[发明专利]一种提高离子型稀土浸取率和尾矿安全性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够显著提高离子型稀土浸出率和尾矿安全性的工艺方法，属于稀土化学选矿和湿法冶金领域，也与矿山环境保护领域相关。

背景技术

离子型稀土是我国独有的一类宝贵的中重稀土资源，得到国内外的广泛重视。通过几十年的研究开发，目前已经形成了从矿山开采到分离提纯再到材料应用的比较完整的产业链。但在开采过程中也存在着一些问题，其中最为关注的是矿山开采所带来的环境影响问题。尤其是在原地浸矿技术推广以后，虽然植被的破坏程度得到了大大的降低，但尾矿中电解质的残留导致的稀土流失和环境水污染问题日益突出。另外一个问题是稀土回收率的问题，目前采用的浸取方法主要是针对中性盐能够交换浸出的部分。而在一些矿中，还存在着比较多的难浸离子态稀土，其比例占2-40%不等。为此，需要在考虑全部回收离子态稀土的基础上解决尾矿的安全性问题。尾矿的安全性包括在自然条件下，由于降水导致的稀土、铵氮和重金属离子的析出导致的对环境水的污染，以及由于矿床不稳定导致的滑坡和塌方事故。在过去的几年里，由于塌方和滑坡导致的人身伤害事故已经有很多起，已经有十多人身亡。

中国工业和信息化部制定的《2009年～2015年稀土工业发展规划》和《稀土工业产业发展政策》对稀土生产企业提出了更高的环保标准。从目前的情况来看,稀土分离等环节技术进步较快，政府部门对污染物排放也比较好监控，在解决生产过程的环境污染上起到了很好的作用。而矿山技术的不足则是导致污染和环境问题的主要原因，特别是现有技术在采矿后山体极不稳定，重金属、稀土、铵氮和放射性元素不断随淋滤水排出，持续数年甚至几十年，危害严重。我们在两处废弃十年以上的原地浸矿矿山取淋滤水进行分析，其中铵离子分别为218mg/L和140mg/L，REO分别为32.50mg/L和35.87mg/L。均超过了排放要求。从矿床开采方式来分,目前采用的主要有池浸、堆浸和原地浸析三种。原地浸洗技术被认为是最为环保的一种开采方式,它基本不需要破坏植被,不需要移动矿物。因此,具有显著的环境保护优势,生产成本也低,是目前广为推崇的技术。但这种原地浸矿模式也存在不少缺点，比如采矿盲区导致稀土回收率低；原地浸矿的山体受浸取液长时间浸泡成为水土流失的重大隐患；稀土和重金属以及铵氮受降水影响长时间缓慢释放，对下游和地下水质造成严重污染。稀土的流失也导致严重的经济损失和资源浪费。

在已有的技术中，离子型稀土矿采用硫酸铵、氯化铵或氯化钠为浸矿剂。这些浸取剂对于大部分的离子态稀土是有效的，但有相当一部分的离子态稀土是被具有高吸附能力的胶体氧化铁、氧化锰所吸附，或者是以羟基稀土离子被吸附，仅仅是采用这些无机盐来浸出是交换不出来的。这部分稀土的含量随矿山条件不同而异，从2%到40%不等。在过去几十年内提取生产了近30万吨离子型稀土氧化物，按平均10%来计算，还有3万吨的离子型稀土没有得到回收。因此，造成了稀土资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足为离子型稀土矿的开采提供一种离子态稀土的全浸出工艺，并在采矿周期内进行尾矿安全处理，使得以硫酸铵等为浸取剂的浸矿技术达到高效化和环保化。使稀土实收率得到进一步提高，稀土生产周期内基本不排放废水，或者排放水中的铵氮、稀土、重金属均达到排放标准；生产结束后尾矿稳定，淋滤水安全。从而达到国家环保政策要求，实现有序开采。

本发明的技术方案是在现有技术的基础上增加了酸-盐浸出和石灰水收尾两个工序，强化了对难浸稀土的交换浸出和降低了尾矿中的铵和酸残留，提高了稀土浸取效率、大大降低了铵消耗量和尾矿淋滤水中的氨氮及重金属含量。

本发明所述的一种提高离子型稀土浸取率和尾矿安全性的方法包括以下步骤：

[1]采用喷淋或灌注或滴灌等方式将浸矿剂溶液以液固比0.6-1.2：1注入矿体或装填有离子型稀土矿的堆场或池柱进行第一阶段的浸矿作业。所用的浸矿剂可以是硫酸铵、氯化铵、硝酸铵中的一种或多种组成的近中性铵盐溶液。其浓度范围按硫酸铵计算在1-3%，最好在1.5-2%，浸出液的pH值在4-7之间，收集浸出液到一段浸出储液池；

[2]采用喷淋或灌注或滴灌等方式用pH值在1-4之间的浸矿剂溶液以液固比0.2-0.6：1注入矿体或装填有离子型稀土矿的堆场或池柱进行第二阶段的浸矿作业，所用浸矿剂溶液是指pH值1-4最好在1-2之间的含相当于一价离子0.05～0.5mol/L的硫酸铵、硫酸钠、硫酸铁、硫酸铝中的一种或多种组成的酸性硫酸盐溶液；pH值4以上的浸出液并入一段浸出储液池中，浸出液的pH小于4时，收集到后段浸出储液池；