一種離子型稀土礦的浸礦系統的制作方法
【專利摘要】一種離子型稀土礦的浸礦系統，其特征在于，包括浸礦交換柱，其具有位于上部的離子型稀土礦的裝料裝置、頂水注入裝置和無氨浸礦劑注入裝置、以及位于下部的浸出液輸出裝置和尾礦輸出裝置，所述浸出液輸出裝置的設置高度不高于所述尾礦輸出裝置的設置高度。本實用新型浸礦效率高、可避免氨氮對環(huán)境的污染。
【專利說明】一種離子型稀土礦的浸礦系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種離子型稀土礦的浸礦系統，特別是涉及一種離子型稀土礦在無氨浸礦劑、復合型浸礦劑條件下的浸礦系統，屬于濕法冶金領域。
【背景技術】
[0002]目前，常用的離子型稀土礦浸礦劑為硫酸銨，具有價格便宜、稀土浸出率高的特點，但是，此種浸礦劑含有NH4+,使用此種浸礦劑對離子型稀土礦進行浸礦，會產生大量氨氮廢水，造成水體污染。以年產稀土 3000噸(以REO稀土氧化物計)，用硫酸銨浸礦廢水處理量約180萬噸/年，氨氮排放量約6000噸/年，氨氮廢水處理成本約25元/噸，年處理廢水成本約4500萬元，污染治理成本很高，且治理效果并不理想。
[0003]目前，還沒有特效措施使氨氮廢水達標排放。在本【技術領域】，采用硫酸銨作為離子型稀土礦浸礦劑早已經成為固定的選擇，從來沒有想到如何去克服這種偏見，思考是否可以采用其他浸礦劑。
[0004]在本【技術領域】，曾經嘗試過的浸礦劑還有NaCl，然而，其缺點是:所需NaCl濃度高，浸礦周期長，單耗大，浸出液中非稀土雜質含量較高，產品質量差，且尾渣含大量Na+，造成土壤鹽堿化，破壞環(huán)境，早已經被淘汰。
實用新型內容
[0005]本實用新型目的是提供一種離子型稀土礦的浸礦系統，其浸礦效率高、可避免氨氮對環(huán)境的污染。
[0006]為此，提供了一種離子型稀土礦的浸礦系統，其特征在于，包括浸礦交換柱，其具有位于上部的離子型稀土礦的裝料裝置、頂水注入裝置和無氨浸礦劑注入裝置、以及位于下部的浸出液輸出裝置和尾礦輸出裝置，所述浸出液輸出裝置的設置高度不高于所述尾礦輸出裝置的設置高度。
[0007]優(yōu)選地，所述浸礦交換柱可以由多節(jié)串接而成；相鄰兩節(jié)之間設有密封墊，并且通過法蘭連接。
[0008]優(yōu)選地，還設有料層厚度監(jiān)測裝置。
[0009]優(yōu)選地，還設有浸礦劑與礦石比例控制裝置和/或頂水與礦石比例控制裝置。
[0010]優(yōu)選地，還設有無氨浸礦劑濃度控制裝置。
[0011]優(yōu)選地，還設有礦面露出監(jiān)測與加入頂水控制裝置。
[0012]優(yōu)選地，還設有浸礦交換柱中殘留溶液監(jiān)測裝置。
[0013]優(yōu)選地，還設有料層厚度閾值報警裝置。
[0014]優(yōu)選地，還設有礦面露出報警裝置。
[0015]優(yōu)選地，還設有殘留溶液流盡報警裝置。
[0016]本實用新型浸礦效果好、稀土浸出率高、浸礦周期短、浸出液中雜質元素Fe、Al、S1、Ca含量低。本實用新型適用于離子型稀土礦礦山開采。[0017]本實用新型采用復合型無氨浸礦劑浸礦，浸礦效果與硫酸銨相當，且浸礦周期短、浸出液雜質元素含量低，保護水體不受氨氮污染。
[0018]本實用新型不僅可使離子型稀土礦浸礦效果與硫酸銨相當，且從源頭上避免帶入NH4+離子，實現離子型稀土礦山綠色開采。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為根據本實用新型的離子型稀土礦浸礦系統流程示意圖。
[0020]圖2為根據本實用新型的離子型稀土礦浸礦系統的結構原理示意圖。
具體實施例
[0021]離子型稀土礦不是以“礦物相”存在的礦物，而是以一種“離子相”形態(tài)存在的礦物，亦即稀土礦物中約90%的稀土是以陽離子狀態(tài)吸附在某些礦物載體上(吸附于粘土礦物表面)，可與電解質溶液中陽離子發(fā)生交換反應，只要以某種電解質作為浸礦劑，對礦物進行滲濾浸出，則浸礦劑中的陽離子將同被吸附在載體礦物表面的“離子相”稀土發(fā)生交換，形成可溶性的稀土化合物而進入到溶液中。
[0022]浸礦反應如下:
[0023][Al2Si2O5 (OH) 4]m.nRE+3nMe+= [Al2Si2O5 (OH) 4]m.3nMe+nRE3+
[0024]其中，Al2Si2O5 (OH)4代表高嶺土 ；m代表不定數；n代表不定數；RE代表稀土離子；Me代表強電解質陽離子。
[0025]根據本實用新型，將離子型稀土礦試料均勻裝入Φ 150 X 2000mm有機玻璃交換柱中，料層厚度150cm(在另外一個實施例中為120cm)，按浸礦劑(升)/礦石(公斤)為0.6?
