阅读说明：本技术 一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法 (Leaching method of weathering crust leaching type rare earth ore ) 是由 张春雷 袁宪强 付玉华 杨国春 何文 王观石 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于稀土矿湿法冶金技术领域,具体涉及一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法。该方法包括如下步骤：S1：在矿体表面钻孔,通入气体；S2：加注浸取剂,保持一段时间,然后加注顶水。该方法先在矿体中通入气体,能够使得矿体本身发生一定程度的松散,使得矿体内部的微孔隙进一步发展为中、大孔隙,然后注入浸取剂进行浸取,能够提高浸取剂与矿体的接触面积,提高浸取效率和浸出率。本发明先通气体再加注浸取剂的浸取的方法,相比与直接加注浸取剂来说,重大孔隙的存在能够缓和矿体由于吸水发生膨胀带来的影响,能够缓冲稀土矿由于吸水膨胀而引发的山体滑坡。(The invention belongs to the technical field of rare earth ore hydrometallurgy, and particularly relates to a method for leaching weathering crust elution-deposited rare earth ore. The method comprises the following steps: s1: drilling holes on the surface of an ore body, and introducing gas; s2: adding leaching agent, holding for a period of time, and adding top water. The method comprises the steps of firstly introducing gas into an ore body, loosening the ore body to a certain degree, further developing micropores in the ore body into medium and large pores, and then injecting a leaching agent for leaching, so that the contact area between the leaching agent and the ore body can be increased, and the leaching efficiency and the leaching rate are increased. Compared with the method for directly adding the leaching agent, the method for leaching by firstly introducing the gas and then adding the leaching agent can alleviate the influence of the expansion of the ore body due to water absorption and buffer the landslide of the rare earth ore caused by the water absorption expansion.)

一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法

技术领域

本发明属于稀土矿湿法冶金技术领域，具体涉及一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法。

背景技术

风化壳淋积型稀土矿(亦称离子吸附型稀土矿)是我国特有的稀土矿，广泛分布在我国南方的江西、福建、广东、湖南、广西等地区，它的稀土配分富含中重稀土元素，是我国中重稀土的主要来源，具有巨大的商业价值。风化壳淋积型稀土矿是黏土类矿物，主要由高岭石、埃洛石、蒙脱石等组成，黏土矿是稀土的负载相，其中85％左右的稀土以水合或羟基水合离子吸附在黏土矿物上，组成了一个大小不均和结构复杂的离子交换“树脂”。因而采用常规的物理选矿方法无法使稀土富集，一般采用化学浸出技术从该类型稀土矿中回收稀土。

风化淋积型稀土矿通常采用原地浸取工艺回收稀土。原地浸取工艺是将浸取剂溶液从注液浅井不间断地注入采场矿体，使电解质中的阳离子与矿石中的稀土离子进行交换，从而使稀土离子进入浸出液中产生浸出稀土母液，母液从集液沟中一侧渗出后，汇集至集液池，收取池中的母液经除杂后再用草酸或碳酸铵沉淀回收稀土的一种新型采矿方法。原地浸取采矿因其不破坏地形、地貌，不剥离植被、表土，无尾矿外排，减少劳动强度，对环境影响小，可回采常规开采方法无法开采的矿石，充分利用资源，节省基建投资，降低生产成本，社会效益明显等优点，已经得到了广泛应用。

但在原地浸取过程中常常因注液不当，导致山体滑坡现象发生，其主要原因是风化壳淋积型稀土矿中的黏土矿物吸水发生膨胀，当山体重力向下滑动的分力大于矿石的结构力与矿石滑动的摩擦阻力之和时，易发生山体滑坡，不仅破坏农田，污染环境，还损失了稀土浸取量及浸取剂，造成原地浸取技术经济指标下降。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的稀土矿原位浸取过程中矿体容易吸水膨胀，易发生山体滑坡等缺陷，从而提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种风化壳淋积型稀土矿浸取方法，包括如下步骤：

