离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，包括：浸矿初期：向注液点注入浓度为3.0～4.0％、pH值为4～4.5的浸矿剂进行浸矿；浸矿中期：在浸出母液的pH值降至5.5以下、且稀土浓度≥0.1g/L时，注入浓度为2.5～3.5％、pH值为5～5.5的浸矿剂；浸矿后期：当浸出母液中的稀土含量越过峰值并下降至80％～50％时，停止浸矿剂注入，改为注入顶水，其中加入0.2～0.5％的收缩剂；所述浸矿剂由含铁、锰和钙的菱镁矿制得，制备过程为：矿石经粉碎后用水调浆，然后加入酸试剂分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂；所述收缩剂是氯化钙溶液。本发明专利技术的浸矿工艺绿色环保、高效经济、资源利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采矿工艺
，具体涉及一种离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺。
技术介绍
迄今，“离子型稀土矿”的浸出与富集工艺主要有两种，一种为“池浸”，一种为“原地浸矿”。因“池浸”对生态环境带来的破坏与影响很大，我国对“离子型稀土矿”开采实行的采掘技术政策已将其淘汰，现推行的是“原地浸矿”工艺。这两种采掘工艺的流程示意图分别如图1和图2所示。以上两种工艺的核心和首先要解决的问题，就是如何将以“离子”状态的稀土矿物，从矿石(体)中“浸出”(或“解吸”)出来，这就需要采用将离子型稀土“浸出”的“浸矿剂”。我国离子型稀土矿使用的“浸矿剂”，初期采用的是氯化钠，尔后普遍采用硫酸铵。而对其除杂的药剂，一般为碳铵；沉淀富集的药剂，普遍采用碳铵或草酸。对“离子型稀土”的“原地浸矿”工艺，是针对“池浸”工艺对环境破坏严重的主要弊端，而研发的新一代离子型稀土矿山开采工艺。它在不破坏矿区地表植被、不开挖表土的情况下，对含矿山体内部，按规定的方式和要求，开掘到达矿体内部的注液井(或孔)，将浸矿剂溶液(含电解质溶液)通过注液井(孔)直接注入矿体。电解质中化学性质更为活泼的阳离子，将吸附在“载体矿物”表面和晶层间的化学性质活泼性较前者更差的稀土阳离子，交换解吸下来。然后通过收液系统将浸出母液收集，使其进入后续加工处理系统。根据浸矿原理，电解质溶液在矿体内的运动，是一个“渗透→扩散→交换→再扩散→再渗透”的过程。显而易见，电解质溶液的整个运动过程，也就是稀土离子不断地被交换和解吸的过程。扩散动力是电解质溶液的浓度差，不断注入矿体的溶液(或顶水)挤出已发生交换作用的稀土浸矿剂。在这不断地“浸矿”过程中，注入矿体内部的液体，业已逐步地演变成含稀土的“母液”(简称“母液”)，或称之为“浸出母液”。“原地浸矿”工艺，虽然解决了“池浸”工艺中地表剥离、矿体露天开采、异地浸矿等对生态环境发生重大影响的破坏问题，但是它在应用实践中依然存在一些突出的问题。(1)对稀土的浸出过程缺乏系统地研究，不能做到对稀土进行系统、科学地“控制浸出”。(2)整个工艺生产过程中，稀土浸出周期、生产周期较长；浸出母液量较大，浓度较低。(3)业主若对技术掌握不够，工程布置与管理不当，易于引发“地质问题”。(4)该工艺主要适用于“全相”稀土中“离子相”稀土的浸出，对“四相八态”中的“其它相态”稀土的回收缺乏研究，导致目前对“其它相态”稀土资源的利用率很差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种全新的离子型稀土矿的稀土原地浸出工艺，即离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，从而解决前述现有技术中存在的至少一项技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，其包括：浸矿初期(也叫预浸矿期)：向注液点注入浓度为3.0～4.0％、pH值为4～4.5的浸矿剂进行浸矿；浸矿中期：在浸出母液的pH值降至5.5以下、且稀土浓度≥0.1g/L时，向注液点注入浓度为2.5～3.5％、pH值为5～5.5的浸矿剂；浸矿后期：当浸出母液中的稀土含量越过峰值并下降至80％～50％时，停止浸矿剂注入，改为注入顶水；在顶水中加入0.2～0.5％的收缩剂；其中，所述浸矿剂由含铁、锰和钙的菱镁矿制得，所述浸矿剂的制备过程为：矿石经粉碎后用水调浆，然后加入酸试剂分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂；所述收缩剂是氯化钙溶液。其中，所述浸矿剂的浓度为本领域常规的含义，其是指浸矿剂中镁、铁、钙、锰等主要离子在溶液中的质量百分含量。本专利技术得到的浸矿剂含有镁、铁、锰和钙等复合阳离子。优选地，所述菱镁矿中铁<10％、锰<3％、钙<10％，所述百分比为质量百分比。优选地，所述浸矿剂的制备过程还包括：将所得液态的浸矿剂经过滤、洗涤后，将所得母液进行蒸发结晶，即得固体浸矿剂。在浸矿过程中，将固体浸矿剂加水或酸复溶，得到液态的浸矿剂后使用。所述收缩剂用量的百分比含义为常规，其是指收缩剂中Ca2+离子占顶水的质量百分比。优选地，所述收缩剂还可以进一步由氯化钙溶液结晶得到固体产品，即固体收缩剂。在浸矿过程中，可以将固体收缩剂加水或酸复溶，得到液态的收缩剂后使用，也可以直接将收缩剂加入顶水使用。在本专利技术中，所述收缩剂是在顶水注入阶段与顶水配合使用的，即将收缩剂加入到顶水中，并与顶水一起注入。更优选地，所述收缩剂是以石灰为原料，经酸解得到氯化钙溶液，再经结晶得到固体产品，即为所述固体收缩剂。