风化壳离子吸附型稀土矿提取工艺流程
离子吸附型稀土矿绿色提取技术研究进展
100绿色矿山G reen mines离子吸附型稀土矿绿色提取技术研究进展钟云辉江西省地质局有色地质大队,江西 赣州 341000摘 要:近年来,随着科技的不断发展和环保意识的不断提高,绿色提取技术逐渐成为了离子吸附型稀土矿提取过程中的热点和难点。
其中,吸附剂的选择和优化、萃取工艺的优化以及回收技术的开发等方面都取得了一定的进展。
本文将对离子吸附型稀土矿绿色提取技术的研究进展进行总结和分析,以期为离子吸附型稀土矿绿色提取技术的开发提供参考。
关键词:赣南地区;离子吸附型稀土;提取技术中图分类号:TD955 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2024)01-0100-3Research progress on green extraction technology of ion adsorption rare earth mineralsZHONG Yun-huiJiangxi Bureau of Geology Non-ferrous Geological Brigade, Ganzhou, 341000, ChinaAbstract: In recent years, with the continuous development of technology and the continuous improvement of environmental awareness, green extraction technology has gradually become a hot and difficult point in the extraction process of ion adsorption rare earth minerals. Among them, progress has been made in the selection and optimization of adsorbents, optimization of extraction processes, and development of recovery technologies. This article will summarize and analyze the research progress of green extraction technology for ion adsorption rare earth minerals, in order to provide reference for the development of green extraction technology for ion adsorption rare earth minerals.Keywords: gannan region; ion adsorption rare earth; extraction technology收稿日期:2023-11作者简介:钟云辉,男,生于1993年,汉族,江西赣州人,本科,助理工程师,研究方向:地质实验测试。
浅谈风化壳离子吸附型稀土矿圈矿方法评价
浅谈风化壳离子吸附型稀土矿圈矿方法评价离子吸附型稀土矿是我国特有的珍贵资源。
稀土总量(TREO)与稀土浸取量(SREO)是评价这类矿产资源规模与可利用价值的重要指标,但是四十多年来勘查评价方法一直以总量圈矿、以配分定性,与其采矿工艺和当前稀土价值不符。
本文主要介绍了离子吸附型稀土矿床地质特征和矿体赋存部位及风化壳特征,同时对稀土总量和稀土浸取量两种圈矿做出方法评价。
标签:离子吸附型稀土矿稀土总量稀土浸取量0引言离子吸附型稀土矿是我国特有的优势资源,该类矿床以黏土矿物吸附稀土离子为特征,稀土元素含量在原岩风化壳中发生次生富集,通常高出原岩2倍至数倍,与稀土元素呈独立矿物的风化壳砂矿床有显著区别。
