一种离子型稀土矿的浸矿系统的制作方法
【专利摘要】一种离子型稀土矿的浸矿系统，其特征在于，包括浸矿交换柱，其具有位于上部的离子型稀土矿的装料装置、顶水注入装置和无氨浸矿剂注入装置、以及位于下部的浸出液输出装置和尾矿输出装置，所述浸出液输出装置的设置高度不高于所述尾矿输出装置的设置高度。本实用新型浸矿效率高、可避免氨氮对环境的污染。
【专利说明】一种离子型稀土矿的浸矿系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种离子型稀土矿的浸矿系统，特别是涉及一种离子型稀土矿在无氨浸矿剂、复合型浸矿剂条件下的浸矿系统，属于湿法冶金领域。
【背景技术】
[0002]目前，常用的离子型稀土矿浸矿剂为硫酸铵，具有价格便宜、稀土浸出率高的特点，但是，此种浸矿剂含有NH4+,使用此种浸矿剂对离子型稀土矿进行浸矿，会产生大量氨氮废水，造成水体污染。以年产稀土 3000吨(以REO稀土氧化物计)，用硫酸铵浸矿废水处理量约180万吨/年，氨氮排放量约6000吨/年，氨氮废水处理成本约25元/吨，年处理废水成本约4500万元，污染治理成本很高，且治理效果并不理想。
[0003]目前，还没有特效措施使氨氮废水达标排放。在本【技术领域】，采用硫酸铵作为离子型稀土矿浸矿剂早已经成为固定的选择，从来没有想到如何去克服这种偏见，思考是否可以采用其他浸矿剂。
[0004]在本【技术领域】，曾经尝试过的浸矿剂还有NaCl，然而，其缺点是:所需NaCl浓度高，浸矿周期长，单耗大，浸出液中非稀土杂质含量较高，产品质量差，且尾渣含大量Na+，造成土壤盐碱化，破坏环境，早已经被淘汰。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的是提供一种离子型稀土矿的浸矿系统，其浸矿效率高、可避免氨氮对环境的污染。
[0006]为此，提供了一种离子型稀土矿的浸矿系统，其特征在于，包括浸矿交换柱，其具有位于上部的离子型稀土矿的装料装置、顶水注入装置和无氨浸矿剂注入装置、以及位于下部的浸出液输出装置和尾矿输出装置，所述浸出液输出装置的设置高度不高于所述尾矿输出装置的设置高度。
[0007]优选地，所述浸矿交换柱可以由多节串接而成；相邻两节之间设有密封垫，并且通过法兰连接。
[0008]优选地，还设有料层厚度监测装置。
[0009]优选地，还设有浸矿剂与矿石比例控制装置和/或顶水与矿石比例控制装置。
[0010]优选地，还设有无氨浸矿剂浓度控制装置。
[0011]优选地，还设有矿面露出监测与加入顶水控制装置。
[0012]优选地，还设有浸矿交换柱中残留溶液监测装置。
[0013]优选地，还设有料层厚度阈值报警装置。
[0014]优选地，还设有矿面露出报警装置。
[0015]优选地，还设有残留溶液流尽报警装置。
[0016]本实用新型浸矿效果好、稀土浸出率高、浸矿周期短、浸出液中杂质元素Fe、Al、S1、Ca含量低。本实用新型适用于离子型稀土矿矿山开采。[0017]本实用新型采用复合型无氨浸矿剂浸矿，浸矿效果与硫酸铵相当，且浸矿周期短、浸出液杂质元素含量低，保护水体不受氨氮污染。
[0018]本实用新型不仅可使离子型稀土矿浸矿效果与硫酸铵相当，且从源头上避免带入NH4+离子，实现离子型稀土矿山绿色开采。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为根据本实用新型的离子型稀土矿浸矿系统流程示意图。
[0020]图2为根据本实用新型的离子型稀土矿浸矿系统的结构原理示意图。
具体实施例
[0021]离子型稀土矿不是以“矿物相”存在的矿物，而是以一种“离子相”形态存在的矿物，亦即稀土矿物中约90%的稀土是以阳离子状态吸附在某些矿物载体上(吸附于粘土矿物表面)，可与电解质溶液中阳离子发生交换反应，只要以某种电解质作为浸矿剂，对矿物进行渗滤浸出，则浸矿剂中的阳离子将同被吸附在载体矿物表面的“离子相”稀土发生交换，形成可溶性的稀土化合物而进入到溶液中。
[0022]浸矿反应如下:
[0023][Al2Si2O5 (OH) 4]m.nRE+3nMe+= [Al2Si2O5 (OH) 4]m.3nMe+nRE3+
[0024]其中，Al2Si2O5 (OH)4代表高岭土 ；m代表不定数；n代表不定数；RE代表稀土离子；Me代表强电解质阳离子。
[0025]根据本实用新型，将离子型稀土矿试料均匀装入Φ 150 X 2000mm有机玻璃交换柱中，料层厚度150cm(在另外一个实施例中为120cm)，按浸矿剂(升)/矿石(公斤)为0.6?
