[发明专利]高纯碳酸稀土的制备方法及装置和离子交换树脂

说明书

本发明公开了高纯碳酸稀土的制备方法及装置和离子交换树脂，制备过程包括收集稀土母液、去除稀土母液内杂质和富集稀土，所述去除稀土母液内杂质过程采用离子交换法，即将收集的稀土母液送入除杂离子交换系统，在除杂离子交换系统内，通过磷酸基的离子交换树脂吸附稀土离子以外的杂质离子，然后将去除杂质离子的净化及提纯后的稀土母液排出。制备装置，包括稀土母液收集槽、砂滤、除杂离子交换系统和稀土富集离子交换系统。本发明通过离子交换法从低浓度稀土料液中富集稀土及除杂，实现了从矿山浸出母液中直接制备高纯碳酸稀土，可以连续式运作，缩短矿山的运作程序，节约了矿山浸出稀土的药剂使用，又减少了系统占地，亦可以减低矿山植被破坏。

技术领域

本发明涉及高纯碳酸稀土的制备方法，具体涉及环保型矿山高纯碳酸稀土的制备方法及装置。

背景技术

中国是世界稀土资源较大的国家之一，已探明的稀土资源量约6588万吨。国务院新闻办2012年发布的《中国的稀土状况与政策》白皮书显示，我国稀土储量约占世界总储量的23%。中国稀土资源不但储量丰富，而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势，为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。中国稀土资源成矿条件十分有利、矿床类型单一、分布面广而相对集中。

然而稀土的开采和处理会排放有毒物质，带来严重的污染，进而影响中国有限的水资源和耕地资源。中国从2013年就开始处理稀土开采、冶炼带来的环境问题，相对于中国依靠池浸、堆浸黏土类矿物造成搬山运动、水土流失。简单而言，稀土材料从稀土矿山进行开采，这些矿石含有稀土氟碳铈镧矿和独居石等矿物，但一般的稀土元素含量都非常低。即使是相对高等的矿石亦只含 2%左右的稀土氧化物。根据矿的等级，一公吨的稀土单产品需要 6到 86 公吨的稀土矿石作提煉。而经于「稀土矿山」原地提煉的稀土纯度一般只有90%左右，因而需交到「分离企业」作进一步处理，提高稀土产品的纯度至98 %以上。而过程中在双方会大量用到包括各种氨氮化学物，进而产生大量废水。

自七十年代初，稀土矿山一直沿用露天开采——池浸工艺生产。此工艺推动了我国南方稀土资源的大规模开发，但该工艺造成水土流失、环境污染、生态环境破坏和资源损失严重等突出问题。针对池浸工艺存在的问题，探索试验的基础上又提出了用溶浸采矿技术即原地浸矿工艺替代池浸工艺.

原地浸矿属于闭路工艺流程，只需较少破坏矿体地表植被，不剥离表土，直接在矿山上布置浸取剂注入孔和交换液收集孔，通过注入硫酸铵浸取剂按2％浓度配制硫酸铵浸矿液，PH值5.5～6.0，泵送至高位池，通过主管、支管、井口管分别送到各注液井，并保持稳定的水头静压注液，注完设计浸矿液量后，立即注顶水，浸出液通过集液工程收集，送至后处理车间除杂沉淀，获得混合稀土产品，沉淀的上清液送至配液池循环使用，若不配浸矿液则加入硫酸将PH值调至6.0～6.5作顶水使用。当本矿块不再注液时，则移至下一矿块使用，不外排，原地浸矿的工艺流程如图1所示。

目前稀土原地浸矿基本采用有铵浸取剂工艺，在开采过程中浸矿液及稀土母液出现少量泄漏，致使山体周边地表水“氨氮”超标，对矿区环境、地下水产生潜在威胁和污染。为改善过去在开采及提炼稀土过程中的污染问题，赣州稀土业界极需引入先进的污染防治技术，让稀土开采走向可持续发展的路。针对稀土提炼及处理过程中，所排放的废水具有浓度高、色度高、难降解和酸碱度变化大等特点，属较难处理的工业废水。这些废水，会造成受严重的水及耕地污染，影响动植物的正常生命活动，并破坏水体生态平衡，对人类和其他生物的健康构成极大的威胁。