0.8左右加入一定濃度(2%?5%)的無氨浸礦劑，待礦面露出后，再按頂水(升)/礦石(公斤)為0.2左右加入頂水。浸礦柱中殘留的溶液基本流盡即終止浸礦作業(yè)。
[0026]根據本實用新型，化驗浸出液的稀土濃度，可計算出離子相稀土浸出率。
[0027]如圖1-2所示，根據本實用新型的離子型稀土礦的浸礦系統包括浸礦交換柱1，其具有位于上部的離子型稀土礦的裝料裝置2、頂水注入裝置10和無氨浸礦劑注入裝置3、以及位于下部的浸出液輸出裝置5和尾礦輸出裝置4，所述浸出液輸出裝置5的設置高度不高于所述尾礦輸出裝置4的設置高度。
[0028]優(yōu)選地，還設有料層厚度監(jiān)測裝置7、浸礦劑與礦石比例控制裝置8、無氨浸礦劑濃度控制裝置9、頂水與礦石比例控制裝置11、礦面露出監(jiān)測與加入頂水控制裝置、和/或浸礦交換柱中殘留溶液監(jiān)測裝置。
[0029]優(yōu)選地，還設有料層厚度閾值報警裝置、礦面露出報警裝置、和/或浸礦交換柱中殘留溶液流盡報警裝置。
[0030]實例I:
[0031]取離子型稀土原礦-1，離子相稀土 0.097%，水分10.86%，采用2%硫酸銨進行浸礦，稀土浸出率為95.05%，穿透時間6h，浸礦周期為58h，浸出液RE01.26g/L，Fe < 0.001g/L,A10.022g/L, Si0.015g/L, Ca0.280g/L, pH4.5 ;采用本實用新型2%浸礦劑，稀土浸出率為95.15%，穿透時間 7.5h，浸礦周期為 60h，浸出液 RE00.94g/L，Fe < 0.001g/L，A10.019g/L，Si0.009g/L, Ca0.240g/L, pH4.5。[0032]實例2:
[0033]取離子型稀土原礦-1，離子相稀土 0.097%，水分10.86%，采用2%硫酸銨進行浸礦，稀土浸出率為95.05%，穿透時間6h，浸礦周期為58h，浸出液RE01.26g/L，Fe < 0.001g/L,A10.022g/L, Si0.015g/L, Ca0.280g/L, pH4.5 ;采用本實用新型5%浸礦劑，稀土浸出率為95.25%，穿透時間 6h，浸礦周期為 48h，浸出液 RE01.25g/L，Fe < 0.001g/L, A10.025g/L,Si0.0llg/L, Ca0.320g/L, pH4.5。
[0034]實例3:
[0035]取離子型稀土原礦-2，離子相稀土 0.062%，水分10.69%，采用2%硫酸銨進行浸礦，稀土浸出率為92.90%，穿透時間5.5h，浸礦周期為56h，浸出液RE00.82g/L，Fe < 0.0Olg/L，A10.016g/L，Si0.009g/L, Ca0.220g/L，pH4.5 ;采用本實用新型2%浸礦劑，稀土浸出率為93.01%，穿透時間 7.0h，浸礦周期為 58h，浸出液 RE00.60g/L，Fe < 0.001g/L，A10.010g/L,Si0.009g/L, Ca0.144g/L, pH4.5。
[0036]實例4:
[0037]取離子型稀土原礦-2，離子相稀土 0.062%，水分10.69%，采用2%硫酸銨進行浸礦，稀土浸出率為92.90%，穿透時間5.5h，浸礦周期為56h，浸出液RE00.82g/L，Fe < 0.0Olg/L，A10.016g/L，Si0.009g/L, Ca0.220g/L，pH4.5 ;采用本實用新型5%浸礦劑，稀土浸出率為93.19%，穿透時間 5.5h，浸礦周期為 44h，浸出液 RE00.80g/L，Fe < 0.001g/L，A10.013g/L，Si0.012g/L, Ca0.190g/L, pH4.5。
[0038]本實用新型包括:選擇合適的無氨浸礦劑，滿足浸礦所需的條件，使其浸礦效果好，稀土浸出率高，浸礦周期短，浸出液中雜質元素Fe、Al、S1、Ca含量低。
