本發(fā)明涉及礦物冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種離子型稀土礦強(qiáng)化浸出方法。

背景技術(shù)：

離子型稀土礦是我國特有的稀土礦產(chǎn)資源，因其富含中重稀土元素、配分齊全、放射性比度低，現(xiàn)已成為我國限制開采的重要戰(zhàn)略資源。礦石中稀土元素多呈水合或羥基水合陽離子的形態(tài)吸附在高嶺石、伊利石等黏土礦物表面，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。采用化學(xué)性質(zhì)更為活潑的陽離子可與稀土離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，進(jìn)而提取稀土元素，但以“搬山運(yùn)動(dòng)”著稱的桶浸、池浸、堆浸等提取工藝不僅破壞表層植被，而且污染環(huán)境，產(chǎn)生難以修復(fù)的影響。原地溶浸工藝是離子型稀土礦最佳的浸取工藝，但長期的生產(chǎn)實(shí)踐表明原地溶浸工藝依然存在著適應(yīng)性差、浸出率低、浸出周期長、藥劑殘留嚴(yán)重、邊坡穩(wěn)定性差等問題，限制了該技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用。造成該問題的主要原因是離子型稀土礦特有的黏土礦物性質(zhì)復(fù)雜，不僅滲透性差、孔隙通道功能低，而且浸出過程易發(fā)生物理膨脹和同電相斥效應(yīng)，造成浸出滲流過程受阻、邊坡穩(wěn)定性差和浸出效率低。

目前，針對(duì)離子型稀土礦的溶浸選礦回收，工業(yè)上普遍采用硫酸銨、氯化銨、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂等電解質(zhì)溶液作浸出劑進(jìn)行浸取回收。然而，離子型稀土礦中特有的黏土礦物在加入浸取劑后會(huì)發(fā)生遇水膨脹、分散等物理化學(xué)作用，其層面間的膠結(jié)物被水溶解，造成內(nèi)聚力下降；同時(shí)，黏土層間因氫離子解離，導(dǎo)致表面荷帶負(fù)電，引起黏土礦物層間同電相斥效應(yīng)，使其體積增加而導(dǎo)致膨脹；另外，黏土礦物作為稀土元素的負(fù)載相，其顆粒層間自由水和表面結(jié)合水對(duì)原地溶浸時(shí)浸出劑產(chǎn)生吸收、黏帶和阻礙作用，嚴(yán)重影響溶浸過程浸出劑的滲流；再次，因浸出過程液相因素的改變，導(dǎo)致稀土礦體中位置固定的骨架顆粒和孔道中游離散布的松散顆粒發(fā)生位置改變，進(jìn)而影響骨架顆粒的孔隙率，造成溶浸過程顆粒沉積和淤結(jié)。上述原因造成原地溶浸體系中浸出劑在黏土礦物層間滲流受阻、離子交換反應(yīng)不充分，礦體膨脹受力不均、邊坡穩(wěn)定性差，黏土礦物親水潤濕性差、浸出效率低，浸出劑用量大、生產(chǎn)成本高，易產(chǎn)生滲流死區(qū)/盲區(qū)、地表徑流、氨氮污染等環(huán)境問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)離子型稀土礦溶浸過程普遍存在的滲流效果差、孔隙率低、傳質(zhì)不充分、浸出效率低、浸出劑用量大、生產(chǎn)成本高、易產(chǎn)生環(huán)境污染等問題，提供一種穩(wěn)定、高效、滲流效果好、交換反應(yīng)充分、浸出指標(biāo)高、生產(chǎn)成本低、環(huán)保無污染的離子型稀土礦強(qiáng)化浸出方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種離子型稀土礦強(qiáng)化浸出方法，其溶浸過程包括加入浸出劑進(jìn)行浸出，加入的浸出劑為氯化鉀、氯化鎂、硫酸銨中的至少一種，其特征在于：溶浸過程還加入有助浸劑，該助浸劑以3-烷氧基-正丙基胺、谷氨酸為原料，按照質(zhì)量比(2.5～4.0):(1.2～1.8)的配比混合均勻，在常溫常壓下混合攪拌30～40min制取而成。

溶浸過程按以下步驟進(jìn)行：

1)將離子型稀土礦裝入溶浸柱；

2)將浸出劑和助浸劑溶解、混合；

3)將配置好的浸出劑和助浸劑對(duì)溶浸柱中的稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

優(yōu)選地，溶浸過程的浸出劑濃度為25～70g/l，助浸劑濃度為0.8～2.0g/l。

優(yōu)選地，將配置好的浸出劑和助浸劑按照1.5～8.5ml/min的流速進(jìn)行噴淋，按溶浸液固比為0.1～0.7ml/g收集浸出液。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

