本發明屬于離子吸附型稀土礦地球化學領域，具體涉及一種鑒別離子吸附型稀土礦不同風化程度的方法。
背景技術：
離子吸附型稀土礦又稱風化殼淋積型稀土礦，是一種新型外生稀土礦，系含稀土的花崗巖或火山巖經多年風化所形成的黏土礦物，其解離出的稀土離子以水合離子或羥基水合離子吸附在黏土礦物上。其主要分布在我國南方的江西、福建、湖南、廣東、廣西等省，具有儲量豐富、放射性低、稀土配分齊全、富含稀土元素等特點，是我國特有的稀土礦產資源，也是世界上稀缺的礦種，它的開發和利用在世界上高科技工業中具有舉足輕重的作用。
依據吸附在黏土礦物上的稀土離子在水中不溶解也不水解，但遵循離子交換規律的特點，可用化學法提取稀土。傳統的開采方法主要是桶浸、池浸、堆浸、原地浸礦等。氯化鈉桶浸工藝操作過程為：將剝離表土后采掘的礦石搬運至室內，經篩分后置于木桶內，用氯化鈉溶液作為浸出劑浸析稀土，向所獲得的浸出液中加入草酸以沉淀出稀土。硫酸銨池浸工藝：將剝離表土后采掘的礦石均勻填入浸出池內，池子的容積一般在十到二十立方米，用硫酸銨進行浸出，在池底收集浸出液，采用碳酸氫銨作為沉淀劑沉淀稀土。稀土礦堆浸工藝：是將稀土礦開采后筑堆，將浸礦劑自堆上部開始進行淋洗，于堆底部收集浸出液，稀土進入浸出液中。稀土礦原地浸礦工藝：是在不破壞礦體表面植被，不開挖表土和礦石的情況下，將浸礦劑硫酸銨溶液經淺井直接注入礦體，浸礦劑中陽離子將吸附在黏土礦物表面的稀土離子交換解吸下來，進入稀土母液，進而收集稀土母液回收稀土。其中，稀土礦原地浸礦工藝不存在搬山運動，少量破壞礦體上的植被，浸礦劑可滲入到風化礦層、半風化層、微風化層直到花崗巖基巖中，大大提高了稀土資源的利用率，而且降低了生產成本，是目前應用效果最好的離子型稀土礦回收工藝。
目前為止，離子吸附型稀土礦浸出工藝的研究主要集中在新型浸取藥劑、選擇性浸出工藝、浸出機理等方面，且上述研究均是在風化程度較好的全風層稀土礦上進行的。而現在廣泛應用的原地浸出工藝，浸取劑將依次連續進入全風化層、半風化層、微風化層甚至到達基巖，與稀土離子進行交換。因此僅僅以全風層稀土礦為研究對象，而忽略了浸取劑、浸出工藝等對于不同風化程度稀土礦的浸出適應性，以及不同風化程度的風化層之間浸出過程的相互影響，并不能夠全面反應該地區的稀土浸出效果和規律，造成了試驗室工藝不能很好地指導工業實踐。
造成上述問題的根本原因在于：離子吸附型稀土礦風化程度的鑒別沒有系統明確的方法，長久以來，人們只是基于地質實踐經驗，主觀定性地劃分各風化層。如，從其顏色、礦物、硬度等方面去鑒定，全風化層的特點是原巖已基本成土狀，失去原貌；半風化層的特點是原巖還能辯出；微風化層則與原巖差別不大。但是上述定性方法受主觀因素和個人經驗的影響較大，導致劃分得到的結果并不能準確反映離子吸附型稀土礦的風化程度。因此，如何準確鑒別離子吸附型稀土礦風化程度是本領域技術人員亟待解決的技術難題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在于現有技術不能準確鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的缺陷，進而提供一種能準確、定量的鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法。
本發明所提供的鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法，包括如下步驟：
(1)從離子吸附型稀土礦中選取代表性礦樣，按如下(I)-(III)中的任意兩種指標進行定量分析，測知所述代表性礦樣的風化程度分別為風化程度1和風化程度2：
(I)所述代表性礦樣的風化率＞60％，則為風化礦；所述代表性礦樣的風化率介于30～60％，則為半風化礦；所述代表性礦樣的風化率＜30％，則為未風化礦；
(II)所述代表性礦樣中粒度小于0.125mm部分中的稀土占比＞50wt％，則為風化礦；所述代表性礦樣中粒度小于0.125mm部分中的稀土占比介于30wt％～50wt％，則為半風化礦；所述代表性礦樣中粒度小于0.125mm部分中的稀土占比＜30wt％，則為未風化礦；
(III)所述代表性礦樣的稀土浸出液中Al3+濃度＞0.1g/L，則為風化礦；所述代表性礦樣的稀土浸出液中Al3+濃度介于0.05～0.1g/L，則為半風化礦；所述代表性礦樣的稀土浸出液中Al3+濃度＜0.05g/L，則為未風化礦；
