離子型稀土礦的提取工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及選礦工藝，尤其涉及一種離子型稀土礦的提取工藝。
【背景技術】
[0002]離子型稀土礦床(又稱風化殼淋積型稀土 )為我國首次發現的一種新類型稀土礦床，該礦床規模大，儲量豐富，放射性比度低，是我國得天獨厚的稀土資源，主要分布在江西、廣東、湖南、福建、廣西等省區。其特點為主要以離子態的形式吸附于粘土礦物表面，開采容易，提取工藝簡單。但是該類型的礦品位較低，多在千分之三以下。而隨著稀土礦開采越來越貧礦化，提取成本逐漸升高。
[0003]傳統的離子型稀土礦稀土提取的過程主要包括:原礦浸出和浸出液中稀土的提取兩部分。
[0004]原礦浸出多采用電解質作浸礦劑浸取稀土。浸礦液為不與稀土生成難溶化合物的各種電解質溶液，如硫酸銨、氯化銨、氯化鈉、氯化鉀等溶液均可作為離子吸附型稀土礦的浸礦液。考慮銨鹽對稀土浸出選擇性好，雜質含量低，來源方便且價格低廉，目前工業上多采用硫酸銨作為浸礦劑。浸出工藝上采用原地浸礦工藝浸取稀土，浸出液中稀土含量0.2-lg/L，除稀土之外，還含有大量的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質。低于0.2g / L幾乎沒有開采價值。
[0005]上述稀土浸出液經除雜和稀土沉淀得到碳酸稀土混合物或草酸稀土混合物。在傳統工藝中除雜和沉淀通常通過在浸出液中加入沉淀劑如碳酸氫銨、草酸等，根據不同PH值，不同物質的溶解度不同，先令雜質沉淀，然后再令稀土沉淀。
[0006]由于礦的品位較低，獲得的浸出液中稀土濃度很低，浸出液體積龐大，同時由于除雜、沉降時間總計長達10小時，導致除雜池、沉淀池體積龐大。由于礦山開采周期短，停采后除雜池、沉淀池等基建設施被閑置，造成巨大浪費，同時對山體環境造成巨大的永久破壞。
【發明內容】
[0007]本發明的目的，就是為了克服上述現有技術存在的問題，提供一種離子型稀土礦的提取工藝。
[0008]本發明的目的通過以下技術方案來實現:一種離子型稀土礦的提取工藝，以稀土浸出液為原料進行提取；其包括以下步驟:
[0009]步驟一、稀土浸出液經過初步過濾，去除懸浮顆粒物后，進入納濾膜系統，經過納濾膜處理，稀土離子及其它二價以上金屬離子被截留富集形成納濾膜濃縮液，進入下一步驟，濾出液用來配制浸礦液；
[0010]步驟二、將步驟一所得納濾膜濃縮液引入除雜池或除雜罐中，加入飽和碳酸氫銨溶液或氨水，調節pH值為5.2-5.4,沉淀物為含有招、鐵、I丐的難溶物,經沉降、過濾或者離心分離后，清液進入下一步驟；
[0011]步驟三、向步驟二得到的清液中加入稀土沉淀劑至稀土沉淀完全，靜置，經離心或過濾，得到沉淀物。
[0012]步驟三中所述稀土沉淀劑為飽和碳酸氫銨溶液，沉淀物為碳酸混合稀土產品。
[0013]步驟三中所述稀土沉淀劑為飽和草酸溶液，沉淀物為草酸混合稀土產品。
[0014]所述初步過濾包括砂濾、微濾或超濾。
[0015]所述納濾膜系統采用的膜元件對硫酸鎂的截留率>98%，膜組件為卷式、中空纖維式、板式或管式，或者旋轉式，操作壓力控制在1.0?4.0Mpa0所用的膜材料為聚酰胺、聚醚砜、聚砜、芳香性聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚酮、聚醚酮、聚四氟乙烯、聚乙烯中的一種或幾種的混合物。
[0016]所述稀土浸出液是以硫酸銨為浸礦劑得到的浸出液。
[0017]步驟三所得清液先經中和，再補加硫酸銨，作為浸礦液，回用到浸礦過程中。