0.8左右加入一定浓度(2%?5%)的无氨浸矿剂，待矿面露出后，再按顶水(升)/矿石(公斤)为0.2左右加入顶水。浸矿柱中残留的溶液基本流尽即终止浸矿作业。
[0026]根据本实用新型，化验浸出液的稀土浓度，可计算出离子相稀土浸出率。
[0027]如图1-2所示，根据本实用新型的离子型稀土矿的浸矿系统包括浸矿交换柱1，其具有位于上部的离子型稀土矿的装料装置2、顶水注入装置10和无氨浸矿剂注入装置3、以及位于下部的浸出液输出装置5和尾矿输出装置4，所述浸出液输出装置5的设置高度不高于所述尾矿输出装置4的设置高度。
[0028]优选地，还设有料层厚度监测装置7、浸矿剂与矿石比例控制装置8、无氨浸矿剂浓度控制装置9、顶水与矿石比例控制装置11、矿面露出监测与加入顶水控制装置、和/或浸矿交换柱中残留溶液监测装置。
[0029]优选地，还设有料层厚度阈值报警装置、矿面露出报警装置、和/或浸矿交换柱中残留溶液流尽报警装置。
[0030]实例I:
[0031]取离子型稀土原矿-1，离子相稀土 0.097%，水分10.86%，采用2%硫酸铵进行浸矿，稀土浸出率为95.05%，穿透时间6h，浸矿周期为58h，浸出液RE01.26g/L，Fe < 0.001g/L,A10.022g/L, Si0.015g/L, Ca0.280g/L, pH4.5 ;采用本实用新型2%浸矿剂，稀土浸出率为95.15%，穿透时间 7.5h，浸矿周期为 60h，浸出液 RE00.94g/L，Fe < 0.001g/L，A10.019g/L，Si0.009g/L, Ca0.240g/L, pH4.5。[0032]实例2:
[0033]取离子型稀土原矿-1，离子相稀土 0.097%，水分10.86%，采用2%硫酸铵进行浸矿，稀土浸出率为95.05%，穿透时间6h，浸矿周期为58h，浸出液RE01.26g/L，Fe < 0.001g/L,A10.022g/L, Si0.015g/L, Ca0.280g/L, pH4.5 ;采用本实用新型5%浸矿剂，稀土浸出率为95.25%，穿透时间 6h，浸矿周期为 48h，浸出液 RE01.25g/L，Fe < 0.001g/L, A10.025g/L,Si0.0llg/L, Ca0.320g/L, pH4.5。
[0034]实例3:
[0035]取离子型稀土原矿-2，离子相稀土 0.062%，水分10.69%，采用2%硫酸铵进行浸矿，稀土浸出率为92.90%，穿透时间5.5h，浸矿周期为56h，浸出液RE00.82g/L，Fe < 0.0Olg/L，A10.016g/L，Si0.009g/L, Ca0.220g/L，pH4.5 ;采用本实用新型2%浸矿剂，稀土浸出率为93.01%，穿透时间 7.0h，浸矿周期为 58h，浸出液 RE00.60g/L，Fe < 0.001g/L，A10.010g/L,Si0.009g/L, Ca0.144g/L, pH4.5。
[0036]实例4:
[0037]取离子型稀土原矿-2，离子相稀土 0.062%，水分10.69%，采用2%硫酸铵进行浸矿，稀土浸出率为92.90%，穿透时间5.5h，浸矿周期为56h，浸出液RE00.82g/L，Fe < 0.0Olg/L，A10.016g/L，Si0.009g/L, Ca0.220g/L，pH4.5 ;采用本实用新型5%浸矿剂，稀土浸出率为93.19%，穿透时间 5.5h，浸矿周期为 44h，浸出液 RE00.80g/L，Fe < 0.001g/L，A10.013g/L，Si0.012g/L, Ca0.190g/L, pH4.5。
[0038]本实用新型包括:选择合适的无氨浸矿剂，满足浸矿所需的条件，使其浸矿效果好，稀土浸出率高，浸矿周期短，浸出液中杂质元素Fe、Al、S1、Ca含量低。
