳淋积型稀土矿被勘探、开采和利用以来，我国科研人员经过反复试验论证，提出利用无机盐阳离子交换机制来提取其中的稀土元素富集成所需的稀土精矿，并逐步发展成三代浸出稀土的工艺。

第一代浸出工艺利用高浓度氯化钠溶液作为浸出剂，采用桶浸、池浸的方式，该工艺易操作且成本较低，实现了大规模的工业应用。但经过一段时间的实际生产后发现氯化钠作为浸出剂有难以克服的缺陷：浸出选择性低，在浸出稀土元素的同时会浸出诸多杂质离子，导致除杂工序复杂，生产成本高；为了保证稀土回收率，氯化钠浸出剂的浓度要到6％-8％，导致大量高浓度钠盐废水的产生，易造成周边土壤盐碱化，污染环境。此外第一代浸出工艺使用草酸作为沉淀剂，草酸毒性大，使用过程中会污染环境，并且草酸会将钠离子共同沉淀影响产品纯度。基于第一代工艺的缺陷，科研人员研发出了以硫酸铵为浸出剂，通过堆浸方式从风化壳淋积型稀土矿中提取稀土的第二代浸出工艺，硫酸铵作为浸出剂相比氯化钠选择性有明显提高，有效降低杂质铝元素的含量，同时只需要2％质量分数的硫酸铵溶液即可完成稀土的浸取，浓度更低。使用碳酸氢铵代替草酸作为沉淀剂，进一步减少了对环境的污染，使稀土资源利用率提高了30-40％。第二代浸出工艺的缺点是仍需要大量人力进行搬矿，破坏矿区植被，产生大量废弃尾矿。风化壳淋积型稀土矿第三代工艺即原地浸出工艺，原位浸出工艺减少了工人的劳动强度和对矿山表面植被的破坏，有效提高了稀土资源的利用率。但仍存在地下大量注入浸出液可能导致矿层胶态化，进而造成山体滑坡、塌方；浸出液在地下的泄漏会污染地下水源，威胁水源下流地区人民的健康；浸出液在地下的渗流难以人工调控，存在盲区，部分稀土资源无法有效回收等问题。硫酸铵作为浸出剂在浸出过程中难免产生大量氨氮废水，造成水体富营养化，随着国家越来越严格的污水排放标准，硫酸铵浸出剂的应用前景受到限制。一些学者尝试开发出利用钾、钠、钙、镁等阳离子盐作为浸矿剂，但是由于浸出效果、成本和环保等因素，工业应用受限，尤其是高浓度和高用量的盐离子始终会带来环境污染、土壤和生态破坏等问题。因此，迫切需要开发新的无污染的离子型稀土矿提取工艺。

发明内容

本发明的目的是针对原地浸出工艺存在污染性大的问题，提出了一种风化壳淋积型稀土矿的提取方法，该方法采用微生物+有机酸浸出工艺，在保证浸出效率的同时，可以降低对环境的损害。

本发明一种风化壳淋积型稀土矿的提取方法，包括以下步骤：

(1)将风化壳淋积型稀土矿进行干燥，得到适合浸出的稀土矿石；