[发明专利]离子型稀土原地浸矿硫酸铵注液质量浓度的计算方法

摘要

本发明涉及离子型稀土原地浸矿硫酸铵注液质量浓度的计算方法，适用于原地浸矿浸取剂溶液的参数设计。本发明包括第一步：杯浸试验；第二步：计算矿体化学平衡常数K和反应物的摩尔比n；第三步：测试土体参数；第四步：计算稀土原矿品位对应的稀土离子浓度；第五步：计算硫酸铵理论注液质量浓度；第六步：计算硫酸铵实际注液质量浓度。本发明综合考虑各种情况，以化学平衡常数为出发点，考虑现场实际情况，提出了硫酸铵溶液注液质量浓度的计算方法，为合理添加浸取剂硫酸铵溶液的注液质量浓度提供了理论基础。应用本发明确定的浸取剂硫酸铵溶液注液质量浓度科学合理，与预计得到的稀土浸取率误差仅在5％以内。 1

主权项

1.一种离子型稀土原地浸矿硫酸铵注液质量浓度的计算方法，其特征是：包括以下步骤：

第一步：杯浸试验；

测试稀土原矿品位α，取稀土原矿置于反应器皿中，按固液质量比1:3加入硫酸铵溶液，在温度20℃时，反应24小时，测试浸出液中稀土离子摩尔浓度和铵根离子摩尔浓度；

第二步：计算矿体化学平衡常数K和反应物的摩尔比n；

根据杯浸试验结果，对关系式(2)，即进行公式转化后取对数，得到关系式(3)，对关系式(3)进行线性拟合，得到化学平衡常数K和反应物的摩尔比n，

第三步：测试土体参数；

用现有常规手段测试土体的密度ρ、矿土饱和度S_r和孔隙比e；

第四步：计算稀土原矿品位对应的稀土离子浓度；

原地浸矿过程中浸取每方矿需要消耗的溶液体积即为每方矿中所含的空隙体积，即体积为V的矿需要消耗Vv体积的硫酸铵溶液，原地浸矿过程中的稀土起始摩尔浓度可以用关系式(4)表示：

关系式(4)中：为稀土原矿品位对应的摩尔浓度，单位：mol/L；α为原矿品位，单位：％；ρ为稀土矿密度，单位：Kg/m³；V为稀土矿体积，单位：m³；V_V为稀土矿空隙体积，单位：m³；为稀土氧化物相对分子量；e为孔隙比；

第五步：计算硫酸铵理论注液质量浓度；

将关系式(4)代入关系式(3)，整理后可得硫酸铵理论注液质量浓度关系式(5)，

关系式(5)中：为硫酸铵理论注液质量浓度，单位：％；为硫酸铵相对分子量；ε为稀土浸取率，单位：％；ρ_w为浸取液密度，单位：Kg/m³；

第六步：计算硫酸铵实际注液质量浓度；

实际的离子型稀土矿矿山，矿土中含有水份，用矿土饱和度S_r表示，所需注液实际体积为(1‑S_r)*V_v，因此硫铵实际注液质量浓度可以用关系式(6)表示：

关系式(6)中：为硫酸铵实际注液质量浓度，单位：％；S_r为矿土饱和度，单位：％。

2.根据权利要求1所述的一种离子型稀土原地浸矿硫酸铵注液质量浓度的计算方法，其特征是：所述的杯浸试验是取八份稀土原矿，每份10g置于八个反应器皿中，分别加入质量浓度为0.05％，0.1％，0.2％，0.3％，0.4％，0.5％，1％，2％的硫酸铵溶液进行测试。