(1)針對(duì)離子型稀土礦特有的黏土礦物在加入浸取劑后會(huì)發(fā)生遇水膨脹，造成內(nèi)聚力下降，以及氫離子解離后表面荷負(fù)電，引起黏土礦物層間同電相斥，造成黏土層體積膨脹變大，引發(fā)邊坡不穩(wěn)定等問題。本發(fā)明在溶浸過程中加入了助浸劑，助浸劑中3-烷氧基-正丙基胺分子上除含有一個(gè)氮原子外，在側(cè)基上還有烷氧基，氮原子的正電性基團(tuán)與黏土的負(fù)電性中心產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電作用，使合成的聚醚胺牢固地吸附在黏土顆粒表面，形成一層單分子膜；側(cè)基上的烷氧基則能與水分子競爭黏土礦物表面上的吸附位置，并優(yōu)先吸附到黏土礦物表面，阻止水分子進(jìn)入黏土礦物的晶層中，從而有效抑制黏土的水化膨脹，顯著改善溶浸過程中礦體膨脹、內(nèi)聚力下降等問題。而傳統(tǒng)的溶浸工藝通常只添加單一的氯化銨類浸出劑，不僅易發(fā)生浸出膨脹等問題，而且因部分浸出劑陽離子被黏土礦物表面陰離子締合吸附，導(dǎo)致與稀土離子交換反應(yīng)的陽離子濃度降低，使得滲流效果變差、交換反應(yīng)不充分，造成浸出率變低，而要解決這一問題需添加大量的浸出劑，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。

(2)針對(duì)離子型稀土礦黏土礦物顆粒層間自由水和表面結(jié)合水對(duì)浸出劑產(chǎn)生吸收、黏帶和阻礙作用，影響浸出劑滲流浸出的問題。本發(fā)明采用的助浸劑具有極強(qiáng)的潤濕性，當(dāng)浸出劑與強(qiáng)化劑同時(shí)添加溶浸時(shí)，助浸劑中的谷氨酸能瞬間潤濕黏土礦物層表面，使浸出劑在黏土礦物表面的外層滲流擴(kuò)散不受層間自由水和表面結(jié)合水的影響，降低液相的粘滯和拖拽阻力，使浸出劑快速到達(dá)黏土礦物表面并形成液固兩相界面膜，進(jìn)而發(fā)生發(fā)生離子交換溶浸反應(yīng)，顯著改善滲流阻礙現(xiàn)象。而目前普遍采用的溶浸方法因缺乏強(qiáng)化浸出效果，使得添加的單一浸出劑不僅因液相黏帶、阻礙作用，造成溶浸滲流受阻，而且浸出劑到達(dá)黏土礦物表面的時(shí)間邊長，導(dǎo)致浸出效率下降。即使增大浸出劑用量也難以解決這一難題，相反因浸出劑用量增大，濃度變高，導(dǎo)致液相流動(dòng)性變差、浸出滲流效果更差。

(3)針對(duì)離子型稀土礦溶浸過程中因位置固定的骨架顆粒和孔道中游離散布的松散顆粒發(fā)生位置改變，導(dǎo)致礦體孔隙率下降，溶浸過程顆粒沉積和淤結(jié)等問題。本發(fā)明采用的助浸劑本身就屬于大分子高活性物質(zhì)，溶浸時(shí)電離出的大分子陰離子與黏土礦物表面發(fā)生化學(xué)吸附，吸附后的大分子團(tuán)不僅穩(wěn)定礦物顆粒，而且增強(qiáng)顆粒間的內(nèi)聚力，進(jìn)而阻礙浸出劑滲流時(shí)骨架顆粒和松散顆粒的位移。

由此，使本發(fā)明達(dá)到了以下技術(shù)效果：第一、發(fā)明了高效助浸劑，解決了浸出劑在黏土礦物層間滲流受阻、離子交換反應(yīng)不充分、礦體遇水膨脹、邊坡穩(wěn)定性差的技術(shù)難題，顯著提高了溶浸效率與滲流效果；

第二、助浸劑協(xié)同浸出劑共同溶浸離子型稀土礦，解決了浸出劑對(duì)黏土礦物潤濕性差、浸出效率低、藥劑用量大、生產(chǎn)成本高、易產(chǎn)生環(huán)境污染的技術(shù)難題，顯著改善并強(qiáng)化了離子型稀土礦的綠色化學(xué)提取；

第三、發(fā)明的助浸劑為高性能活性物質(zhì)，在稀土礦體中易生物降解，可為微生物的繁殖和植被修復(fù)提高養(yǎng)分，有利于稀土礦山的生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例做進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1，首先，將350g的3-烷氧基-正丙基胺、160g谷氨酸混合，常溫常壓下混合攪拌35min得到助浸劑。

