一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法

1.本发明属于选冶领域，尤其涉及一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法。


背景技术：

2.我国稀土资源丰富，拥有极高的开发利用价值和得天独厚的特种资源优势。其中，离子型稀土矿是我国特有的一种以离子相形态赋存的新型外生稀土矿产资源，主要分布在以江西赣南地区为代表的南方七省区，包括湖南、江西、广东、福建、广西、云南、浙江，以江西赣州稀土资源最具典型，储量也最为丰富，具有稀土元素配分齐全，富含与高科技、高精尖、新材料产业密切相关的全球紧缺的中、重稀土元素等优点，现已成为我国限制性开采的战略型和经济紧俏型关键金属资源。
3.经过五十余年的开发利用研究，稀土矿浸取工艺先后经历了桶浸、池浸、堆浸以及原地浸出等不同阶段，其中原地浸出工艺技术成熟，生产成本低，对环境破坏相对较小，因此在实际生产中得到了更为广泛的推广应用，是目前最为主要的离子型稀土矿开采方法。但由于离子型稀土矿中稀土元素与杂质元素赋存特征相近，均为在风化的黏土矿物表面吸附或晶格中取代。在稀土浸出过程中，浸出剂除与稀土离子发生交换反应外还与粘土矿物表面的al
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、fe
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等杂质离子反应，一并进入到稀土浸出液。这一性质导致稀土矿浸出液稀土离子浓度低、浸出液杂质离子含量高等问题，不仅影响稀土产品的纯度，而且严重影响稀土生产周期，在增大沉淀剂耗量的同时，使生产成本急剧增加。
4.目前，适用于稀土浸出液除杂的方法主要有：(1)稀土矿浸出除杂法：在稀土矿原地浸出过程中加入特定助浸剂，使稀土离子在浸出时，杂质离子如al
3+
、fe
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等保留在浸出矿体中，从而达到在不影响稀土离子浸出的同时降低浸出液杂质含量的目的。但此类助浸剂往往价格高昂，且容易造成土壤板结，矿体膨胀等所引起的矿山安全等问题；(2)稀土离子沉淀除杂法：向稀土浸出液添加大量沉淀剂使稀土离子与杂质离子一起沉淀并固液分离，滤液经过处理后返回浸出作业。沉淀渣使用硫酸等药剂调节ph值，使稀土离子以液态形式析出，杂质离子保持固态，固液分离后使液态的稀土离子重结晶即可达到除杂的目的。此类除杂法往往操作较为复杂，且稀土离子在历经多次结晶后，容易造成大量稀土离子损失；(3)浸出液除杂结晶法：浸出液在形成稀土沉淀前添加除杂剂吸附或使杂质离子形成沉淀后，固液分离，达到去除的目的。此方法操作简便，且对环境的影响较小，故被大多稀土矿山所采用。
5.良好的除杂剂需要保证在去除杂质离子的同时不会造成稀土离子损失。目前的生产工艺是使用碳酸氢铵、氨水、硫化钠等去除浸出液中的杂质金属离子。但长期的生产实践表明，碳酸氢铵及氨水的大量使用，造成了浸出液废水中氨氮含量升高，废水处理难度增大，严重恶化生态环境。虽然一些学者研究了大分子有机药剂如离子交换树脂、大分子胶体物质和改性吸附剂用于杂质离子的去除，但其选择性差、去除效率低，且药剂用量大、成本高，导致此类药剂仅停留在实验室研究阶段，无法大规模的工业应用。


