[发明专利]离子型稀土矿无铵化绿色环保开采工艺

说明书

本发明公开了离子型稀土矿无铵化绿色环保开采工艺，步骤如下：从采场内布设的注液孔注入一定浓度的无铵浸矿剂，与稀土矿物发生离子交换反应，得到富集稀土阳离子的母液；母液渗流、汇聚到矿层天然隔水底板或人工集液巷道搭配集液导流孔等集液工程中；再经过主运输管道输送到水冶车间，使用无铵药剂除杂沉淀，得到稀土碳酸盐，上清液循环回配液池，经过调节pH值、添加药剂后返回采场作为新的无铵浸矿剂。本发明的优点在于：全程实现无铵化，对土壤、水体环境友好；生产废水循环综合利用，无废害外排；稀土离子浸出率、集液率及沉淀率高，提高了资源采选综合回收率。

技术领域

本发明涉及离子型稀土矿绿色环保开采技术领域，尤其涉及离子型稀土矿无铵化开采技术。

背景技术

风化壳离子吸附型稀土是1969年在江西发现的特有的稀土矿种，稀土元素主要呈水合或羟基水合阳离子赋存于风化壳粘土矿物中，通过阳离子交换浸出沉淀获得稀土元素产品。

稀土矿山的生产从开采方式到浸出沉淀方式经历了多次大变革。从矿山开采了经历了池浸－堆浸－原地浸矿，从浸出方式经历了室内食盐桶浸－野外硫酸铵池浸－野外硫酸铵原地浸矿，从沉淀方式经历了草酸二次沉淀+萃取分组法－草酸沉淀法－碳铵沉淀法。碳铵沉淀技术为1985年由南昌大学研究成熟，其沉淀产品可以不经锻烧直接进入后续稀土分离，而沉淀后的上清液酸化后可以返回作浸出液，减少了废水排放和污染，但其技术要求苛刻，不利于提高生产效率，对效益的增长有制约。

现有的稀土矿山的生产主要是硫酸铵浸矿+碳铵沉淀，大部分采用的是原地浸矿的方式。这种生产方式降低了生产成本，减少了地表的剥离和废渣的堆放，减少了水质污染，较好的保护了地表植被和生态环境，但没有根本的解决问题：

1.最关键的技术问题

所采用的浸矿剂、除杂沉淀剂含有铵根离子，伴随着浸矿剂进入到山体中，如果相关技术和工程不过关，则存在浸矿剂渗漏进入地下水的可能性，从而导致土壤和周边水体中氨氮、硫酸盐等超标，造成环境污染。

同时，原地浸矿生产过程向山体中注入大量浸矿剂，使山体长期处于浸泡甚至饱和状态，改变了土壤物化特性，加之地表和地下沟槽、巷道等工程的开挖，破坏了原本稳定和平衡的原岩应力体系，导致山体滑坡、地表塌陷等地质灾害发生。

2.次要问题

原有浸矿剂、除杂沉淀剂的效果不明显，稀土浸出率较低，除杂沉淀率也较低，稀土资源回收率低，从而造成稀土流失和资源浪费。

发明内容

本发明旨在提供离子型稀土矿无铵化绿色环保开采工艺，解决土壤、水体环境污染严重；浸矿、除杂、沉淀效率低，稀土资源综合回收率低的问题。

离子型稀土矿无铵化绿色环保开采工艺，包括以下步骤：

(1)在选取好的采场内布设注液孔，利用矿层天然隔水底板或者布置人工集液巷道，并搭配集液导流孔即水钻进行集液；

(2)从注液孔注入无铵浸矿剂；

(3)无铵浸矿剂与稀土矿物发生离子交换反应，得到富集稀土的母液，渗流、汇聚到矿层天然隔水底板或者人工集液巷道，进入母液收集池中；

(4)母液经过输送管道到水冶车间先后经过除杂、沉淀和压滤环节处理，得到稀土碳酸盐产品；

(5)滤出的上清液即废水循环至配液池，通过调节pH值、添加药剂制备成新的无铵浸矿剂；

(6)将新制备的无铵浸矿剂通过管道输送至符合步骤(1)的新采场。

进一步地，所述无铵浸矿剂包括硫酸镁溶液、三氯化铁溶液、三氯化铝溶液中一种或两种以上。

进一步地，所述硫酸镁溶液的质量分数是2％-5％。