[发明专利]一种浸出风化壳淋积型稀土矿的方法

说明书

本发明公开了一种浸出风化壳淋积型稀土的方法，包括以下步骤：1)将离子型稀土矿进行破碎和干燥处理，得到处理后的矿石；2)将一种或多种有机酸或者有机酸盐配置成设定浓度的水溶液，然后加入硫酸和氢氧化钠调节溶液的pH值至设定的范围，即获得浸出剂溶液；3)将处理后的矿石置于浸出柱中，然后注入浸出剂溶液，浸出过程中可循环喷淋，当浸出达到平衡后，即可得到含有稀土元素的浸出液。本发明采用有机酸及其盐类实现离子型稀土矿的选择性高效浸出，减少杂质溶出，利于后续浸出液中稀土元素的分离；浸出剂具有高效、绿色环保、低成本、原料易获取等优点，有机酸盐中盐离子浓度和使用量较低，不会造成环境污染，并且浸出剂成分有利于生态环境修复及改善。

技术领域

本发明属于湿法冶金和矿物加工领域，具体涉及一种浸出风化壳淋积型稀土矿的方法。

背景技术

稀土元素及其化合物广泛应用于永磁体，电动和混合动力汽车、风力涡轮机、无人机、航空航天、通信系统等重要领域。除此之外，稀土元素在多个行业以各种形态被采用，这些元素对当代科技的影响和推动，意味着稀土资源的重要性愈发凸显，甚至决定了未来的科技发展。稀土元素在地球上的分布并不均匀，全球近99％的重稀土和87％的轻稀土由中国供应。风化壳淋积型(离子型)稀土是我国特色的稀土矿产资源，首次在中国南部发现的离子交换型稀土是典型的稀土资源，包含几乎所有的稀土元素镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒 (Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)及钇(Y)，尤其是中重稀土元素配分含量(Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y)是轻稀土矿含量的10 多倍。离子型稀土矿为全世界提供了80％以上的中重稀土，现已成为我国限制开采的重要资源。

离子型稀土矿石的成因通常是花岗岩和花岗斑岩在风化作用下分解溶解，稀土溶液在迁移和渗透的过程中被黏土矿物吸附富集，然后以离子交换相的形式存在于高岭石、伊利石和蒙脱石等黏土矿石中。离子型稀土矿体结构复杂，其含有的黏土矿物成分在加入浸出剂后会发生遇水膨胀、分散等化学作用，其体积增加将造成吸收、黏带和阻滞浸出剂渗流等负面作用，延长了矿山稀土生产周期，降低稀土浸出效率。基于离子吸附性稀土可以被众多阳离子交换浸出的特殊性质，中国科研工作者提出利用无机盐类对离子吸附型稀土进行浸出。最早应用的第一代浸出剂是氯化钠，其优点是成本低，来源方便，但是氯化钠的浸取能力较差，浸出所需的浓度高，实际生产中常需要质量分数7％的氯化钠溶液浸出才可保证稀土浸出率，这不仅降低了稀土产品的质量，也导致尾矿中残留大量的氯化钠造成土壤盐碱化。国内开发出以硫酸铵为浸出剂，碳酸氢铵为沉淀剂富集稀土的二代浸出工艺。该方法所需的浸出剂的浓度低，1.5wt％硫酸铵的浸出率即可达到90％以上，相较于氯化钠工艺，该方法流程短、消耗少、废水量小、成本显著降低成为离子型稀土资源开采的主体技术。但在采用原地浸出工艺后，铵盐的使用会造成严重的氨氮污染问题，并且硫酸铵浸取的选择性较差，大量杂质离子进入浸出液、除杂负担大进而影响稀土产品质量等问题将导致经济性降低和稀土资源的浪费。随着国家越来越严格的氨氮排放标准，铵盐法的使用受到了极大限制。有研究尝试利用其余盐离子(硫酸/氯化钾、钠、钙、镁等)作为浸出剂进行浸出，取得了一定的进展，但是由于浸出效果、成本、环保等方面原因，未能工业应用。总的来说，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。综上所述，目前离子型稀土的浸出存在以下问题：传统的阳离子盐浸出剂浸出离子型稀土矿，存在渗流效果差、选择性低、浸出不稳定、浸出剂用量大、生产成本高、环境污染大、土壤和生态破坏严重等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用有机酸及有机酸盐作为浸出剂浸出风化壳淋积型稀土矿的方法，该方法具有选择性好，浸出率高的效果，同时可以减少杂质溶出，利于后续浸出液中稀土元素的分离。

本发明这种浸出风化壳淋积型稀土矿的方法，包括以下步骤：

1)将离子型稀土矿进行破碎和干燥处理，得到处理后的矿石；