[發明專利]一種高效提取離子吸附型稀土礦的浸取劑及其制備和應用

在審

• 申請號: 201710334073.8
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106929673A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 王振洋;張淑東;趙婷婷;張忠平;李年
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B59/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101
• 代理人: 盧敏

技術領域

本發明涉及一種高效提取離子吸附型稀土礦的浸取劑。

背景技術

我國是稀土大國，有較為豐富的稀土資源，已探明的稀土儲量有3.7×10⁵噸(折合成氧化物)，占世界稀土資源總量的67％。我國供應了全球稀土需求的97％，但是，據有關資料統計，我國稀土資源儲量從20世紀70年代接近全球總量的90％，到80年代下降到69％，90年代末下降到45％左右，到目前更是下降到不足36％。按照目前的開采和出口規模，中國將從稀土礦的資源大國變成稀土貧國。

稀土礦產資源屬不可再生資源，我國離子型稀土礦中富含多種稀土元素，種類齊全，世界罕見，更是我國寶貴的礦產資源。目前離子型稀土礦的開發與利用已進入到一個新的階段，一方面隨著離子型稀土礦資源長時間的粗放式開采，該資源日漸貧化，原礦品位越來越低，致使提取過程的難度大大增加；另一方面隨著世界范圍內高科技、新材料及新能源的工業化進程的推進，各國對稀土資源的需求日益增長，特別是中、重稀土元素的需求量與日劇增，已成為各國的戰略資源，這使得稀土原料的供需矛盾日益增大。同時早期和當前稀土開采過程的污染問題也變得更加尖銳。

離子型稀土礦的浸取目前以采用硫酸銨為主要浸取劑、碳酸氫銨為沉淀劑的第三代原地浸取開采工藝為主。由于離子型稀土資源提取原理簡單，受大礦大開、小礦小開、有水快流思潮的影響，導致管理失控，池浸工藝使用泛濫，個體礦點亂采濫挖屢禁不止。同時，棄貧采富、尾砂壓礦，致使資源開采回收率低，國營礦山一般在60％，個體礦山僅達到40％，采富棄貧和低于浸礦池標高以下而未回收利用的資源占50％以上。研究表明，以硫酸銨為主要浸取劑、碳酸氫銨為沉淀劑的原地浸取開采工藝會帶來較嚴重環境污染問題，產生的含氨氮廢水達標治理難度大、成本高，超標廢水排放現象時有發生。浸取劑流失，向周邊的土壤、水體擴散，造成植被根系萎縮，不能正常生長，地表、地下水氨氮超標，影響正常的生產、生活；浸取完稀土后，浸取劑的NH₄⁺和其它添加成分殘留于山體，對山體造成污染；上清液循環加酸調pH值，使礦體酸化；資源利用率較低。因此，迫切需要研發一種用于離子型稀土原地浸取開采的新型高效、綠色、環保的浸取劑。

發明內容

本發明為避免上述現有技術所存在的不足，提供了一種高效提取離子吸附型稀土礦的浸取劑，旨在解決傳統離子吸附型稀土礦浸取劑浸取率低、環境污染大的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

本發明高效提取離子吸附型稀土礦的浸取劑，其特點在于：所述浸取劑是以草本植物為原料制得培養基后，對復合菌液進行發酵培養所得的發酵液；

所述培養基是通過對草本植物進行切片、粉碎、加水蒸煮、過濾獲得；

所述草本植物由桑樹葉、甘蔗葉、稻草和雜草混合而成。

構成所述草本植物的桑樹葉、甘蔗葉、稻草和雜草的質量比為0.5～1：0.5～1：0.5～1：0.5～1。

在所述沉淀劑中硫酸鉀的質量分數占15～25％，余量為硫酸鎂、氯化鈣、氯化鎂及少量有機化合物。

上述浸取劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將桑樹葉、甘蔗葉、稻草和雜草混合均勻后，切片、粉碎，獲得混合粉料；按照混合粉料與水的質量比為1:2，將混合粉料加入水中，然后加熱至沸騰并繼續煮沸3小時；最后冷卻至室溫，過濾去除沉淀物，即獲得草本植物提取液；

(2)以步驟(1)所得草本植物提取液為培養基，按質量比500:1(培養基：復合菌液)加入復合菌液，室溫發酵5～25小時，即獲得浸取劑。

發酵時：夏季室溫較高，一般發酵5～8小時即可；春秋季室溫相對較低，需發酵10～15小時；而冬季溫度最低，需發酵15～25小時。

本發明的浸取劑可用于離子吸附型稀土礦的浸取。

與現有浸取劑相比，本發明的有益效果體現在：

1、本發明的草本植物浸取劑具有高效、低成本、環保等優點，資源的浸取率可提高2～4％，可避免現行硫酸銨浸取劑原地浸取工藝資源回收率較低、含氨氮廢水達標治理難度大、成本高、浸取劑滯留于山體內等問題，具有重要的環保價值和經濟意義。

2、本發明的浸取劑不含任何帶氨試劑，對環境零污染。

3、本發明的浸取劑適應性強，易于推廣。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所得沉淀劑的紫外吸收光譜圖。

圖2為本發明實施例2中硫酸銨與不同pH值的草本植物浸取劑對稀土浸出率的影響曲線。