(2)若所述風化程度1和所述風化程度2一致，則所述代表性礦樣的風化程度與所述風化程度1或所述風化程度2一致；
若所述風化程度1和所述風化程度2不一致，再從所述(I)-(III)中選擇剩余的一種指標進行定量分析，測知所述代表性礦樣的風化程度為風化程度3，從所述風化程度1、所述風化程度2和所述風化程度3中選擇風化程度一致的兩個指標作為所述代表性礦樣的風化程度。
優選地，在進行所述定量分析之前，還包括對所述離子吸附型稀土礦進行主觀定性劃分，按其礦層深度劃分為風化礦層、半風化礦層和未風化礦層的步驟。
優選地，步驟(1)中，所述風化率的測定方法，包括如下步驟：
研磨所述代表性礦樣直至其粒徑＜0.074mm，再經堿熔后測定全相中各稀土元素含量，計算得知全相稀土總量ω總全；
用第一浸取劑按液固比(1.5-2.5):1淋浸粒徑＜0.074mm的所述代表性礦樣，收集濾液，測定所述濾液中離子相中各稀土元素含量，計算離子相稀土總量ω總離，則所述風化率為W＝(ω總離/ω總全)×100％，其中所述第一浸取劑為質量體積比為1.5-2.5％的硫酸銨水溶液。
優選地，所述第一浸取劑的淋浸流速為0.5-1mL/min。
優選地，所述測定步驟是采用電子耦合等離子體質譜儀進行的。
所述堿熔步驟為將Na2CO3、K2CO3、Na2O2、NaOH和KOH中的至少一種與所述代表性礦樣于600-800℃下融化為液體。
優選地，步驟(1)中，所述代表性礦樣的稀土浸出液中Al3+濃度的測定方法，包括如下步驟：
用第二浸取劑按液固比(0.5-1):1淋浸粒徑＜0.074mm的所述代表性礦樣，收集濾液，測定所述濾液中Al3+濃度，其中所述第二浸取劑為質量體積比為0.5-5％的硫酸銨水溶液。
優選地，在所述第二浸取劑進行淋浸之前，調節所述第二浸取劑的pH值至2-9，優選為6-7；
所述第二浸取劑的淋浸流速為0.5-1mL/min。
優選地，用H2SO4或NH3·H2O調節所述第二浸取劑的pH值至2-9，優選為6-7。
優選地，測定所述濾液中Al3+濃度是通過EDTA反滴定法進行的。
優選地，所述代表性礦樣是從離子吸附型稀土礦中選取的代表性原礦樣，再通過四分法縮分取樣得到的。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：
1)本發明實施例所提供的鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法，首創性提出了系統地、定量地鑒別不同風化程度離子吸附型稀土礦的方法，通過采用離子吸附型稀土礦的風化率、稀土在不同粒級的分布和稀土浸出液中Al3+濃度三個指標中的至少兩個來定量表征風化程度，并且相互印證，能準確鑒定離子吸附型稀土礦的風化程度，區分風化礦層、半風化礦層和未風化礦層，進而能針對各風化層進行研究，準確反映離子吸附型稀土礦的浸出效果和規律。
2)本發明實施例所提供的鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法，在礦山選取代表性礦樣、通過篩分分級后，限定液固比、第一浸取劑和淋浸流速，在該條件下全部浸出離子相中的稀土元素，準確反映該代表性礦樣的風化率，提高了鑒別的準確率。
3)本發明實施例所提供的鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法，在稀土礦山選取代表性礦樣，并限定液固比、第二浸取劑和淋浸流速，在該條件下準確測出浸出液中的Al3+濃度，提高了鑒別的準確率。
具體實施方式
下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。
實施例1
本實施例提供了一種鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法，包括如下步驟：
(1)分別從同一離子吸附型稀土礦的風化殼剖面不同深度的A、B兩個采樣點采集代表性原礦樣，并用四分法縮分出1kg代表性礦樣，經真空干燥箱烘干后冷卻至室溫，再用四分法縮分出20g，用瑪瑙研缽研磨至小于0.074mm后稱取0.5g，與1.5g NaOH于750℃下堿熔為液體，經電子耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)檢測全相中各稀土元素含量，計算得知全相稀土總量ω總全；
