[發明專利]離子型稀土礦無銨化綠色環保開采工藝

在審

• 申請號: 201711272172.4
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108034842A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 王炯輝;黃冬梅;陳道貴;趙彬;張成學
• 申請（專利權）人: 五礦勘查開發有限公司
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/04;C22B3/44;C22B3/46
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

本發明公開了離子型稀土礦無銨化綠色環保開采工藝，步驟如下：從采場內布設的注液孔注入一定濃度的無銨浸礦劑，與稀土礦物發生離子交換反應，得到富集稀土陽離子的母液；母液滲流、匯聚到礦層天然隔水底板或人工集液巷道搭配集液導流孔等集液工程中；再經過主運輸管道輸送到水冶車間，使用無銨藥劑除雜沉淀，得到稀土碳酸鹽，上清液循環回配液池，經過調節pH值、添加藥劑后返回采場作為新的無銨浸礦劑。本發明的優點在于：全程實現無銨化，對土壤、水體環境友好；生產廢水循環綜合利用，無廢害外排；稀土離子浸出率、集液率及沉淀率高，提高了資源采選綜合回收率。

技術領域

本發明涉及離子型稀土礦綠色環保開采技術領域，尤其涉及離子型稀土礦無銨化開采技術。

背景技術

風化殼離子吸附型稀土是1969年在江西發現的特有的稀土礦種，稀土元素主要呈水合或羥基水合陽離子賦存于風化殼粘土礦物中，通過陽離子交換浸出沉淀獲得稀土元素產品。

稀土礦山的生產從開采方式到浸出沉淀方式經歷了多次大變革。從礦山開采了經歷了池浸－堆浸－原地浸礦，從浸出方式經歷了室內食鹽桶浸－野外硫酸銨池浸－野外硫酸銨原地浸礦，從沉淀方式經歷了草酸二次沉淀+萃取分組法－草酸沉淀法－碳銨沉淀法。碳銨沉淀技術為1985年由南昌大學研究成熟，其沉淀產品可以不經鍛燒直接進入后續稀土分離，而沉淀后的上清液酸化后可以返回作浸出液，減少了廢水排放和污染，但其技術要求苛刻，不利于提高生產效率，對效益的增長有制約。

現有的稀土礦山的生產主要是硫酸銨浸礦+碳銨沉淀，大部分采用的是原地浸礦的方式。這種生產方式降低了生產成本，減少了地表的剝離和廢渣的堆放，減少了水質污染，較好的保護了地表植被和生態環境，但沒有根本的解決問題：

1.最關鍵的技術問題

所采用的浸礦劑、除雜沉淀劑含有銨根離子，伴隨著浸礦劑進入到山體中，如果相關技術和工程不過關，則存在浸礦劑滲漏進入地下水的可能性，從而導致土壤和周邊水體中氨氮、硫酸鹽等超標，造成環境污染。

同時，原地浸礦生產過程向山體中注入大量浸礦劑，使山體長期處于浸泡甚至飽和狀態，改變了土壤物化特性，加之地表和地下溝槽、巷道等工程的開挖，破壞了原本穩定和平衡的原巖應力體系，導致山體滑坡、地表塌陷等地質災害發生。

2.次要問題

原有浸礦劑、除雜沉淀劑的效果不明顯，稀土浸出率較低，除雜沉淀率也較低，稀土資源回收率低，從而造成稀土流失和資源浪費。

發明內容

本發明旨在提供離子型稀土礦無銨化綠色環保開采工藝，解決土壤、水體環境污染嚴重；浸礦、除雜、沉淀效率低，稀土資源綜合回收率低的問題。

離子型稀土礦無銨化綠色環保開采工藝，包括以下步驟：

(1)在選取好的采場內布設注液孔，利用礦層天然隔水底板或者布置人工集液巷道，并搭配集液導流孔即水鉆進行集液；

(2)從注液孔注入無銨浸礦劑；

(3)無銨浸礦劑與稀土礦物發生離子交換反應，得到富集稀土的母液，滲流、匯聚到礦層天然隔水底板或者人工集液巷道，進入母液收集池中；

(4)母液經過輸送管道到水冶車間先后經過除雜、沉淀和壓濾環節處理，得到稀土碳酸鹽產品；

(5)濾出的上清液即廢水循環至配液池，通過調節pH值、添加藥劑制備成新的無銨浸礦劑；

(6)將新制備的無銨浸礦劑通過管道輸送至符合步驟(1)的新采場。

進一步地，所述無銨浸礦劑包括硫酸鎂溶液、三氯化鐵溶液、三氯化鋁溶液中一種或兩種以上。

進一步地，所述硫酸鎂溶液的質量分數是2％-5％。