[實用新型]一種基于膜技術的離子型稀土礦提取裝置

有效

• 申請號: 201320475601.9
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN203474876U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 王志高;王金榮;熊福軍;彭文博;張全華;張宏;范克銀
• 申請（專利權）人: 江蘇久吾高科技股份有限公司
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌;曹翠珍

技術領域

本實用新型涉及一種基于膜技術的離子型稀土礦稀土提取工藝，具體地說涉及一種采用除雜、陶瓷膜分離、納濾膜濃縮處理離子型稀土礦滲浸液，以使滲浸液處理后達到直接萃取的工序要求，屬于稀土礦提取分離領域。

背景技術

在以江西、廣東、湖南、福建為主的南方擁有豐富的離子吸附型稀土（簡稱離子型稀土，或稱風化殼淋積型稀土）資源，其主要特點是：（1）品位低，一般在千分之三以下，多數在萬分之幾；（2）稀土元素配分齊全，尤其是中重稀土含量高，因而得到國內外的廣泛重視；（3）放射性元素含量低，多數屬于非放射性礦床；（4）存在形式獨特，主要以離子態的形式吸附于粘土礦物表面。

傳統的離子型稀土礦稀土提取的工藝過程主要包括用電解質作浸礦劑浸取稀土、浸出料液預處理除雜（或萃取富集）、用草酸或碳酸氫銨等沉淀稀土、經干燥或鍛燒得到可用于后續萃取分離的氧化稀土或碳酸稀土等精礦。再經分離廠的萃取分離，可以生產出各種純度和規格的單一稀土產品。但采用電解質浸取所得稀土滲浸液的化學組成復雜，稀土濃度低和雜質含量高等特點，在一定程度上影響了后續稀土的提純富集過程。而且隨著稀土礦開采越來越貧礦化，如果無法從越來越貧礦化的稀土資源中生產出合格的稀土產品就無法很好地發揮我國稀土產業的資源優勢。雖然“原地浸礦新工藝”解決了稀土礦的貧化問題，但隨之而來的滲浸液中稀土濃度低、雜質高的現象依然沒有解決。據了解，現有離子型稀土礦滲浸液的稀土離子濃度已由過去的2g/L下降到0.1~0.2g/L，而且富含高濃度的鋁、鐵等雜質。這樣低濃度的滲浸液，不僅大大增加了提取稀土所需的滲浸液的體積，提高了單位稀土的提取成本，而且如此復雜而冗長的工藝流程尤其碳銨沉淀工藝也增大了稀土的損失量，同時增大了環保處理的污水量和濃度。因此，有必要進一步改進離子型稀土礦滲浸液中提取稀土的工藝技術。

膜分離是以外界能量或化學位差為推動力,?使雙組分或多組分溶質和溶劑通過膜相互分離,?并進而提純和富集的一種方法?。它既能進行固液、膠體的分離，又能進行分子、離子之間的分離，因而能滿足稀土行業中的有效成分分離和富集。膜分離的孔徑篩分機理及有效地離子選擇性決定了膜分離的精度高和分離效果好。膜過程不產生相變以及操作簡單易放大，因此其運行成本低并可連續化自動化操作以及大規模生產。此外膜的高強度和化學穩定性決定了它適合于使用在苛刻的環境體系。

由于膜分離技術有著傳統分離方法無可比擬的優勢，中南大學冶金分離科學與工程研究所提出將膜分離技術應用于改進現有的稀土分離工藝，使其與萃取工藝相集成，并以此申請了專利CN02157733.1。但在該公開的專利里，沒有完善的整個膜集成技術（包括除雜、陶瓷膜超濾和納濾等膜技術），更沒有詳細的工藝流程，更為重要的是，納濾濃縮后的滲浸液濃度低，僅為7~30g/L，不能滿足萃取工序的要求。

發明內容

本實用新型的目的是克服傳統離子型稀土礦提取工藝的缺陷，將膜分離集成技術用于離子型稀土礦的提取工藝中，以代替傳統稀土提取工藝中的碳銨沉淀、干燥、灼燒、酸溶等工藝，提供一種投資少成本低且占地面積小、簡單易連續自動化操作的膜分離集成工藝，并通過對稀土離子的高度濃縮，以解決因越來越貧化的稀土礦所帶來的滲浸液中稀土離子濃度低的問題。采用這種工藝，除雜工藝和陶瓷膜超濾工藝結合既能高精度地去除滲浸液中懸浮物雜質，一方面避免了滲浸液中雜質含量過高而在濃縮過程中沉淀導致無法濃縮的結果，另一方面也凈化了滲浸液，使其在后道工序中能更好地滿足萃取工藝的需要。而陶瓷膜的清液則經過有機膜的高倍濃縮，可直接送去進行萃取分離單個稀土元素，極大地簡化了工藝，降低了成本。

傳統的離子型稀土礦提取工藝中，滲浸液通過碳銨調pH值使鋁、鐵發生沉淀而除雜去鋁、鐵等，過程中的鋁、鐵沉淀物比較細小而難于沉淀，從而需要很大的沉降池進行沉降除雜，而且除雜不是很徹底。而陶瓷超濾膜是處于高精度級別的過濾，對于懸浮物的去除具有其獨特的能力，陶瓷膜的連續化高通量的運行大大降低了除雜工序的占地面積，而且出水質量非常好，濁度達到了0.2NTU以下，不僅滿足了有機膜納濾的工藝需要，更滿足了下道萃取工藝的要求，避免了萃取過程中乳化和絮凝現象的發生。