從上述烘干后的代表性礦樣中縮分出300g，裝入5×100cm的砂芯過濾玻璃柱，砂芯過濾玻璃柱上層墊兩張中速濾紙，用質量體積比為2％的硫酸銨水溶液按液固比2:1、淋浸流速為0.6mL/min進行均勻淋浸，收集濾液，測定所述濾液中離子相中各稀土元素含量，計算離子相稀土總量ω總離，則所述風化率為W＝(ω總離/ω總全)×100％；
按如下標準判定風化程度：
風化率＞60％，則為風化礦；風化率介于30～60％，則為半風化礦；風化率＜30％，則為未風化礦；
經測定，A采樣點的離子吸附型稀土礦的全相稀土總量ω總全為0.0421％，離子相稀土總量ω總離為0.0329％，則其風化率為78％，為風化礦；
B采樣點的離子吸附型稀土礦的全相稀土總量ω總全為0.0231％，離子相稀土總量ω總離為0.0116％，則其風化率為50.17％，為半風化礦；
(2)從步驟(1)中烘干后的代表性礦樣中縮分出1kg，用頂擊式標準振篩機將離子吸附型稀土礦篩分成五個自然粒級，即＞0.6mm、0.6～0.212mm、0.212～0.125mm、0.125～0.09mm、＜0.09mm，并計算出粒徑＜0.074mm的離子吸附型稀土礦的質量分數；
按如下標準判定風化程度：
粒度小于0.125mm部分中的稀土占比＞50wt％，則為風化礦；粒度小于0.125mm部分中的稀土占比介于30wt％～50wt％，則為半風化礦；粒度小于0.125mm部分中的稀土的占比＜30wt％，則為未風化礦；
經測定，A采樣點的離子吸附型稀土礦中粒徑＜0.074mm部分中的稀土占比63.72wt％，為風化礦；
B采樣點的離子吸附型稀土礦中粒徑＜0.074mm部分中的稀土占比47.12wt％，半風化礦；
(3)經步驟(1)的風化率鑒定和步驟(2)的粒度鑒定，A采樣點的風化程度一致，B采樣點的風化程度也一致，所以，A采樣點的離子吸附型稀土礦為風化礦，B采樣點的離子吸附型稀土礦為半風化礦。
實施例2
本實施例提供了一種鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法，包括如下步驟：
(1)分別從同一離子吸附型稀土礦風化殼剖面不同深度的A、C兩個采樣點采集代表性原礦并用四分法縮分出1kg代表性礦樣，經真空干燥箱烘干后冷卻至室溫，再用四分法縮分出20g，用瑪瑙研缽研磨至小于0.074mm后稱取0.5g，與1.5g NaOH于800℃下堿熔為液體，經電子耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)檢測全相中各稀土元素含量，計算得知全相稀土總量ω總全；
從上述烘干后的代表性礦樣中縮分出300g，裝入5×100cm的砂芯過濾玻璃柱，砂芯過濾玻璃柱上層墊兩張中速濾紙，用質量體積比為2％的硫酸銨水溶液按液固比2.5:1、淋浸流速為1mL/min進行均勻淋浸，收集濾液，測定所述濾液中離子相中各稀土元素含量，計算離子相稀土總量ω總離，則所述風化率為W＝(ω總離/ω總全)×100％；
按如下標準判定風化程度：
風化率＞60％，則為風化礦；風化率介于30～60％，則為半風化礦；風化率＜30％，則為未風化礦；
經測定，A采樣點的離子吸附型稀土礦的全相稀土總量ω總全為0.0421％，離子相稀土總量ω總離為0.0329％，則其風化率為78％，為風化礦；
C采樣點的離子吸附型稀土礦的全相稀土總量ω總全為0.0211％，離子相稀土總量ω總離為0.0014％，則其風化率為20.91％，為未風化礦；
(2)從步驟(1)中烘干后的代表性礦樣中縮分出300g，用H2SO4或NH3·H2O調節硫酸銨水溶液的pH值為6，用質量體積比為2％的硫酸銨水溶液按液固比1:1、淋浸流速為0.8mL/min進行均勻淋浸，收集濾液，用EDTA反滴定法測定所述濾液中Al3+濃度；
按如下標準判定風化程度：
稀土浸出液中Al3+濃度＞0.1g/L，則為風化礦；稀土浸出液中Al3+濃度介于0.05～0.1g/L，則為半風化礦；稀土浸出液中Al3+濃度＜0.05g/L，則為未風化礦；
經測定，A采樣點的離子吸附型稀土礦的稀土浸出液中Al3+濃度為0.175g/L，為風化礦；
C采樣點的離子吸附型稀土礦的稀土浸出液中Al3+濃度為0.012g/L，為未風化礦；
