[发明专利]一种用于风化壳淋积型稀土矿的复合浸取剂

说明书

本发明公开了一种用于风化壳淋积型稀土矿的复合浸取剂，其特征在于，它为以腐殖酸和硫酸铵为主要原料形成的复合浸取溶液。本发明所述复合浸取剂可有效促进稀土的浸出效率，并显著缩短达到浸取平衡的时间，同时可有效减少土壤污染，实现风化壳淋积型稀土矿的环保、高效浸出。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种用于风化壳淋积型稀土矿的复合浸取剂。

背景技术

风化壳淋积型稀土矿(又称离子吸附型稀土矿)，因其富含中重稀土等特点，可有效填补矿物型稀土矿含轻稀土多而中重稀土少的缺点，极具商业利用价值和经济战略价值。风化壳淋积型稀土矿是由含稀土矿物(如花岗岩或火山岩)的原岩长年经物理、生物和化学作用风化形成的。矿石中的稀土元素主要以水合或羟基水合离子吸附在粘土矿物上，风化壳淋积型稀土矿的开采通常采用原地浸出工艺，用电解质溶液通过离子交换将稀土离子交换于浸取溶液中，再通过沉淀回收稀土；且工业上一般采用硫酸铵作为浸取剂浸取稀土矿。

稀土原地浸出过程涉及典型的液-固界面反应：首先将浸取剂溶液注入矿体，浸取剂溶液在重力作用下在矿体中渗流，然后浸取剂溶液中的阳离子与吸附在黏土矿物上的稀土发生离子交换反应，将稀土离子交换到溶液中，最后溶液渗流至山地，收集稀土浸出液。风化壳淋积型稀土矿的风化程度和矿体结构都会影响浸取剂在矿体中的渗流情况，某些地区由于矿体结构致密，易形成孔隙双电层和矿物颗粒表面结合水，使得孔隙流通面积减小，严重影响浸取液的渗流速度，产生稀土浓度拖尾或稀土浸出率偏低等现象。而且风化壳淋积型稀土矿由于风化层厚度不同，浸出过程中存在着大量浸取盲区、死区，导致稀土回收率低。这些都会造成稀土资源的浪费。

传统的硫酸铵浸取剂浸取风化壳淋积型稀土矿时，黏土矿物会大量的吸附浸取剂溶液中的铵根离子，导致铵根离子在进行离子交换反应时介入矿物晶格中，使得黏土矿物表面的水膜厚度变大，从而直接影响渗流通道，使矿体的渗透系数减小，影响渗流速度，稀土的浸出率较低。同时浸取时铵盐的使用浓度过高也会产生大量的氨氮废水造成环境污染。因此为了改善稀土浸出的渗流、传质过程，提高稀土的有效渗流速度和浸出、传质效率，降低资源消耗，减少环境污染。急需进一步探索和优化新型浸取剂来加快稀土浸出速率、提高稀土传质效率和溶液渗流速度，以实现风化壳淋积型稀土矿的高效环保浸出。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题和不足，提供一种用于风化壳淋积型稀土矿的复合浸取剂，它为以腐殖酸和硫酸铵为主要原料形成的复合浸取溶液，可有效促进稀土的浸出效率，缩短达到浸取平衡的时间；同时能有效减少土壤污染，实现风化壳淋积型稀土矿的环保、高效浸出。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于风化壳淋积型稀土矿的复合浸取剂，它为以腐殖酸和硫酸铵为主要原料形成的复合浸取溶液。

上述方案中，所述复合浸取溶液中采用的溶剂为水。

上述方案中，所述腐殖酸为结构组成复杂的天然大分子有机物质，元素组成包含C、H、O、N等，其中富里酸的含量大于90wt％(FA≧90％)；其中富里酸是腐殖酸物质中分子量相对较小的一种，分子量一般为3000以上(通常约为3000～5000)，相对于腐殖酸来说，其苯环连接形式较为松散，碳氢含量比较低，氧含量较高，有机碳链含量相对充足，羧基含量较高；除含有丰富的羧酸基团外还含有酚羟基、醇羟基和苯酚等其他活性官能团，这些苯酚、酚羟基和醇羟基等活性官能团的存在能够促进浸取剂溶液与稀土离子发生配位反应，并同时增加稀土离子的扩散浓度差，有利于强化稀土的快速、高效浸出。

上述方案中，所述复合浸取剂中腐殖酸的浓度为0.01～0.05wt％。

优选的，所述复合浸取溶液中，腐殖酸的浓度为0.018～0.025wt％。

上述方案中，所述复合浸取剂中硫酸铵的浓度为0.01～0.1mol/L。