[0018]所述的浸礦液還可采用其它不與稀土生成難溶化合物的各種電解質溶液，如氯化銨、氯化鈉、氯化鉀等溶液。稀土礦山通過打孔從山頂注入浸礦液，經過下滲、離子交換完成浸礦過程，得到稀土浸出液。浸出液中除含有稀土外，還含有鋁、鐵、鈣等雜質，以及懸浮物坐寸ο
[0019]步驟一中，稀土浸出液經過納濾膜分離，稀土及其他2價以上金屬離子被截留富集，總溶解固體達到40-100克/升。以目前低品位稀土浸出液狀況，稀土濃度提高了 10-50倍。進入后續工藝的浸出液體積減少到I / 10-1 / 50。
[0020]經過步驟二處理的清液由于濃度提高，體積減少，碳酸氫銨或草酸的消耗大幅減少。清液中攜帶的雜質總量大幅減少，母液量減少，稀土的收率得到提高。
[0021]本發明采用納濾膜分離技術將浸出液中稀土離子及雜質離子與硫酸銨分離，其中稀土離子及其它金屬離子被富集濃縮10?50倍。納濾膜的濃縮液為稀土富集液，體積大大減少，后續鐵鋁除雜、稀土沉淀的體積大幅減少，相應減少了池子蓄積所需要的體積，減少了沉降所需的稀土沉淀劑的用量。除此之外，后續除雜、稀土沉淀過程可以采用離心機直接實現固液分離，較舊工藝中自然沉降的時間固液分離的時間大幅縮減。
[0022]采用本工藝，稀土品位、回收率得到提高。對于稀土礦山開采品位的適應范圍增大，可實現舊工藝邊界品位以下稀土礦山的開采。而現有技術的工藝在礦山稀土品位低于邊界品位時，則停止開采。由于本發明的膜工藝遵循稀土母液濃度越低，濃縮倍數越高的規律，可滿足鐵鋁除雜、稀土沉淀前稀土濃度的穩定給料，因此可實現對浸出液中稀土含量低于0.2g / L以下的稀土礦山的經濟性開采。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0024]實施例1
[0025]取某離子型稀土礦山浸出液I噸，其中稀土含量(以稀土氧化物含量計)約為200mg / L左右，濁度為100NTU左右。原液進石英砂濾，其透過液經泵泵入納濾膜系統，膜壓力控制在1.5-2.5Mpa，操作溫度為10?40°C，得到納濾膜濃縮液80_85kg，其稀土濃度為2400-2500mg / L0稀土回收率達到99.5%。向濃縮液中投加飽和碳酸氫銨溶液，調節pH至5.2?5.4，反應后再進入一級離心機裝置，離心液再進入調節罐，往其中投加飽和碳酸氫銨溶液至稀土沉淀完全后，待靜置3?4h后，經二級離心機裝置，沉淀物則為碳酸混合稀土，其中稀土氧化物含量為0.194kg，總回收率為97.1%，離心液經加入硫酸調節pH至5.4后，與前端納濾膜濾出液進行混合，通過添加硫酸銨或氨水配制成2%?4%的pH為5.4的浸礦液循環利用。
[0026]實施例2
[0027]取某離子型稀土礦山浸出液2噸，其中稀土含量(以稀土氧化物含量計)為512mg / L，濁度為111NTU。原液進入浸沒式微濾裝置。在真空泵的作用下，濾液透過膜，置于儲罐中，經泵泵入納濾膜裝置，膜壓力控制在3.0Mpa,操作溫度為10?40°C，納濾膜濾出液量為1834kg，硫酸銨濃度為IlOOmg / L，納濾膜濃縮液量為165kg，稀土濃度為616Img /L，稀土回收率達到99.3%。向濃縮液中投加飽和碳酸氫銨溶液，調節pH至5.2?5.4，反應后進入一級離心機裝置，離心液再進入調節罐，往其中投加飽和草酸溶液至PH2.0左右，待靜置后，經二級離心機裝置，沉淀物則為草酸混合稀土，其中稀土氧化物含量為0.993kg，總回收率為97.0%，離心液經加入氨水調節pH至5.4后，與前端納濾膜濾出液進行混合，通過添加硫酸銨或氨水配制成2%?4%的pH為5.4的浸礦液循環利用。
[0028]實施例3