该类型矿床自20世纪60年代在赣南被发现以来,便以稀土配分类型齐全、稀土回收工艺简便而明显优于碱性岩、碳酸岩型等内生稀土矿,成为我国极具优势的宝贵资源,具有十分重要的战略意义和巨大的经济价值,是近几十年来我国稀土资源开采的主要对象之一,也是我国重点保护的限制性开采矿种。
1离子吸附型稀土矿床地质特征离子吸附型稀土矿主要分布在中酸性花岗岩的风化壳中,少数分布在火山岩和变质岩风化壳中,矿体形态及产状严格受风化壳的控制,随地形起伏而起伏。
风化壳平面形态受含矿地质体的地形、地貌条件和母岩风化程度的制约。
一般是沟谷愈复杂,风化壳平面形态愈复杂,相反则较简单、规整,而沟谷的复杂程度与含矿地质体较大不连续结构面及地形的相对切割深度直接相关,当含矿地质体相对切割较浅时,其风化壳形态较规整分散;随着相对切割深度的增大,其平面形态愈加复杂。
发育完整的风化壳自上而下一般分为腐植层、黏土化层、全风化层、半风化层及微风化层,其中以全风化层厚度最大矿体主要分布在全风化层中上部,常随含矿地质体的不同地貌要素而变化。
矿体厚度一般是山头(顶、梁、脊)> 山腰> 山脚,在同一地貌类型和地貌单元中,地形平缓处的矿体大多厚于地形变陡的部位,山腰处的矿体厚度常更接近矿床的平均矿体厚度,山头与山脚则往往相应偏厚与偏薄。
稀土矿尾矿提炼流程工艺要求
稀土矿尾矿提炼流程工艺要求下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床的找矿方法
花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床的找矿方法李泽华文章内容:内荔,///1991年第1—2期云南地质科技情报13花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床的找矿方法……/(广东省汕头稀土金属公司),()'一路线踏勘根据1//,比例尺地质图,选择有利成矿岩体和控矿构造,如大岩基的舌状突出部位,岩体内构造发育部位,各种构造形式交汇部位和岩体内裂隙密集,节理发育部位进行路线踏勘,并采取随机样品.二加密取样根据路线踏勘随机样品结果,选择品位富集地段加密取样,一般在山上可选山脊取样,淘谷可沿步行小道在山坡,山麓采样,采样间距100--200米.如山脊和山坡,山麓两条路线的取样结果有半数样品品位20&;0.,则可选取品位富集地段进行普查评价.三找矿评价离子吸附型稀土矿床采治容易,生产工艺简单,选择富矿地段进行找矿评价后,即可作浸取试验,投人生产.对民营生产的小型矿山可以简化手续,快速评价.一般选取富矿地段,面积&;0.5平方公里,按100×50米或8040米网度布置工程.工程以锹孔(洛阳铲)为主,洞锹孔用1英寸小型度锌水管(每条长2米余)连接进行人工操作,可以随进尺探浅自由拆卸,4人操作,孔探可达10米,每米工价约5元.洞锹孔打穿疆土后,按采样长度1米采取样品,野外就地加工缩分后留取500克,分作两样,一半送半定量分折,一半另作它用.由于洞锹孔口径较小,样品结果可能偏低,可按洞锹孔工程量的1-2,在原孔位用浅井进行检查,重复取样.除大型矿床可按规范正规系统详勘,由国家投资建设外,一般中小型矿区可由地质队或地区专业金属公司和地方联办进行开发.评价工作可由地质队或地区专业金属公司负责,提出报告,电单位组织审查后,即可选点作浸取试验,再扩大建池生产.四民营矿山的土法找矿建矿前自亍进行土法找矿在不同部位打洞锹孔,打穿覆土后,将不同深度的凤化花岗岩14云南地幔科技情报第1—2朗(采矿)装入铁饮料罐空罐内.加5硫铵水蒋浸泡10分钟.过滤倒人玻璃怀中.再加草醛维沉淀?进行定性删量.如加草酸蔽后台矿溶液迅速变化并有幻慵花状的百色絮披反映或破璃怀【=部沉淀厚覃一层白邑草酸稀土.即表明有矿或矿多.再在有矿或矿多的地方取风化花尚岩就地进行浸取回收试验(用水缸作工具),如回收效果满意.立即建池进行正式生产.笔者在广东调查近百个离子吸附型稀土生产矿山.主要为民营土硅找矿的生产矿山.从末发现有任何生产矿山开采时无矿停采或亏损.五样品野外半定量分析离子吸附型稀土矿床的找矿评价应采取快速工作,快出成果的地质工作方法.关健在于野外样品要能就地半定量分析.