[发明专利]一种生物与化学协同浸出风化壳淋积型稀土矿的方法

说明书

本发明公开了一种生物与化学协同浸出风化壳淋积型稀土矿的方法，包括以下步骤：1)微生物浸出剂的制备；2)化学阳离子盐浸出剂；3)浸出。在生物浸出过程中联合使用化学浸出剂，利用生物与化学浸出剂的协同作用，实现稀土高效提取，有效克服了生物浸出效率低的问题；本发明中采用的微生物在自然界中广泛存在，具有绿色环保和成本低的优点，微生物与浸出剂成分有利于生态修复及改善；本发明的生物与化学协同浸出风化壳淋积型稀土矿的方法，降低了化学浸出剂使用量，在缓解环境污染的前提下实现了稀土的清洁高效提取。

技术领域

本发明属于湿法冶金和矿物加工领域，具体涉及一种生物与化学协同浸出风化壳淋积型稀土矿的方法。

背景技术

稀土元素共17种，包括15种镧系元素以及具有相似化学性质的钇和钪元素。它们具有卓越的力学性能、磁性及光学性能等一系列特性，因而在现代工业和国防工业中地位非常重要。目前已发现稀土赋存的矿物有250余种，但其中仅有为数不多的矿物实现了提取加工的工业应用，包括三类矿物型稀土(氟碳铈矿(bastnasite)、独居石(monazite)、磷钇矿(xenotime))和风化壳淋积型稀土矿(离子型稀土矿)。而风化壳淋积型稀土矿床目前为中国特有，与矿物型稀土相比，其蕴含丰富的中重稀土元素，具有极高的经济和战略价值，为战略关键金属矿产资源。

从发现离子型稀土至今，其提取工艺理论已经历离子交换理论、吸附/解吸动力学理论，发展至第三代的双电层理论。目前，化学浸出是从该类型稀土矿床中浸出稀土元素的主要方法，硫酸铵((NH₄)₂SO₄)被认为是较高效的化学浸出剂而得到广泛的应用。然而，硫酸铵就地浸出工艺带来了严重的氨氮污染，并易造成边坡不稳定等土壤和生态破坏，已被限制应用。因此，发展新的高效、绿色环保离子型稀土提取技术迫在眉睫。一些学者相继研究了不同盐离子(硫酸/氯化钾、钠、钙、镁等)浸出离子型稀土，但由于浸出效果、环保和成本等方面的因素，未能工业应用，尤其是高浓度和高用量的盐离子必然造成环境污染、土壤和生态破坏。

生物冶金(浸出)是一种环境友好、成本低廉、操作简单的金属提取工艺，常常应用于有色金属冶金、煤脱硫以及含金矿预氧化等领域。然而，针对风化壳淋积型稀土矿的生物浸出方法却鲜被报道。而且目前关于生物浸出在有色冶金领域中普遍浸出率较低，且浸出周期长的缺陷，因而如何将生物浸出应用于风化壳淋积型稀土矿并如何提高浸出效果，具有很好的研究和应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供浸出效率高、对环境友好的生物与化学协同浸出风化壳淋积型稀土矿的方法。

本发明这种生物与化学协同浸出风化壳淋积型稀土矿的方法，包括以下步骤：

1)微生物浸出剂的制备：将微生物接种到含有风化壳淋积型稀土矿粉的复合培养基中进行驯化培养；然后将取驯化后的菌种在普通培养基中进行培养，得到菌悬液，为微生物浸出剂；

2)化学阳离子盐浸出剂：按照设定的浓度向步骤1)中的微生物浸出剂中加入化学阳离子浸出剂，得到混合浸出剂；

3)浸出：将风化壳淋积型稀土矿样均匀取样后加入浸出柱中，然后加入步骤2)中的混合浸出剂，进行矿石浸出，浸出采用可循环喷淋浸出，得到含有稀土元素的浸出液。

所述步骤1)中，微生物为真菌和细菌中的一种或多种，优选的，真菌为解脂耶氏酵母、酵母菌、黑曲霉、草酸青霉菌中的一种或多种，细菌为枯草芽孢杆菌、放线菌中的一种或多种。

所述步骤1)中，含有稀土离子复合培养基的基质含有碳源、氮源、无机盐、维生素、风化壳淋积型稀土矿粉和化学阳离子浸出剂；优选的，所述的碳源物质为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、糊精和碳酸钙中的一种或几种；氮源物质为豆饼粉、玉米浆、酵母膏、硝酸盐、铵盐、尿素中的一种或几种；无机盐物质作为碳源和氮源的无机盐和作为磷源的磷酸二氢钾、磷酸三钙，以及其它微量元素。