S1：在矿体表面钻孔，通入气体；

S2：加注浸取剂，保持一段时间，然后加注顶水。

进一步地，所述步骤S1中通入气体的压力为105－110MPa。

进一步地，所述步骤S1中的气体为空气，氮气或二氧化碳气体中的任何一种。

进一步地，所述步骤S1中通入气体的时间为5－15min。

进一步地，所述浸取剂为钠盐浸取剂和/或铵盐浸取剂，其中含有质量浓度为1－3％的可溶性钙盐。

进一步地，所述可溶性钙盐为氯化钙或草酸钙；

优选的，所述可溶性钙盐为草酸钙。

进一步地，所述浸取剂的pH为5－7。

进一步地，所述浸取剂中钠盐和/或铵盐的质量浓度为1－3％。

进一步地，所述顶水中含有海藻酸钠；

优选的，所述海藻酸钠的质量浓度为3－8％。

进一步地，所述步骤S2中保持80－120min。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种风化壳淋积型稀土矿浸取方法，包括如下步骤：S1：在矿体表面钻孔，通入气体；S2：加注浸取剂，保持一段时间，然后加注顶水。该方法先在矿体中通入气体，能够使得矿体本身发生一定程度的松散，使得矿体内部的微孔隙进一步发展为中、大孔隙，然后注入浸取剂进行浸取，能够提高浸取剂与矿体的接触面积，提高浸取效率和浸出率。本发明先通气体再加注浸取剂的浸取的方法，相比与直接加注浸取剂来说，重大孔隙的存在能够缓和矿体由于吸水发生膨胀带来的影响，能够缓冲稀土矿由于吸水膨胀而引发的山体滑坡。

2.本发明提供的风化壳淋积型稀土矿浸取方法，所述步骤S1中通入气体的压力为105－110MPa。本发明通过对气体压力的控制，能够保证在矿体内形成中大孔隙，同时还能够避免压力过大造成的山体滑坡。

3.本发明提供的风化壳淋积型稀土矿浸取方法，所述步骤S1中通入气体的时间为5－15min。本发明通过对通入气体时间的控制，能够保证矿体内中大孔隙的形成，从而能够缓冲稀土矿由于吸水膨胀而引发的山体滑坡。

4.本发明提供的风化壳淋积型稀土矿浸取方法，所述浸取剂为钠盐浸取剂和/或铵盐浸取剂，其中含有质量浓度为1－3％的可溶性钙盐。所述顶水中含有海藻酸钠；优选的，所述海藻酸钠的质量浓度为3－8％。所述钙盐的存在能够在顶水注入时，使其中的海藻酸钠发生一定的交联反应，增加矿体之间的粘合力，对矿体起到一定的固定作用，避免山体滑坡的现象发生，降低山体膨胀率。所用可溶性钙盐优选的为草酸钙，草酸根离子的存在，能够使得稀土矿中的稀土离子更容易被浸取出来，提高稀土的浸出率。

5.本发明提供的风化壳淋积型稀土矿浸取方法，所述步骤S2中保持80－120min。浸取时间明显缩短，稀土的浸出率也有所提高。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

本实施例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分如表1所示。

表1寻乌稀土矿化学组分(％，质量分数)

REO	Al	Fe	Ca	Mg	Si	H<sub>2</sub>O	其他
								0.088	1.430	0.550	0.020	0.050	1.730	13.720	82.412

由表1可知，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为1％的氯化钠和质量浓度1％的氯化钙混合溶液，并调节pH为5；

配制顶水，配制质量浓度为3％的海藻酸钠溶液。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流，在装柱后的上表面钻1个φ0.5cm×6cm的孔，通入二氧化碳气体，气体压力为105MPa，通气时间为15min；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为0.8:1，80min后加入含有海藻酸钠的顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为95.3％，稀土矿的膨胀率为0.59％，矿体无泥化现象。

实施例2

本实施例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为3％的氯化钠和质量浓度3％的氯化钙混合溶液，并调节pH为6；