我们在工作中摸索出一套就地化验,及时得出成果的野外半定量分析工作方法在野外将同一洋品分作两份,一份作半定量分析,其操作方法是:取原洋(湿洋)50克,用5硫铵液浸泡2—3小时.用滤纸过滤人量杯中,加12草酸液.使之沉淀成草酸稀土液.再将草酸稀土液例人25量杯中.澄清半小时后.例掉草酸稀土以上的清水(即同一批弹品部用同体积25,同时间——澄清半小时进行操作对比)测量草酸稀土在量杯中的维积后乘一个常数.即可得出半定量品位.求常数有两种方法;1,在一二批送正规化验的定量分析样品中.将化验结果用纵坐标标出,再将同一样品用前述方法得出的草酸稀土体积用横座标标出.在两个座标轴间得出若干交点,把交点连成直线,即成24.丧角.2,把横座标的草酸稀土体积投在相交直线上.再从相交直线处垂直于正规化验成果的纵座标线上.在相应的奇格纸图上找出相交的点,此点读数即野外半定量分析成果.两种作图方法得出的结果极为近.在野外实际工作中可以简单归纳为:根据其样品化验操作方法.凡在量杯中阕』量的草酸稀上体积×24.=2.5×0.4:0.1.即为:;的野外半定量分析成果.一般在0.3平方公里面积上进行野外评价工作.野外洞锹孔工程施工数天厦可结束.10—15天便可提交评价报告.野外样品采集后,常规操作方接是:于当天晚饭后浸泡样品.临睡觉前过穗人量杯中,加草酸液使之沉淀,第二天清晨将草酸稀土液恻人25!量杯中.澄清半小时,除去清水.测量草酸稀土在量杯中的体积×24.,即得出样品:的半定量品位.各矿区因原样含矿程度不同,风化程度不同.原矿浸泡后泥化程度不同,浸出回收率不同和其他因素的影响,不能套用我们摸索出的冬式,可自行根据矿区的特点进行试验.根据野外半定量分忻成果,:,&;0.03的不再送化验定量分析,:,.03—0.5的适当进化验定量分析硷查.:,&;0.05的送化验定量分析,这样就避免了将含量太低的样品都送化验而造成浪费.或把相邻2—3个3&;0.05样品品位接近时合并分析,采样长度增大至2—3米,这样也可节约部分化验工作量.凡参加储量计算的样品都需送化验定量分析.六轻,重稀土的配分含量1991年第1—2期云南地质科技情报51用差减法计算稀土总量():重稀土&;)钇组()23越太越好轻稀土()铈组()2越小越小配分含量一():/:×100举耐如下;2()():03()23/23×100()()()0.08850.03020.058334.120.0720.0300.042467在矿区踏勘或初步普查队段,可采用差减法尽快求出钇组(重稀土)和铈组(轻稀土)的配分比值,以尽快了解稀土矿床的经济价值.其作法是将样品含量,&;.05的单样或相邻2—3个大于边界品位的样品和全工程,&;.05的所有样品组合后作铈组():分析(样品由化验室正样中挑取30克).稀土总量一铈组一():(钇组).再按前述公式便可求出配分含量.此法简单易行,化验成本较低,作个铈组分析,费用为5—10元.2用等离子光谱仪对稀土氧化物进行定量分析一般采用&;.05相邻2—3个单样组合或全工程单样组合浸取出草酸稀土,焙烧成氧化稀土.或将草酸稀土(送样重量克)送化验室焙烧,送样化验.必须注意样品的提纯去杂,草酸稀土要经多次冲洗,除去杂质如氧化稀土不纯,可以重复焙烧,提纯去杂.举蒯:某矿区钇组9个氧化物含量合计36.24,铈组6个氧化物含量合计63.63,稀土氧化物总量99.87.配分含量一36.24÷99.8"×1=36.29.要特别注意等离子仪光潜分析含量和。
离子吸附型稀土矿
离子吸附型稀土矿离子吸附型稀土矿ion adsorption type rare earth ore1 121 xifuxing xitukuang 离子吸附型稀土矿(ion adsorption type rare earth ore)稀土元素以离子状态吸附于矿石中的粘土类矿物表面的矿床。
中国于1991年将其命名为风化壳淋积型稀土矿床。
此种矿床分布在中国南部的花岗岩及其他岩类的风化壳矿床中,具有重要的工业价值。
20世纪70年代首先于中国赣南地区发现,80年代在广东、福建、广西等省又相继发现,至今未见其他国家有这类矿床的报道。
此类矿床是含稀土的花岗岩类、火山岩类在湿热气候和低山丘陵的地貌条件下,经强烈的风化淋滤作用而形成的。
