[发明专利]一种利用添加剂强化风化壳淋积型稀土矿浸出的方法

说明书

本发明公开了利用添加剂强化风化壳淋积型稀土矿浸出的方法，包括以下步骤：将盐离子浸出剂与添加剂按照设定的浓度一起配置成水溶液，接着调节溶液的pH后，即得浸出溶液，然后将浸出溶液对风化壳淋积型稀土矿进行柱浸，得到含稀土元素的浸出液。本发明的方法提高了稀土离子浸出效率，有效降低盐离子浸出剂的使用浓度和用量，减少氨氮和盐离子污染；本发明通过添加小分子有机酸可以抑制杂质元素的溶出，有利于简化后续除杂工序和提高后续浸出液中稀土元素的分离效率；本发明中采用添加剂具有绿色环保、成本低、高效、原料易获取等优点，并且有利于生态修复及改善，有较好的应用价值。

技术领域

本发明属于稀土矿物提取技术领域，具体涉及一种利用添加剂强化风化壳淋积型稀土矿浸出的方法。

背景技术

风化壳淋积型(离子型)稀土矿是一种重要的含稀土矿产资源，主要矿相为黏土矿物。风化壳淋积型稀土矿主要分布于我国南方的江西、广东、广西等省份，其稀土配分齐全，尤其富含中重稀土元素，是我国宝贵和特色的战略矿产资源。目前工业上普遍采用铵盐原地浸取工艺回收稀土即采用硫酸铵作为浸取剂原地浸出风化壳淋积型稀土矿中的稀土，然后采用碳酸氢铵等对浸出液进行除杂、沉淀富集稀土，最后焙烧获得稀土精矿。但是铵盐浸出过程中产生严重的氨氮污染和生态破坏，已逐渐被限制使用。许多研究尝试采用其余盐离子(如钾、钠、钙、镁、铝等的硫酸盐或氯化盐)替代铵盐作为浸出剂使用，但是由于浸出效果、成本和环保等方面的因素，未能工业应用，尤其是高浓度和高用量的盐离子必然导致环境污染、土壤和生态破坏。

离子型稀土矿中除了有价稀土元素外，还含有许多其余杂质元素。比如，有部分铝、镁、钙、铅、铁等以离子态形式吸附于黏土矿物。这些离子的存在状态是多样化，有些可以和浸出剂发生反应进入浸出液中，有些不参与反应的则残留在黏土矿物中，其中铝是最为主要的杂质元素之一。铝的赋存形态有多种：(1)可溶态，即铝以离子的状态溶解在水里；(2)可交换态无机羟基铝，铝是一种活泼金属离子，易与溶液中的羟基，氨基，硝酸根等阴离子结合在一起；(3)矿物态，铝以矿物态的形式存在大自然中，如层间铝、氧化铁结合铝、非晶态铝硅酸盐铝；(4)离子态，离子态的铝受到的限制小，性质活泼，吸附在黏土矿物表面或层间，会与硫酸铵发生离子交换反应。传统的铵盐等盐离子浸出主要基于离子交换/置换原理，在浸取稀土时，进入浸出液的铝主要是交换态铝和水溶态铝，稀土矿中有大约0.03％的可交换态铝存在，造成稀土矿浸出液中主要的非稀土杂质为Al。在稀土浸出过程中，盐离子与稀土离子发生交换/置换作用，其它阳离子(Al³⁺、Fe³⁺等)也容易与盐离子发生反应，被交换下来一起进入到稀土浸出液中。除了阳离子会发生交换，还有少量阴离子也会与浸出剂中的阴离子发生交换作用，一起进入浸出液中。导致稀土浸出液的组分复杂，杂质含量高。浸出获得稀土浸出母液后，进入稀土沉淀工序之前，需要对稀土浸出液进行除杂，会导致工序复杂、成本加大、分离效率降低、稀土回收率降低、操作难度提高等问题。因此，减少浸出过程中杂质元素的溶出也非常重要。

近些年来，一些研究尝试利用添加优化风化壳淋积型稀土矿强化浸出，比如利用氟化钙、亚硝酸钠、田菁胶等。但仍然存在环境污染、成本高、效果有限等缺点，并且往往导致杂质元素溶出，对后续浸出液中稀土元素的分离造成一定的麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用添加剂强化风化壳淋积型稀土矿浸出的方法，该方法利用添加剂有机酸与盐离子的相互作用，达到提高稀土的浸出率降低杂质元素的浸出的目的。

本发明这种利用添加剂强化风化壳淋积型稀土矿浸出的方法，包括以下步骤：

将盐离子浸出剂与添加剂按照设定的浓度一起配置成水溶液，接着调节溶液的pH后，即得浸出剂溶液，然后将浸出剂溶液对风化壳淋积型稀土矿进行柱浸，得到含稀土元素的浸出液。

所述的盐离子浸出剂为硫酸铵、氯化铵、硫酸钾、氯化钾、硫酸镁、氯化镁、氯化钙中的一种或多种。

所述的添加剂为小分子有机酸，小分子有机酸为苹果酸、柠檬酸、乳酸、酒石酸、甲酸、乙酸和丁二酸一种或多种。