選別的試樣a取自江西贛州某離子型稀土礦山，試樣含稀土reo總量為0.096％，礦石主要由sio2和al2o3組成，其次為k2o、mgo、fe2o3等，主要賦存在石英、長石、云母、埃洛石、伊利石等黏土礦物中；稀土元素以離子相形態(tài)產(chǎn)出，風(fēng)化嚴(yán)重、含泥量高。采用傳統(tǒng)溶浸工藝對(duì)該離子型稀土礦進(jìn)行溶浸選礦回收，獲得的最佳稀土浸出率為88.64％。

參照?qǐng)D1，采用本發(fā)明提供的浸出方法進(jìn)行溶浸選礦回收，溶浸過程加入浸出劑(nh4)2so4進(jìn)行浸出，溶浸過程還加入前面制得的助浸劑，選別步驟如下：

(1)稱取干燥的離子型稀土礦樣a1000g裝入溶浸柱；

(2)將浸出劑kcl和強(qiáng)化劑zxt-16溶解、混合；

(3)將配置好的浸出劑(nh4)2so4和助浸劑對(duì)溶浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

溶浸過程的浸出劑(nh4)2so4濃度為60g/l，助浸劑濃度為1.6g/l，浸出劑(nh4)2so4和助浸劑按照5.2ml/min的流速進(jìn)行噴淋浸出，按溶浸液固比為0.42ml/g收集浸出液。

本實(shí)施例獲得的稀土浸出率為98.02％。

實(shí)施例2，首先，將220g3-烷氧基-正丙基胺、150g谷氨酸混合，常溫常壓下混合攪拌30min得到助浸劑。

選別的試樣b取自江西贛州某離子型稀土礦山，試樣含稀土reo總量為0.067％，礦石主要由sio2和al2o3組成，其次為k2o、mgo、fe2o3等，主要賦存在高嶺石、石英、長石、云母、埃洛石、伊利石等黏土礦物中；稀土元素以離子相形態(tài)產(chǎn)出，風(fēng)化嚴(yán)重、含泥量較高。采用傳統(tǒng)溶浸工藝對(duì)該離子型稀土礦進(jìn)行溶浸選礦回收，獲得的最佳稀土浸出率為89.25％。

采用本發(fā)明提供的強(qiáng)化浸出方法進(jìn)行溶浸選礦回收，溶浸過程加入浸出劑mgcl2進(jìn)行浸出，溶浸過程還加入制得的助浸劑，選別步驟如下：

(1)稱取干燥的離子型稀土礦樣a1000g裝入溶浸柱；

(2)將浸出劑mgcl2和助浸劑溶解、混合；

(3)將配置好的浸出劑mgcl2和助浸劑對(duì)溶浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

溶浸過程的浸出劑mgcl2濃度為60g/l，助浸劑濃度為1.4g/l，浸出劑mgcl2和助浸劑按照6.1ml/min的流速進(jìn)行噴淋浸出，按溶浸液固比為0.38ml/g收集浸出液。

本實(shí)施例獲得的稀土浸出率為97.54％。

實(shí)施例3，首先，將300g3-烷氧基-正丙基胺、140g谷氨酸混合，常溫常壓下混合攪拌30min得到助浸劑。

選別的試樣c取自江西贛州某離子型稀土礦山，試樣含稀土reo總量為0.078％，礦石主要由sio2和al2o3組成，其次為k2o、mgo、fe2o3等，主要賦存在高嶺石、石英、埃洛石、伊利石、長石、云母等黏土礦物中；稀土元素以離子相形態(tài)產(chǎn)出，風(fēng)化嚴(yán)重、含泥量較高。采用傳統(tǒng)溶浸工藝對(duì)該離子型稀土礦進(jìn)行溶浸選礦回收，獲得的最佳稀土浸出率為85.89％。

采用本發(fā)明提供的離子型稀土礦強(qiáng)化浸出方法進(jìn)行溶浸選礦回收，溶浸過程加入浸出劑kcl進(jìn)行浸出，溶浸過程還加入本實(shí)施例中制得的助浸劑，選別步驟如下：

(1)稱取干燥的離子型稀土礦樣a1000g裝入溶浸柱；

(2)將浸出劑kcl和助浸劑溶解、混合；

(3)將配置好的浸出劑kcl和助浸劑對(duì)溶浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

溶浸過程的浸出劑kcl濃度為60g/l，助浸劑濃度為1.4g/l，浸出劑kcl和助浸劑按照6.5ml/min的流速進(jìn)行噴淋浸出，按溶浸液固比為0.54ml/g收集浸出液。

本實(shí)施例獲得的稀土浸出率為97.84％。

以上已將本發(fā)明做一詳細(xì)說明，以上所述，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能限定本發(fā)明實(shí)施范圍，即凡依本申請(qǐng)范圍所作均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋范圍內(nèi)。