[0039]本实用新型以无氨电解质作为浸矿剂，对矿物进行渗滤浸出，使浸矿剂中的阳离子与被吸附在载体矿物表面上的“离子相”稀土发生交换，形成可溶性的稀土化合物而进入到溶液中。
[0040]优选地，将离子型稀土矿装入浸矿交换柱中，料层厚度小于浸矿交换柱内深度的85% (优选小于75%，甚至小于60%)，按浸矿剂(升)/矿石(公斤)=0.55 -0.85(优选0.6?
0.8)的比例至少一次(优选I次，如果多次，浓度不变)加入浓度为I?6% (优选2?5%)的无氨浸矿剂；待矿面露出后，再按顶水(升)/矿石(公斤)=0.15?0.25(优选0.2)的比例至少一次加入顶水(优选I次，如果多次，加水量不变)；浸矿交换柱中残留的溶液基本流尽，即终止浸矿作业。
[0041]优选地，浸矿交换柱的直径与高度的比例为1:0.5-1:10。
[0042]优选地，进一步包括通过化验浸出液的稀土浓度计算出离子相稀土浸出率。
[0043]优选地，所述离子型稀土矿中的稀土，其不以“矿物相”存在，而是以“离子相”形态存在；在所述离子型稀土矿中，80?95%(例如约90%)的稀土以阳离子状态吸附在矿物载体上(例如，吸附于粘土矿物表面)；和/或，所述离子型稀土矿可与电解质溶液中阳离子发生交换反应。
[0044]优选地，浸矿反应如下:
[0045][Al2Si2O5 (OH) 4]m.nRE+3nMe+= [Al2Si2O5 (OH) 4]m.3nMe+nRE3+
[0046]其中，Al2Si2O5 (OH)4代表高岭土 ；m代表不定数；n代表不定数；RE代表稀土离子；Me代表强电解质阳离子。
【权利要求】
1.一种离子型稀土矿的浸矿系统,其特征在于,包括浸矿交换柱,其具有位于上部的离子型稀土矿的装料装置、顶水注入装置和无氨浸矿剂注入装置、以及位于下部的浸出液输出装置和尾矿输出装置，所述浸出液输出装置的设置高度不高于所述尾矿输出装置的设置高度。
2.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，所述浸矿交换柱可以由多节串接而成；相邻两节之间设有密封垫，并且通过法兰连接。
3.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，还设有料层厚度监测装置。
4.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，还设有浸矿剂与矿石比例控制装置和/或顶水与矿石比例控制装置。
5.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，还设有无氨浸矿剂浓度控制装置。
6.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，还设有矿面露出监测与加入顶水控制装置。
7.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，还设有浸矿交换柱中残留溶液监测装置。
8.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，还设有料层厚度阈值报警装置。
9.如权利要求1所述的浸 矿系统，其特征在于，还设有矿面露出报警装置。
10.如权利要求1所述的浸矿系统，其特征在于，还设有残留溶液流尽报警装置。
【文档编号】C22B59/00GK203530388SQ201320723877
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】陈冬英, 杨新华, 欧阳红, 赖兰萍, 周洁英, 伍莺, 周爱国, 彭少华, 陈后兴, 温祥 申请人:赣州有色冶金研究所