(3)經步驟(1)的風化率鑒定和步驟(2)的稀土浸出液中Al3+濃度鑒定，A采樣點的風化程度一致，C采樣點的風化程度也一致，所以，A采樣點的離子吸附型稀土礦為風化礦，C采樣點的離子吸附型稀土礦為半風化礦。
實施例3
本實施例提供了一種鑒別離子吸附型稀土礦風化程度的方法，包括如下步驟：
(1)分別從同一離子吸附型稀土礦風化殼剖面不同深度的B、D、E三個采樣點采集代表性原礦并用四分法縮分出1kg代表性礦樣，經真空干燥箱烘干后冷卻至室溫，再用四分法縮分出20g，用瑪瑙研缽研磨至小于0.074mm后稱取0.5g，與1.5g NaOH于600℃下堿熔為液體，經電子耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)檢測全相中各稀土元素含量，計算得知全相稀土總量ω總全；
從上述烘干后的代表性礦樣中縮分出300g，裝入5×100cm的砂芯過濾玻璃柱，砂芯過濾玻璃柱上層墊兩張中速濾紙，用質量體積比為2％的硫酸銨水溶液按液固比1.5:1、淋浸流速為0.9mL/min進行均勻淋浸，收集濾液，測定所述濾液中離子相中各稀土元素含量，計算離子相稀土總量ω總離，則所述風化率為W＝(ω總離/ω總全)×100％；
按如下標準判定風化程度：
風化率＞60％，則為風化礦；風化率介于30～60％，則為半風化礦；風化率＜30％，則為未風化礦；
經測定，B采樣點的離子吸附型稀土礦的全相稀土總量ω總全為0.0231％，離子相稀土總量ω總離為0.0116％，則其風化率為50.17％，為半風化礦；
D采樣點的離子吸附型稀土礦的全相稀土總量ω總全為0.0386％，離子相稀土總量ω總離為0.0251％，則其風化率為65％，為風化礦；
E采樣點的離子吸附型稀土礦的全相稀土總量ω總全為0.0452％，離子相稀土總量ω總離為0.0261％，則其風化率為58％，為半風化礦；
(2)從步驟(1)中烘干后的代表性礦樣中縮分出1kg，用頂擊式標準振篩機將離子吸附型稀土礦篩分成五個自然粒級，即＞0.6mm、0.6～0.212mm、0.212～0.125mm、0.125～0.09mm、＜0.09mm，并計算出粒徑＜0.074mm的離子吸附型稀土礦的質量分數；
按如下標準判定風化程度：
粒度小于0.125mm部分中的稀土占比＞50wt％，則為風化礦；粒度小于0.125mm部分中的稀土占比介于30wt％～50wt％，則為半風化礦；粒度小于0.125mm部分中的稀土占比＜30wt％，則為未風化礦；
經測定，B采樣點的離子吸附型稀土礦中粒徑＜0.074mm部分中的稀土占比47.12wt％，半風化礦；
D采樣點的離子吸附型稀土礦中粒徑＜0.074mm部分中的稀土占比55.34wt％，為風化礦；
E采樣點的離子吸附型稀土礦中粒徑＜0.074mm部分中的稀土占比28wt％，為未風化礦；
(3)從步驟(1)中烘干后的代表性礦樣中縮分出300g，用H2SO4或NH3·H2O調節硫酸銨水溶液的pH值為7，用質量體積比為2％的硫酸銨水溶液按液固比0.5:1、淋浸流速為0.7mL/min進行均勻淋浸，收集濾液，用EDTA反滴定法測定所述濾液中Al3+濃度；
按如下標準判定風化程度：
稀土浸出液中Al3+濃度＞0.1g/L，則為風化礦；稀土浸出液中Al3+濃度介于0.05～0.1g/L，則為半風化礦；稀土浸出液中Al3+濃度＜0.05g/L，則為未風化礦；
經測定，B采樣點的離子吸附型稀土礦的稀土浸出液中Al3+濃度為0.072g/L，為半風化礦；
D采樣點的離子吸附型稀土礦的稀土浸出液中Al3+濃度為0.07g/l，為半風化礦；
E采樣點的離子吸附型稀土礦的稀土浸出液中Al3+濃度為0.08g/l，為半風化礦；
(4)經步驟(1)的風化率鑒定、步驟(2)的粒度鑒定和步驟(3)的稀土浸出液中Al3+濃度鑒定，B采樣點的風化程度一致，通過步驟(1)的風化率鑒定和步驟(2)的粒度鑒定的D采樣點的風化程度一致，通過步驟(1)的風化率鑒定和步驟(3)的稀土浸出液中Al3+濃度鑒定的E采樣點的風化程度一致，所以，B采樣點的離子吸附型稀土礦為半風化礦，D采樣點的離子吸附型稀土礦為風化礦，E采樣點的離子吸附型稀土礦為半風化礦。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。