[发明专利]一种从深海沉积物中提取稀土的方法

说明书

本发明公开了一种从深海沉积物中提取稀土的方法，包括以下步骤：(1)将深海沉积物进行脱泥预处理；(2)将脱泥预处理后的产物经磨矿后进行浮选分离，得到浮选粗精矿；(3)将浮选粗精矿浸出，得到富集了重稀土的浸液和含轻稀土的浸渣；(4)将浸渣经擦洗后进行浮选分离，得到稀土精矿。本发明的方法选冶条件温和，能耗低，效率高，减少了废液废渣的排放量，对环境友好，浸出作业所用稀酸能循环再生利用。

技术领域

本发明属于稀土技术领域，具体为一种从深海沉积物中提取稀土的方法。

背景技术

稀土是不可再生的重要自然资源，其在地壳中的含量并不稀少，稀土在地壳中的丰度为200×10^-6，高于金、铂、钨、钼、钴、铅、锌等元素的丰度。现在已发现约250种稀土矿物，其中只有10种有开采价值，如氟碳铈矿、独居石矿等。

稀土元素在经济社会中已应用于冶金、机械、石油等传统产业领域，例如向钢液中喷吹稀土氧化物CeO₂粉剂，可以提高钢的强度和韧性；在铝导线中加入适量的La可显著提高导电性能；La和Sm可以加速石油的催化裂化，提高汽油产出率；对作物施用稀土后可提高产量，增强抗灾能力。稀土功能材料也在航天和国防尖端技术中获得了广泛应用。

随着各国对稀土的渴望日益增加，陆地稀土资源已经满足不了人类需求。目前全球可开采的稀土矿主要集中在中国、美国、俄罗斯、澳大利亚等几个国家。但美国、澳大利亚等国已经停止了国内稀土开采，而从中国购买以备未来之需，日本也把从中国购买的可用20年的稀土资源贮存在海底。中国稀土产业占有世界资源储量、产量、销售量和用量的4个第一。如中国2009年稀土储量为360×10⁴t，占世界36％，产量为12×10⁴t，占世界97％。目前中国以23％的稀土资源承担世界90％以上市场供应。2012年，我国稀土出口量达9267t，主要出口国家为日本、法国和美国。

但经过长时间的超强度开采，稀土保有储量及保障年限不断下降，因此海洋稀土的开发日益引起重视。2011年，日本加藤泰浩发现，太平洋中部包括夏威夷岛在内的约880×10⁴km²海域及东南部塔西提岛附近约240×10⁴km²海域沉积物中，有高浓度稀土，其可开采量约是陆地的1000倍。海底沉积物中所含的稀土带给人们的前景，促使人们重视对海底沉积物的认识，而其分布是所关心的重中之重。

深海沉积物具有以下特征：1.具有较高的稀土总量，而且中重稀土元素的含量较高；2.含有极低浓度的放射性元素钍和铀。

太平洋中部深海粘土中稀土的赋存状态及浸出研究(中国稀土学报2015.8第33卷第4期)，对太平洋中部深海粘土中的稀土元素赋存状态进行了表征，同时还研究了硫酸溶液浸出稀土工艺，考察了硫酸浓度、浸出时间、液固比、浸出温度等因素对深海粘土中Y浸出率的影响。

从太平洋中部深海粘土盐酸浸出液中萃取回收钇的研究(中国稀土学报2016.2第34卷第1期)中讲述了用稀酸浸出提取沉积物中稀土的方法：采用新型萃取剂P535从高浓度HCl浸出液中直接萃取回收Y³⁺，考察料液酸度、萃取剂浓度、萃取时间和相比对萃取的影响以及HCl，硫酸反萃剂对反萃的影响。

通过上述文献中所述方法，这些方法中没有对深海沉积物进行预富集或处理，直接采用湿法冶金浸出工艺直接提取稀土元素，在浸出过程中会产生大量废酸液和废渣，对环境不友好，从深海沉积物中提取稀土时会带来环保治理难题，生产成本特别是治污成本会大幅度增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从深海沉积物中提取稀土的方法，实现高效低耗的提取稀土元素，减少废液废渣的排放量。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种从深海沉积物中提取稀土的方法，包括以下步骤：