[發明專利]一種從深海沉積物中提取稀土元素的方法

在審

• 申請號: 202010623070.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111748705A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 潘炳;任國興;王祥;麥笑宇;肖松文;鐘志剛
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司;中國大洋礦產資源研究開發協會
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/06
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發明公開了一種從深海沉積物中提取稀土元素的方法，具體包括以下步驟：準備浸出裝置，浸出裝置包括浸出液出口、連接外部與反應槽的入料管道以及內部帶有攪拌組件的反應槽；將酸液、絮凝劑和深海沉積物通過入料管道加入浸出裝置中，打開攪拌組件，經浸出裝置攪拌浸出后，由浸出液出口收集浸出液。本發明可同時實現沉積物中稀土元素的浸出和浸出液與浸出渣的分離，所得到的浸出渣含水率低于40％；本發明公開的從深海沉積物中提取稀土元素的方法無需對開采出來的高含水率深海富稀土沉積物烘干處理，可直接配酸進行浸出反應，可降低成本，并有效提高稀土元素的浸出率。

技術領域

本發明屬于稀土冶金領域，尤其涉及一種從深海沉積物中提取稀土元素的方法。

背景技術

稀土作為不可再生的重點戰略資源，是原子能、冶金、石油、航空、航天、電子信息等許多工業領域不可缺少的元素原料，素有“工業味精”之稱。但是，由于長時間、超強度的開采利用，陸地稀土礦產資源儲量的已經急劇下降，尋找可代替的稀土礦產資源已成為保障未來稀土供應迫切而現實的問題。

近年來，眾多礦產資源勘探表明，深海沉積物賦存著豐富的稀土資源。據日本科學家報道，大平洋深海沉積物中的稀土元素最高含量可達0.66％，重稀土元素的含量是我國華南離子型稀土礦產豐度的2倍，且總資源儲量遠超目前陸地資源儲量，極具開發利用價值。為此，針對深海富稀土沉積物中的稀土資源的開發利用，人們也已經開展了大量的研究工作。

如中國專利申請CN 107557576A公開了一種從深海沉積物中提取稀土的方法，其采用硫酸或鹽酸直接酸浸沉積物，得到的浸出液經碳酸鈉、氫氧化鈉、氧化鎂或石灰等調pH值，凈化除雜。獲得的凈化液采用溶劑萃取方法分離回收稀土元素。中國專利申請CN109234548A公開了一種硫酸自熱熟化池浸提取深海沉積物中稀土的方法，利用深海沉積物與硫酸混合過程中產生大量的硫酸稀釋熱和化學反應熱，實現硫酸自熱熟化低能耗提取稀土。浸出池內的熟化料保溫一定時間后，經噴淋水或攪拌浸出，使稀土進入溶液。上述兩種方法都未能考慮到沉積物中稀土品位極低，雜質元素含量超高的現實問題，直接的酸浸工藝，不僅酸用量極大，而且因雜質元素的大量浸出，后續的浸出液過濾凈化非常困難，基本無工業應用前景。

中國專利申請CN 107983529A公開了一種從深海沉積物中提取稀土的方法，其首先將深海沉積物進行脫泥預處理，然后將脫泥后的產物進行磨礦和浮選富集，得到的浮選粗精礦再經稀酸浸出，得到富集了重稀土的浸液和含輕稀土的浸渣；浸出渣再經擦洗后進行浮選分離，得到稀土精礦。雖然該方法獲得了較高品位的稀土精礦，但是，流程復雜，且全流程稀土總回收率僅40％左右，仍需進一步優化。

與傳統陸地礦產資源不同，深海沉積物具有如下特點：(1)含水率極高，達到70％以上，不宜烘干再進行冶煉，否則能耗極高；(2)粒度極細，且硅鋁含量高，常規酸浸出后，難以通過傳統過濾裝置分離浸出漿液；(3)因長期與海水作用，氯化物鹽類含量極高，導致后續的凈化除雜困難。針對現有技術存在的問題，并結合深海沉積物資源特點，提出一種高效經濟的從深海富稀土沉積物中稀土提取的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種從深海沉積物中提取稀土元素的方法，本發明可同時實現沉積物中稀土元素的浸出和浸出液與浸出渣的分離，所得到的浸出渣含水率低于40％；無需對開采出來的高含水率深海富稀土沉積物烘干處理，可直接配酸進行浸出反應，可降低成本，并有效提高稀土元素的浸出率。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種從深海沉積物中提取稀土元素的方法，使用的浸出裝置包括浸出液出口、設置在所述浸出裝置內部的反應槽以及連接外部與所述反應槽的入料管道，所述反應槽內設置有攪拌組件；所述方法具體包括以下步驟：將酸液、絮凝劑和所述深海沉積物通過入料管道加入浸出裝置中，打開所述攪拌組件，經所述浸出裝置攪拌浸出后，由所述浸出液出口收集浸出液。