[0029]取某離子型稀土礦山浸出液4噸，其中稀土含量(以稀土氧化物含量計)為156mg / L，濁度為98NTU。原液進入浸沒式超濾裝置。在壓力泵的作用下，濾液透過膜，置于儲罐中，經泵泵入納濾膜裝置，膜壓力控制在2.8Mpa，操作溫度為10?40°C，納濾膜濾出液量為3842kg，納濾膜濃縮液量為157kg，稀土濃度為3942mg / L，稀土回收率達到99.5%。向濃縮液中投加飽和碳酸氫銨溶液，調節pH至5.2?5.4，反應后，進入一級離心機裝置，離心液再進入調節罐，往其中投加飽和碳酸氫銨溶液至稀土沉淀完全，待靜置后，進入二級離心機裝置，沉淀物則為碳酸混合稀土，其中稀土氧化物含量為0.602kg,總回收率為96.5%，離心液經加入硫酸調節pH至5.4后，與前端納濾膜濾出液進行混合，通過添加硫酸銨或氨水配制成2%?4%的pH為5.4的浸礦液循環利用。
【主權項】
1.一種離子型稀土礦的提取工藝，以稀土浸出液為原料進行提取；其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、稀土浸出液經過初步過濾，去除懸浮顆粒物后，進入納濾膜系統，經過納濾膜處理，稀土離子及其它二價以上金屬離子被截留富集形成納濾膜濃縮液，進入下一步驟，濾出液用來配制浸礦液； 步驟二、將步驟一所得納濾膜濃縮液引入除雜池或除雜罐中，加入飽和碳酸氫銨溶液或氨水，調節PH值為5.2-5.4，沉淀物為含有鋁、鐵、鈣的難溶物，經沉降、過濾或者離心分離后，清液進入下一步驟； 步驟三、向步驟二得到的清液中加入稀土沉淀劑至稀土沉淀完全，靜置，經離心或過濾，得到沉淀物。2.根據權利要求1所述的離子型稀土礦的提取工藝，其特征在于，步驟三中所述稀土沉淀劑為飽和碳酸氫銨溶液，沉淀物為碳酸混合稀土產品。3.根據權利要求1所述的離子型稀土礦的提取工藝，其特征在于，步驟三中所述沉淀劑為飽和草酸溶液，沉淀物為草酸混合稀土產品。4.根據權利要求1所述的離子型稀土礦的提取工藝，其特征在于，所述初步過濾包括砂濾、微濾或超濾。5.根據權利要求1所述的離子型稀土礦的提取工藝，其特征在于，所述納濾膜系統采用的膜元件對硫酸鎂的截留率>98%，膜組件為卷式、中空纖維式、板式或管式，或者旋轉式，操作壓力控制在1.0?4.0Mpa06.根據權利要求1所述的離子型稀土礦的提取工藝，其特征在于，所述稀土浸出液是以硫酸銨為浸礦劑得到的浸出液。7.根據權利要求1所述的離子型稀土礦的提取工藝，其特征在于:步驟三所得清液先經中和，再補加硫酸銨，作為浸礦液，回用到浸礦過程中。8.根據權利要求1所述的離子型稀土礦的提取工藝，其特征在于:所述納濾膜濃縮液中，稀土離子及其它二價以上金屬離子被截留富集10-50倍。
【專利摘要】一種離子型稀土礦的提取工藝，是將稀土浸出液經過初步過濾后進入納濾膜系統，再將納濾膜濃縮液引入除雜池或除雜罐中，加入飽和碳酸氫銨溶液或氨水沉降，清液中加入稀土沉淀劑，得到沉淀物為混合稀土產品。上述沉淀劑為飽和碳酸氫銨溶液或飽和草酸溶液。本工藝采用膜分離技術結合離心分離技術提取稀土，減少了碳酸氫銨用量，縮小了各種池的體積，實現了硫酸銨的回用，提高了稀土的提取收率，并可實現對浸出液中稀土含量低于0.2g／L以下的稀土礦山的經濟性開采。同時，此生產工藝為一集成裝備系統，無需就地開挖大量池子、破壞山體植被，徹底改變了傳統生產工藝對環境的破壞。是典型的清潔生產工藝。
【IPC分類】C22B3/44, C22B59/00, C22B3/22
【公開號】CN105018754
【申請號】CN201410155386
【發明人】葛文越, 肖禮金, 曹厚康
【申請人】上海凱鑫分離技術有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月17日