[0039]本實用新型以無氨電解質作為浸礦劑，對礦物進行滲濾浸出，使浸礦劑中的陽離子與被吸附在載體礦物表面上的“離子相”稀土發(fā)生交換，形成可溶性的稀土化合物而進入到溶液中。
[0040]優(yōu)選地，將離子型稀土礦裝入浸礦交換柱中，料層厚度小于浸礦交換柱內深度的85% (優(yōu)選小于75%，甚至小于60%)，按浸礦劑(升)/礦石(公斤)=0.55 -0.85(優(yōu)選0.6?
0.8)的比例至少一次(優(yōu)選I次，如果多次，濃度不變)加入濃度為I?6% (優(yōu)選2?5%)的無氨浸礦劑；待礦面露出后，再按頂水(升)/礦石(公斤)=0.15?0.25(優(yōu)選0.2)的比例至少一次加入頂水(優(yōu)選I次，如果多次，加水量不變)；浸礦交換柱中殘留的溶液基本流盡，即終止浸礦作業(yè)。
[0041]優(yōu)選地，浸礦交換柱的直徑與高度的比例為1:0.5-1:10。
[0042]優(yōu)選地，進一步包括通過化驗浸出液的稀土濃度計算出離子相稀土浸出率。
[0043]優(yōu)選地，所述離子型稀土礦中的稀土，其不以“礦物相”存在，而是以“離子相”形態(tài)存在；在所述離子型稀土礦中，80?95%(例如約90%)的稀土以陽離子狀態(tài)吸附在礦物載體上(例如，吸附于粘土礦物表面)；和/或，所述離子型稀土礦可與電解質溶液中陽離子發(fā)生交換反應。
[0044]優(yōu)選地，浸礦反應如下:
[0045][Al2Si2O5 (OH) 4]m.nRE+3nMe+= [Al2Si2O5 (OH) 4]m.3nMe+nRE3+
[0046]其中，Al2Si2O5 (OH)4代表高嶺土 ；m代表不定數；n代表不定數；RE代表稀土離子；Me代表強電解質陽離子。
【權利要求】
1.一種離子型稀土礦的浸礦系統,其特征在于,包括浸礦交換柱,其具有位于上部的離子型稀土礦的裝料裝置、頂水注入裝置和無氨浸礦劑注入裝置、以及位于下部的浸出液輸出裝置和尾礦輸出裝置，所述浸出液輸出裝置的設置高度不高于所述尾礦輸出裝置的設置高度。
2.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，所述浸礦交換柱可以由多節(jié)串接而成；相鄰兩節(jié)之間設有密封墊，并且通過法蘭連接。
3.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，還設有料層厚度監(jiān)測裝置。
4.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，還設有浸礦劑與礦石比例控制裝置和/或頂水與礦石比例控制裝置。
5.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，還設有無氨浸礦劑濃度控制裝置。
6.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，還設有礦面露出監(jiān)測與加入頂水控制裝置。
7.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，還設有浸礦交換柱中殘留溶液監(jiān)測裝置。
8.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，還設有料層厚度閾值報警裝置。
9.如權利要求1所述的浸 礦系統，其特征在于，還設有礦面露出報警裝置。
10.如權利要求1所述的浸礦系統，其特征在于，還設有殘留溶液流盡報警裝置。
【文檔編號】C22B59/00GK203530388SQ201320723877
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權日:2013年11月15日
【發(fā)明者】陳冬英, 楊新華, 歐陽紅, 賴蘭萍, 周潔英, 伍鶯, 周愛國, 彭少華, 陳后興, 溫祥 申請人:贛州有色冶金研究所