优选地，在浸矿初期，按从山顶往山脚的顺序，向各注液点注入浓度为3.0～4.0％、pH值为4～4.5的浸矿剂进行浸矿。优选地，浸矿中期，在浸出母液的pH值降至5.5以下、且稀土浓度≥0.1g/L时，按从山顶往山脚的顺序，向各注液点注入浓度为2.5～3.5％、pH值为5～5.5的浸矿剂。优选地，在浸矿中期，所述浸出液的药剂比为5～6，更优选5.5，所述药剂比反映浸矿剂的用量，其是指每消耗1重量份浸矿剂所得到的浸出母液中稀土的重量份数。优选地，在浸矿后期，当浸出母液中的稀土含量越过峰值并下降至(所述峰值的)60％时，停止浸矿剂注入，改为注入顶水；在顶水中加入0.3％的收缩剂。优选地，在浸矿后期，当浸出母液中的稀土含量下降至0.1克/升时，停止注入顶水(内含收缩剂)并收液，结束浸矿。优选地，在浸矿现场，实时监测各注液点的浸出母液流量、稀土浓度和pH值等数据，根据监测数据实时调整各注液点的浸矿剂浓度和pH值。相比现有技术，本专利技术取得了下述有益效果：本专利技术应用收缩剂介入和配合浸矿技术，提出了分段实施不同药剂控制浸矿过程、控制矿体进行浸矿的技术理念和工艺方法，全面优化了离子型稀土矿山提取稀土的浸矿工艺技术，使其进入一个全新的、绿色环保、高效经济、资源利用率高的技术前沿。附图说明图1是稀土矿“池浸”工艺的流程示意图。图2是现有技术稀土矿“原地浸矿”工艺的流程示意图。图3为本专利技术的离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图3所示，其为本专利技术的离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺流程示意图。本专利技术的离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺包括：浸矿初期(也叫预浸矿期)：向注液点注入浓度为3.0～4.0％、pH值为4～4.5的浸矿剂进行浸矿；浸矿中期：在浸出母液的pH值降至5.5以下、且稀土浓度≥0.1g/L时，向注液点注入浓度为2.5～3.5％、pH值为5～5.5的浸矿剂；浸矿后期：当浸出母液中的稀土含量越过峰值并下降至80％～50％时，停止浸矿剂注入，改为注入顶水；在顶水中加入0.2～0.5％的收缩剂；其中，所述浸矿剂由含铁、锰和钙的菱镁矿制得，所述浸矿剂的制备过程为：矿石经粉碎后用水调浆，然后加入酸试剂分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂；所述收缩剂是氯化钙溶液。在正式开始浸矿开采工作之前，一般来说，还包括如下准备工作：1、补充地质勘查；2、工程设计与施工；3、建设主要工程：(1)注液体系；(2)供水体系；(3)地下、地面收液体系；(4)湿法冶金体系；(5)供配电体系；(6)其它辅助体系；(7)离子吸附除杂、富集体系及储罐(车)。在本领域，“离子型”稀土矿稀土的赋存性状，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，其特征在于，包括：浸矿初期：向注液点注入浓度为3.0～4.0％、pH值为4～4.5的浸矿剂进行浸矿；浸矿中期：在浸出母液的pH值降至5.5以下、且稀土浓度≥0.1g/L时，向注液点注入浓度为2.5～3.5％％、pH值为5～5.5的浸矿剂；浸矿后期：当浸出母液中的稀土含量越过峰值并下降至80％～50％时，停止浸矿剂注入，改为注入顶水；在顶水中加入0.2～0.5％的收缩剂；其中，所述浸矿剂由含铁、锰和钙的菱镁矿制得，所述浸矿剂的制备过程为：矿石经粉碎后用水调浆，然后加入酸试剂分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂；所述收缩剂是氯化钙溶液。

【技术特征摘要】
1.一种离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，其特征在于，包括：浸矿初期：向注液点注入浓度为3.0～4.0％、pH值为4～4.5的浸矿剂进行浸矿；浸矿中期：在浸出母液的pH值降至5.5以下、且稀土浓度≥0.1g/L时，向注液点注入浓度为2.5～3.5％％、pH值为5～5.5的浸矿剂；浸矿后期：当浸出母液中的稀土含量越过峰值并下降至80％～50％时，停止浸矿剂注入，改为注入顶水；在顶水中加入0.2～0.5％的收缩剂；其中，所述浸矿剂由含铁、锰和钙的菱镁矿制得，所述浸矿剂的制备过程为：矿石经粉碎后用水调浆，然后加入酸试剂分解至呈弱酸性，即得液态的浸矿剂；所述收缩剂是氯化钙溶液。2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，其特征在于，所述菱镁矿中铁<10％、锰<3％、钙<10％，所述百分比为质量百分比。3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，其特征在于，所述浸矿剂的制备过程还包括：将所得液态的浸矿剂经过滤、洗涤后，将所得母液进行蒸发结晶，即得固体浸矿剂；和/或，所述收缩剂进一步由氯化钙溶液结晶得到固体产品，即固体收缩剂。4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的稀土原地控制浸出工艺，其特征在于，在浸矿初期，按从山顶往山...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂生，焦芸芬，余党华，华建荣，陈政，
申请(专利权)人：赣州弘茂稀土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36