按稀土配分特征可分为富忆重稀土型、中忆重稀土型、富馆低忆轻稀土型、富斓富馆轻稀土型、中忆低铺轻稀土型等。
离子吸附型稀土矿含REZ认。
.05%~0.3%,一般约为。
.1写,稀土总量中离子吸附相占有率一般为75%~96%,其余为单矿物相及类质同象。
这类矿床常呈面型分布,具有明显的分带性。
自上而下依次为残坡积层、全风化层、半风化层和基岩。
其中全风化层厚度大、稀土品位高,是主要工业矿层。
全风化层中原岩矿物已基本解离,主要由石英、高岭石、埃洛石、云母及水云母等矿物组成。
稀土元素主要呈离子相吸附在粘土类矿物晶粒表面及晶层间。
在此类矿床的水平方向上稀土配分值较稳定,而垂直方向上则存在明显的差异。
如斓和钱在全风化层中最高,往上或向下均变贫,’饰则与此相反;忆自上而下变富。
在全风化层中饰含量低于翎是其特点之一。
离子吸附型稀土矿规模大、易开采、放射性低、提取工艺简单,是中国目前生产忆族稀土及馆的主要原料。
在开发利用这类矿床时要加强环境保护。
用此类稀土矿经富集后的混合稀土氧化物中的主要稀土组分列举于表。
从离子吸附型稀土矿提取混合稀土氧化物的主要组分(质量分数。
/%)【中文名】离子吸附型稀土矿【英文名】ion-absorbing type rare earths ore【CAS号】【分子式】【分子量】【密度】2.0~2.5【熔点】【沸点】【闪点】【粘度】【蒸气压】【折射率】【毒性LD50】【性状】为白色、灰色、红色、黄色的松散沙粘土。
离子型稀土
离子型稀土矿在幵采初期是采用齒水作为浸取剂进行地浸,浸出液用草酸进 行沉淀,将草酸稀土沉淀物进行灼烧从而得到稀土氧化物的稀土回收工艺。但此 工艺存在着三个缺点: ①由于卤水的引用带入了钠离子,在草酸沉淀稀土的过程中易发生草酸钠与稀 土离子生成难溶复盐与草酸稀土共沉淀,影响灼烧产物中稀土的品位; ②在浸出过程中的浓度一般比较高,致使废水中含量较高。它的外流对环保和 农作物生长造成不良影响,易使土壤盐化和板结、农作物减产甚至枯死; ③此方法需要将稀土矿体表面土剥离后再开采稀土矿石,会产生大量的尾砂和 剥离物,严重破坏生态环境而且资源利用率低,达不到综合利用的目的。
离子型稀土矿多在丘陵地带,为松散的沙黏土 ,颜色有白色、灰色、红色、黄色。
我国离子型稀土矿的特点
(1)稀土储量丰富,分布广但储量低。离子型稀土广泛分布于我国南岭地区,现已
探明储量1000万吨,远景储量为5000万吨。但其稀土品位普遍偏低,原矿中稀土含 量(REO)通常在0.03%-0.3%左右
(2)稀土配分齐全。我国离子型稀土矿配分十分齐全,主要以中、重稀土元素为主。
(3)矿床矿石渗透性差。离子型稀土矿一般富含大量粘土矿物,稀土元素主要分布
在细粒级矿物中,约50%离子相稀土吸附在-0.078mm粒级中。当粘土矿物含量 高时,其渗透性较差,浸取过程离子交换所需的时间就越长,浸取效果就越差。
注:
轻稀土包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 重稀土包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。
4)离子相稀土。是指稀土以水合阳离子或羟基水合阳离子的形式吸附在矿石
中的黏土矿物(如蒙脱石、埃洛石、伊利石、高岭石等)上。这种相态的稀 土离子化学性质较稳定,不溶于水,在离子型稀土矿物中的含量相对较高(
离子吸附型稀土矿提取工艺流程
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《风化壳淋积型稀土矿竞争吸附与脱附机制》
《风化壳淋积型稀土矿竞争吸附与脱附机制》一、引言风化壳淋积型稀土矿是我国重要的稀土资源之一,其开采和利用对于稀土产业的发展具有重要意义。
在稀土矿的开采和提取过程中,竞争吸附与脱附机制是影响稀土元素分离和提取效率的关键因素。
本文旨在探讨风化壳淋积型稀土矿中竞争吸附与脱附的机制,以期为稀土矿的提取工艺优化和资源利用提供理论依据。