配制顶水，配制质量浓度为8％的海藻酸钠溶液。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流，在装柱后的上表面钻1个φ0.5cm×6cm的孔，通入二氧化碳气体，气体压力为110MPa，通气时间为5min；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1:1，120min后加入含有海藻酸钠的顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为95.6％，稀土矿的膨胀率为0.56％，矿体无泥化现象。

实施例3

本实施例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为2％的氯化钠和质量浓度2％的氯化钙混合溶液，并调节pH为7；

配制顶水，配制质量浓度为5％的海藻酸钠溶液。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流，在装柱后的上表面钻1个φ0.5cm×6cm的孔，通入二氧化碳气体，气体压力为108MPa，通气时间为10min；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1.2:1，110min后加入含有海藻酸钠的顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为96.1％，稀土矿的膨胀率为0.54％，矿体无泥化现象。

实施例4

本实施例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为2％的氯化钠和质量浓度2％的草酸钙混合溶液，并调节pH为6；

配制顶水，配制质量浓度为5％的海藻酸钠溶液。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流，在装柱后的上表面钻1个φ0.5cm×6cm的孔，通入二氧化碳气体，气体压力为108MPa，通气时间为10min；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1.2:1，90min后加入含有海藻酸钠的顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为97.1％，稀土矿的膨胀率为0.53％，矿体无泥化现象。

实施例5

本实施例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为2％的氯化氨和质量浓度2.5％的氯化钙混合溶液，并调节pH为6；

配制顶水，配制质量浓度为5％的海藻酸钠溶液。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流，在装柱后的上表面钻1个φ0.5cm×6cm的孔，通入二氧化碳气体，气体压力为108MPa，通气时间为10min；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1.2:1，100min后加入含有海藻酸钠的顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为96.5％，稀土矿的膨胀率为0.58％，矿体无泥化现象。

实施例6

本实施例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为2％的氯化氨和质量浓度2.5％的草酸钙混合溶液，并调节pH为6；

配制顶水，清水。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流，在装柱后的上表面钻1个φ0.5cm×6cm的孔，通入二氧化碳气体，气体压力为108MPa，通气时间为10min；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1.2:1，100min后加入顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为96.7％，稀土矿的膨胀率为1.05％，矿体无泥化现象。

实施例7

本实施例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为2％的氯化氨溶液，并调节pH为6；

配制顶水，清水。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流，在装柱后的上表面钻1个φ0.5cm×6cm的孔，通入二氧化碳气体，气体压力为108MPa，通气时间为10min；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1.2:1，100min后加入顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为95.0％，稀土矿的膨胀率为1.13％，矿体无泥化现象。

对比例1

本对比例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为2％的氯化氨溶液，并调节pH为6；

配制顶水，清水。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1.2:1，100min后加入顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为94.7％，稀土矿的膨胀率为1.84％，部分矿体有泥化现象。

对比例2

本对比例提供一种风化壳淋积型稀土矿的浸取方法，以江西赣州寻乌某稀土矿为样品，其主要化学成分组成同实施例1，稀土氧化物(REO)含量为0.088％，稀土品位较低，在0.05％～0.30％范围内，是典型的风化壳淋积型稀土矿。

采用柱浸实验模拟实际生产条件，浸出步骤包括：

配制浸取剂，配制质量浓度为2％的氯化氨和质量浓度2.5％的氯化钙混合溶液，并调节pH为6；

配制顶水，配制质量浓度为5％的海藻酸钠溶液。

装柱：称取2kg矿样，装入规格为φ11cm×100cm的有机玻璃柱中，装矿均匀不产生沟流；

浸取：向高位槽加注浸取剂，确保浸取剂溶液液面高出矿体面2～3cm，溶液由上而下慢慢渗入，待高位槽中的浸取剂溶液流完且柱中的浸取剂溶液液面与矿体面持平时，开始向高位槽中注入顶水，进行水洗。

向稀土矿中注入的浸取剂与稀土矿的质量比为1.2:1，100min后加入含有海藻酸钠的顶水，顶水与稀土矿的质量比为3:1，收集浸出液。

稀土浸出率为93.6％，稀土矿的膨胀率为2.35％，部分矿体有泥化现象。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。