[發明專利]一種利用添加劑強化風化殼淋積型稀土礦浸出的方法

在審

• 申請號: 202110255655.3
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113025836A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 申麗;趙紅波;張麓原;張葉娟;邱冠周
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/16;C22B3/08;C22B3/10
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

本發明公開了利用添加劑強化風化殼淋積型稀土礦浸出的方法，包括以下步驟：將鹽離子浸出劑與添加劑按照設定的濃度一起配置成水溶液，接著調節溶液的pH后，即得浸出溶液，然后將浸出溶液對風化殼淋積型稀土礦進行柱浸，得到含稀土元素的浸出液。本發明的方法提高了稀土離子浸出效率，有效降低鹽離子浸出劑的使用濃度和用量，減少氨氮和鹽離子污染；本發明通過添加小分子有機酸可以抑制雜質元素的溶出，有利于簡化后續除雜工序和提高后續浸出液中稀土元素的分離效率；本發明中采用添加劑具有綠色環保、成本低、高效、原料易獲取等優點，并且有利于生態修復及改善，有較好的應用價值。

技術領域

本發明屬于稀土礦物提取技術領域，具體涉及一種利用添加劑強化風化殼淋積型稀土礦浸出的方法。

背景技術

風化殼淋積型(離子型)稀土礦是一種重要的含稀土礦產資源，主要礦相為黏土礦物。風化殼淋積型稀土礦主要分布于我國南方的江西、廣東、廣西等省份，其稀土配分齊全，尤其富含中重稀土元素，是我國寶貴和特色的戰略礦產資源。目前工業上普遍采用銨鹽原地浸取工藝回收稀土即采用硫酸銨作為浸取劑原地浸出風化殼淋積型稀土礦中的稀土，然后采用碳酸氫銨等對浸出液進行除雜、沉淀富集稀土，最后焙燒獲得稀土精礦。但是銨鹽浸出過程中產生嚴重的氨氮污染和生態破壞，已逐漸被限制使用。許多研究嘗試采用其余鹽離子(如鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等的硫酸鹽或氯化鹽)替代銨鹽作為浸出劑使用，但是由于浸出效果、成本和環保等方面的因素，未能工業應用，尤其是高濃度和高用量的鹽離子必然導致環境污染、土壤和生態破壞。

離子型稀土礦中除了有價稀土元素外，還含有許多其余雜質元素。比如，有部分鋁、鎂、鈣、鉛、鐵等以離子態形式吸附于黏土礦物。這些離子的存在狀態是多樣化，有些可以和浸出劑發生反應進入浸出液中，有些不參與反應的則殘留在黏土礦物中，其中鋁是最為主要的雜質元素之一。鋁的賦存形態有多種：(1)可溶態，即鋁以離子的狀態溶解在水里；(2)可交換態無機羥基鋁，鋁是一種活潑金屬離子，易與溶液中的羥基，氨基，硝酸根等陰離子結合在一起；(3)礦物態，鋁以礦物態的形式存在大自然中，如層間鋁、氧化鐵結合鋁、非晶態鋁硅酸鹽鋁；(4)離子態，離子態的鋁受到的限制小，性質活潑，吸附在黏土礦物表面或層間，會與硫酸銨發生離子交換反應。傳統的銨鹽等鹽離子浸出主要基于離子交換/置換原理，在浸取稀土時，進入浸出液的鋁主要是交換態鋁和水溶態鋁，稀土礦中有大約0.03％的可交換態鋁存在，造成稀土礦浸出液中主要的非稀土雜質為Al。在稀土浸出過程中，鹽離子與稀土離子發生交換/置換作用，其它陽離子(Al³⁺、Fe³⁺等)也容易與鹽離子發生反應，被交換下來一起進入到稀土浸出液中。除了陽離子會發生交換，還有少量陰離子也會與浸出劑中的陰離子發生交換作用，一起進入浸出液中。導致稀土浸出液的組分復雜，雜質含量高。浸出獲得稀土浸出母液后，進入稀土沉淀工序之前，需要對稀土浸出液進行除雜，會導致工序復雜、成本加大、分離效率降低、稀土回收率降低、操作難度提高等問題。因此，減少浸出過程中雜質元素的溶出也非常重要。

近些年來，一些研究嘗試利用添加優化風化殼淋積型稀土礦強化浸出，比如利用氟化鈣、亞硝酸鈉、田菁膠等。但仍然存在環境污染、成本高、效果有限等缺點，并且往往導致雜質元素溶出，對后續浸出液中稀土元素的分離造成一定的麻煩。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用添加劑強化風化殼淋積型稀土礦浸出的方法，該方法利用添加劑有機酸與鹽離子的相互作用，達到提高稀土的浸出率降低雜質元素的浸出的目的。

本發明這種利用添加劑強化風化殼淋積型稀土礦浸出的方法，包括以下步驟：

將鹽離子浸出劑與添加劑按照設定的濃度一起配置成水溶液，接著調節溶液的pH后，即得浸出劑溶液，然后將浸出劑溶液對風化殼淋積型稀土礦進行柱浸，得到含稀土元素的浸出液。

所述的鹽離子浸出劑為硫酸銨、氯化銨、硫酸鉀、氯化鉀、硫酸鎂、氯化鎂、氯化鈣中的一種或多種。

所述的添加劑為小分子有機酸，小分子有機酸為蘋果酸、檸檬酸、乳酸、酒石酸、甲酸、乙酸和丁二酸一種或多種。