二、风化壳淋积型稀土矿特点风化壳淋积型稀土矿是在特定的地质条件下形成的,其特点是稀土元素分布不均,且常常与其他元素伴生。
这些元素之间存在着竞争吸附的关系,导致稀土元素的提取难度加大。
因此,了解稀土矿的成矿特点和元素分布规律,对于研究竞争吸附与脱附机制具有重要意义。
三、竞争吸附机制1. 吸附过程概述:在稀土矿的提取过程中,稀土元素与其他元素在溶液中的吸附过程是竞争性的。
这种竞争主要发生在固液界面上,即溶液中的稀土元素与固相表面的吸附位点之间的相互作用。
2. 影响因素:竞争吸附的强度受到多种因素的影响,包括溶液的pH值、离子浓度、温度以及固相表面的性质等。
这些因素会影响吸附位点的数量和活性,从而影响稀土元素的吸附效果。
3. 机制分析:竞争吸附的机制主要包括静电吸引、离子交换、配位体交换等。
在一定的环境条件下,这些机制会相互作用,影响稀土元素的吸附过程。
四、脱附机制1. 脱附过程概述:脱附是稀土元素从固相表面脱离并进入溶液的过程。
脱附过程受到多种因素的影响,包括溶液的化学性质、温度、压力等。
2. 影响因素:脱附的难易程度受到固相表面性质、溶液中其他离子的存在以及温度等因素的影响。
这些因素会影响脱附过程中所需的能量和动力学条件。
3. 机制分析:脱附机制主要包括物理脱附和化学脱附。
物理脱附主要是通过改变溶液的物理条件(如温度、压力)来实现的;而化学脱附则是通过改变溶液的化学性质(如pH值、离子浓度)来破坏固液界面上的吸附作用,使稀土元素从固相表面脱离。
五、实验研究及结果分析通过实验研究,我们可以更深入地了解风化壳淋积型稀土矿中竞争吸附与脱附的机制。
镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿浸取过程及工艺优化
镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿浸取过程及工艺优化镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿是一种常用的稀土矿浸取方法。
下面是该过程及工艺优化的具体步骤:1. 预处理风化壳淋积型稀土矿:首先,将风化壳淋积型稀土矿进行粉碎,将颗粒尺寸控制在合适的范围内,以提高矿石的浸取效率。
2. 溶液制备:制备浸取所需的镁盐溶液。
溶液的配方可以根据具体情况进行调整,但一般主要包括镁盐、盐酸和水。
3. 浸取过程:将预处理好的矿石与镁盐溶液进行浸取反应。
反应温度、时间和溶液与矿石的比例等条件需要进行优化,以提高浸取效率。
4. 分离稀土:经过浸取反应后,稀土元素会溶解在镁盐溶液中。
此时,可以采用分离技术,如萃取、结晶等方法,将稀土元素从溶液中分离出来。
这一步骤也可以进行优化,以提高分离效率和纯度。
5. 产品精炼:将分离出的稀土元素进行进一步精炼处理,以获得高纯度的稀土产品。
工艺优化的方法如下:1. 控制浸取条件:优化浸取过程中的温度、时间和溶液与矿石的比例等条件,以提高浸取效率。
同时,可以通过对溶液pH值和浸出剂浓度的控制,调节浸取速度和选择性。
2. 选择合适的分离技术:根据具体情况选择合适的分离技术进行稀土的分离,如萃取法、离子交换法等。
在选择分离技术时,要考虑分离效率、纯度和成本等因素。
3. 提高产品纯度:通过进一步的精炼处理,如溶剂萃取、萃取结晶等方法,提高产品的纯度。
4. 循环利用溶液:在矿石浸取过程中,产生的废水溶液可以进行循环利用,以减少废水排放和环境污染。
总之,镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿的工艺优化包括控制浸取条件、选择合适的分离技术、提高产品纯度和循环利用溶液等方面,以提高浸取效率和产品质量,同时减少对环境的影响。
稀土矿尾矿提炼流程工艺要求
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提取风化壳淋积型稀土矿中稀土元素的前处理方法探讨
