一种高效提取离子吸附型稀土矿的浸取剂及其制备和应用的制作方法

本发明涉及一种高效提取离子吸附型稀土矿的浸取剂。

背景技术：

我国是稀土大国，有较为丰富的稀土资源，已探明的稀土储量有3.7×10⁵吨(折合成氧化物)，占世界稀土资源总量的67％。我国供应了全球稀土需求的97％，但是，据有关资料统计，我国稀土资源储量从20世纪70年代接近全球总量的90％，到80年代下降到69％，90年代末下降到45％左右，到目前更是下降到不足36％。按照目前的开采和出口规模，中国将从稀土矿的资源大国变成稀土贫国。

稀土矿产资源属不可再生资源，我国离子型稀土矿中富含多种稀土元素，种类齐全，世界罕见，更是我国宝贵的矿产资源。目前离子型稀土矿的开发与利用已进入到一个新的阶段，一方面随着离子型稀土矿资源长时间的粗放式开采，该资源日渐贫化，原矿品位越来越低，致使提取过程的难度大大增加；另一方面随着世界范围内高科技、新材料及新能源的工业化进程的推进，各国对稀土资源的需求日益增长，特别是中、重稀土元素的需求量与日剧增，已成为各国的战略资源，这使得稀土原料的供需矛盾日益增大。同时早期和当前稀土开采过程的污染问题也变得更加尖锐。

离子型稀土矿的浸取目前以采用硫酸铵为主要浸取剂、碳酸氢铵为沉淀剂的第三代原地浸取开采工艺为主。由于离子型稀土资源提取原理简单，受大矿大开、小矿小开、有水快流思潮的影响，导致管理失控，池浸工艺使用泛滥，个体矿点乱采滥挖屡禁不止。同时，弃贫采富、尾砂压矿，致使资源开采回收率低，国营矿山一般在60％，个体矿山仅达到40％，采富弃贫和低于浸矿池标高以下而未回收利用的资源占50％以上。研究表明，以硫酸铵为主要浸取剂、碳酸氢铵为沉淀剂的原地浸取开采工艺会带来较严重环境污染问题，产生的含氨氮废水达标治理难度大、成本高，超标废水排放现象时有发生。浸取剂流失，向周边的土壤、水体扩散，造成植被根系萎缩，不能正常生长，地表、地下水氨氮超标，影响正常的生产、生活；浸取完稀土后，浸取剂的nh4⁺和其它添加成分残留于山体，对山体造成污染；上清液循环加酸调ph值，使矿体酸化；资源利用率较低。因此，迫切需要研发一种用于离子型稀土原地浸取开采的新型高效、绿色、环保的浸取剂。

技术实现要素：

本发明为避免上述现有技术所存在的不足，提供了一种高效提取离子吸附型稀土矿的浸取剂，旨在解决传统离子吸附型稀土矿浸取剂浸取率低、环境污染大的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明高效提取离子吸附型稀土矿的浸取剂，其特点在于：所述浸取剂是以草本植物为原料制得培养基后，对复合菌液进行发酵培养所得的发酵液；

所述培养基是通过对草本植物进行切片、粉碎、加水蒸煮、过滤获得；

所述草本植物由桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草混合而成。

构成所述草本植物的桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草的质量比为0.5～1：0.5～1：0.5～1：0.5～1。

在所述沉淀剂中硫酸钾的质量分数占15～25％，余量为硫酸镁、氯化钙、氯化镁及少量有机化合物。

上述浸取剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草混合均匀后，切片、粉碎，获得混合粉料；按照混合粉料与水的质量比为1:2，将混合粉料加入水中，然后加热至沸腾并继续煮沸3小时；最后冷却至室温，过滤去除沉淀物，即获得草本植物提取液；

(2)以步骤(1)所得草本植物提取液为培养基，按质量比500:1(培养基：复合菌液)加入复合菌液，室温发酵5～25小时，即获得浸取剂。

发酵时：夏季室温较高，一般发酵5～8小时即可；春秋季室温相对较低，需发酵10～15小时；而冬季温度最低，需发酵15～25小时。

本发明的浸取剂可用于离子吸附型稀土矿的浸取。

与现有浸取剂相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明的草本植物浸取剂具有高效、低成本、环保等优点，资源的浸取率可提高2～4％，可避免现行硫酸铵浸取剂原地浸取工艺资源回收率较低、含氨氮废水达标治理难度大、成本高、浸取剂滞留于山体内等问题，具有重要的环保价值和经济意义。

2、本发明的浸取剂不含任何带氨试剂，对环境零污染。

3、本发明的浸取剂适应性强，易于推广。

附图说明

图1为本发明实施例1所得沉淀剂的紫外吸收光谱图。

图2为本发明实施例2中硫酸铵与不同ph值的草本植物浸取剂对稀土浸出率的影响曲线。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

本实施例首先按如下步骤制备浸取剂：

(1)将桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草按质量比1:1:1:1混合均匀后，切片、粉碎，获得混合粉料；按照混合粉料与水的质量比为1:2，将混合粉料加入水中，然后加热至沸腾并继续煮沸3小时；最后冷却至室温，过滤去除沉淀物，即获得草本植物提取液；

(2)以步骤(1)所得草本植物提取液为培养基，按质量比500:1加入复合菌液，室温15℃发酵10小时，即获得浸取剂。其中，复合菌液购买自山东绿陇生物技术有限公司。

图1为本实施例所得沉淀剂的紫外吸收光谱图。

实施例2

本实施例以实施例1所得浸取剂为原料对离子吸附型稀土矿进行处理，方法为：

调节实施例1所得沉淀剂的ph分别为3～4、6～7、9～10；

称取江西赣州离子吸附型稀土矿100g装入锥形瓶中，分别将1000ml不同ph的浸取剂加入稀土矿中搅拌过夜，通过离子交换作用将稀土矿中稀土离子置换到水溶液中，过滤得上清液，用icp方法确定上清液中稀土离子的含量。同时以硫酸铵浸取剂作为对比。

图2为硫酸铵与不同ph值的草本植物浸取剂对稀土浸出率的影响曲线，可以看出与传统浸取剂(nh4)2so4相比较，ph6～7草本植物浸取剂的使用可使离子吸附型稀土矿的浸取率提高1.5％。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高效提取离子吸附型稀土矿的浸取剂及其制备和应用，其特征在于：浸取剂是以草本植物为原料制得培养基后，对复合菌液进行发酵培养所得的发酵液；培养基是通过对草本植物进行切片、粉碎、加水蒸煮、过滤获得。本发明的方法工艺简单、对原料的适应性强，能够经济有效地从离子吸附型稀土矿中浸取稀土(比传统浸取剂硫酸铵的浸取率提高1.5％)，彻底摒弃现有浸取工艺产生的氨氮污染问题，是一种清洁生产工艺。

技术研发人员：王振洋;张淑东;赵婷婷;张忠平;李年
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2017.05.12
技术公布日：2017.07.07