朱云,郭琳,于汀汀,等. 提取风化壳淋积型稀土矿中稀土元素的前处理方法探讨[J ]. 岩矿测试,2023,42(5):877−887. doi: 10.15898/j.ykcs.202308070130.ZHU Yun ,GUO Lin ,YU Tingting ,et al. Discussion on Pretreatment Method for Extracting Rare Earth Elements from Weathered Crust Elution-deposited Rare Earth Ores [J ]. Rock and Mineral Analysis ,2023,42(5):877−887. doi: 10.15898/j.ykcs.202308070130.提取风化壳淋积型稀土矿中稀土元素的前处理方法探讨朱云1,郭琳1,于汀汀1,芦苒1,张磊1,屈文俊1,丁竑瑞2,马生凤1*(1. 国家地质实验测试中心,北京 100037; 2. 北京大学地球与空间科学学院,北京 100871)摘要: 传统观点认为,风化壳淋积型稀土矿床(即离子吸附型稀土矿床)中,稀土主要以吸附态赋存于风化壳黏土矿物表面,其他赋存形式占比较少。
但近年来的同步辐射研究显示,稀土元素也同时以内层络合物形式存在,而内层络合物的存在可能会抑制稀土元素的离子交换。
如何将风化壳淋积型稀土矿中各种形态的稀土元素有效地溶出,对于提高稀土资源利用率十分重要。
本文选取南岭地区风化壳淋积型稀土矿石样品,选择混合酸(五酸)消解、盐酸消解、硝酸消解、硫酸铵浸提的前处理方式,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS )测定,探讨样品中稀土元素的溶出情况。
结果表明,采用混合酸(五酸)能够溶出样品中的全相稀土;盐酸或硝酸能够溶出以离子状态吸附于黏土矿物或铁锰氧化物中的稀土元素,以及以碳酸盐、磷酸盐等形式存在的稀土元素;硫酸铵浸提则只能将离子相的稀土元素置换出来。
离子型稀土矿的开采方法
离子型稀土矿的开采方法离子型稀土第一代提取工艺,可简述为“异地提取工艺”,或归结为“池浸工艺”。
其主要工艺过程为:表土剥离→开挖含矿山体、搬运矿石→浸矿池→将按一定比例(浓度要求)配置的电解质溶液作为“洗提剂”或“浸矿剂”,加入浸矿池,溶液对池中含“离子相”稀土矿石进行“渗滤洗提”或“淋洗” →溶液中活泼离子与稀土离子交换,“离子相”稀土从含矿载体矿物中交换出来,成为新状态稀土;加入“顶水”,获含稀土母液;母液经管道或输液沟流入集液池或母液池,然后进入沉淀池;浸矿后废渣从浸矿池中清出,异地排放→在沉淀池中加入沉淀剂、除杂剂,使稀土母液中稀土除杂、沉淀,获混合稀土;池中上清液经处理后,返回浸矿池,作“洗提剂”循环使用→混合稀土经灼烧,获纯度≥92%的混合稀土氧化物。
由上可见,本工艺过程中的技术关键词是:“表土剥离”、“开挖含矿山体”、“矿石搬运”、“浸矿池”、“洗提剂”、“异地渗滤洗提”、“离子交换”、“含稀土母液”、“尾砂异地排放”、“母液池”、“沉淀池”、“沉淀剂、除杂剂”、“沉淀、除杂”、“混合稀土”、“上清液返回”、“灼烧”、“REO≥92%混合稀土氧化物”。
“池浸工艺”与传统的生产工艺相比较,其第一、二、三道工序过程相似于矿产资源开采中传统的采矿专业的各作业工序;第三、四、五道工序过程相似于传统选矿专业和湿法冶金专业相结合的各作业工序;自第五道工序过程以后的各工序,属于传统湿法冶金专业的各作业工序。
其中,第三道工序中的“浸矿池”,起着联系传统采矿、选矿专业作业的作用,类似于矿山选厂的“原矿仑”;而第五道工序中的“沉淀池”,却起着联系传统选矿、湿法冶金专业作业的作用,类似于湿法冶金企业的“原料仑”。
由此,相似于传统选矿专业的主要选别过程,是在“浸矿池”中完成,而且作为本工艺的中间制品,在此获得含稀土的母液;而属于传统湿法冶金专业的典型湿法冶金过程,则主要在“沉淀池”中进行,并由此获得“稀土精矿”的初级产品--“混合稀土”;再经灼烧处理后即可获得“稀土精矿”终级产品--REO≥92%的混合稀土氧化物。
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风化壳离子吸附型稀土矿提取工艺流程
稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。
它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
风化壳离子吸附型稀土矿
我国风化壳离子吸附型稀土矿20世纪60年代末期首先在江西省龙南足洞发现离子吸附重稀土矿及寻乌河岭离子吸附轻稀土矿后,相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现,但以江西比较集中、量大。
离子吸附型稀土矿是一种国外未见报导过的我国独特的新型稀土矿床。
经20多年的研究,查明该类型矿分布地面广,储量大,放射性低,开采容易,提取稀土工艺简单、成本低,产品质量好等特点。
已探明工业储量100万吨(REO),远景储量1000多万吨。
目前年生产含REO>60 %混合稀土精矿1万吨(REO)。
一、矿石性质
风化壳离子吸附型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化而形成,矿体覆盖浅,矿石较松散,颗粒很细。
在矿石中的稀土元素80%~90%呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上;吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不
溶于水或乙醇,但在强电解质(如 Na Cl、(NH
4)
2
SO
4
、NH
4
Cl、NH
4
Ac等)溶液
中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。
二、稀土提取工艺及技术指标
(一)氯化钠法
20世纪60年代末期发现该矿床后, 1970年即研究出“氯化钠池浸法”工艺,它是20世纪70年代处理这种类型矿石的主要方法。
从采场运来的矿石,送进一个长方形的水泥池中浸泡,浸出液从池底的过滤层的排出口排出,浸渣人工清除,浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀,过滤的滤饼即为草酸稀土,经灼烧、水洗、再灼烧得混合稀土氧化物。
(二)硫酸铵池浸法
氯化钠浸矿法存在浸矿时间长,氯化钠浓度大,消耗量大,钠离子共沉淀多,影响一次灼烧产品,纯度只能达到70 %,需对一次灼烧产品水洗脱钠,再灼烧的复杂工艺,并且浸渣(尾矿)中含有大量氯化钠,造成土地盐化,污染环境。
制定了用3%~5%硫酸铵溶液浸泡矿石、滤液草酸沉淀(由于草酸较贵,20世纪80年代末期已开始用碳酸氢铵代草酸作稀土沉淀剂,现在已应用在部份厂矿中生产晶型碳酸稀土)。
草酸稀土一次灼烧即可获得含REO>90%的混合稀土氧化物,滤液补加硫酸铵返回再用。
与氯化钠相比,硫酸铵浸矿能力强,用量少,铵离子沉淀少,灼烧时易挥发,浸渣不会造成土壤盐化。
化学选矿的工艺流程见图1。
图1 硫酸铵—草酸提取稀土工艺流程
(三)原地浸出法
池浸法工艺技术及设备条件简单,易操作,因而迅速发展,遍地开花。
但是池浸法的最大缺点是生产1t氧化稀土,需开采的地表面积达200~800m2,采剥矿量大于1000m3,排放的尾砂量达800~1000m3,造成表土和植被严重破坏,水土流失,环境污染和资源浪费,稀土总回收率只30%~40%。
为了克服这些缺点,早在1980~1985年,稀土地矿工作者就提出了地浸法的设想,以后又经“八•五”科技攻关,形成了较系统的工艺技术,地浸法的主要内容就是不把含有稀土的矿石挖出拿走,而是在含有离子型稀土矿的矿区或地段打井,通过地表注液井加入浸矿液,经过渗透和离子交换,有选择地将矿石中的稀土离子浸出并回收的工艺。
溶浸液的回收有负压抽液和水封堵漏法,前者适应性较广。
收集流出的溶浸液用草酸或碳酸氢铵沉淀,得到稀土氧化物产品,稀土浸取回收率70%~75%,这样地貌、地表和植被不遭破坏,稀土原地浸取与池浸比较,成本降低1200~3000元/ t REO。
经过1990~1995年的科技攻关,地浸法获得了成功。
现成已在江西龙南等部分矿山得到应用。