技术实现要素：

6.针对离子型稀土矿浸出液除杂效率低、成本高、氨氮污染严重、稀土损失率高等问题，本发明的目的在于提供一种安全环保、低耗高效、无氨氮污染、杂质去除率高、稀土损失率低的络合除杂新方法。
7.本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
8.一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，其络合除杂过程包括加入液相除杂剂月桂基葡糖苷进行除杂。
9.作为对上述的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法的进一步改进，其络合除杂过程的步骤包括：
10.(1)将离子型稀土矿浸出液混匀搅拌；
11.(2)将液相除杂剂月桂基葡糖苷加入步骤(1)的浸出液中，调控浸出液ph值；
12.(3)将浸出液除杂反应后进行固液分离，得到除杂后的浸出液和沉淀渣。
13.本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，浸出液混匀搅拌的强度为200～400r/min。
14.本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，其浸出除杂过程的除杂剂月桂基葡糖苷浓度为50～55％，调控浸出液ph值为5.0～5.3。
15.本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，其浸出液除杂反应时间为10～20min。
16.本发明克服现有技术的不足，提供一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，具有以下技术特点：
17.(1)针对现有离子型稀土矿浸出液除杂效率低、成本高、氨氮污染严重、稀土损失率高等问题，本发明首次采用月桂基葡糖苷作稀土浸出液的除杂剂，解决了浸出液中杂质去除困难、除杂效率低、氨氮污染显著的难题。月桂基葡糖苷可稳定调控溶液ph值，实现了杂质离子ph调控去除，确保了杂质离子的去除效率，同时有效解决了稀土损失严重的问题，避免了现有除杂剂如碳酸氢铵、氨水、硫化钠等使用时造成的环境污染和有害气体释放等问题，实现了离子型稀土矿浸出液的高效、绿色净化和清洁生产。
18.(2)本发明使用的除杂剂月桂基葡糖苷能与金属离子发生强烈的络合反应，可与浸出液中的fe
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、al
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等杂质离子形成稳定的络合物，强化了杂质离子的络合去除；同时月桂基葡糖苷与稀土离子络合能力极弱，在除杂过程中不会造成稀土离子损失，有利于稀土离子回收率的提高。
19.(3)本发明使用的除杂剂月桂基葡糖苷作为一种长碳链结构的源自可再生植物原料的绿色环保表面活性剂，性能温和，具有良好的起泡性能，可增强月桂基葡糖苷在溶液中的分散作用，促进除杂剂与杂质离子充分反应，避免稀土浸出液除杂过程中沉淀无选择性絮凝的发生，降低稀土的损失，大幅提高了稀土除杂分离效率。
20.本发明所提供的除杂剂和络合除杂方法在离子型稀土矿领域是未被公开而独具创新的发明，是一种安全环保，低成本、无氨氮污染、可自然降解、除杂率高、稀土离子损失率低，对稀土产品无影响的除杂新方法。
附图说明
21.图1是离子型稀土矿浸出液络合除杂实验结果对比，其中图(a)是使用本发明的月桂基葡糖苷进行除杂的实验结果；图(b)为工业生产采用的碳酸氢铵进行除杂的实验结果。对比实验结果表明：本发明的月桂基葡糖苷除杂效率明显更高，不仅fe
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、al
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杂质去除率大幅升高，而且稀土损失率明显降低，同时除杂剂月桂基葡糖苷用量更低。
22.图2是本发明使用的月桂基葡糖苷与稀土浸出液的反应红外光谱图。研究结果表明：波长3372.6cm-1
、2924.9cm-1
、2854.4cm-1
、1595.1cm-1
、1029.7cm-1
为月桂基葡糖苷的吸收特征峰，当与稀土浸出液作用后，在605.2cm-1
处有新的特征吸收峰生成，这是月桂基葡糖苷与al
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作用生成的al-o键发生伸缩振动所形成的振动吸收峰。若稀土离子与药剂发生作用有新键生成，其振动吸收峰将出现在波长3600cm-1
附近，但其作用红外光谱图上并没有类似的吸收峰出现，证明药剂与稀土离子没有发生作用，因此采用本发明的月桂基葡糖苷除杂效率更高且在络合除杂过程中稀土损失率更低。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，其络合除杂过程加入月桂基葡糖苷作除杂剂。
25.本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，络合除杂过程包括以下步骤：
26.(1)将离子型稀土矿浸出液混匀搅拌；
27.(2)将液相除杂剂月桂基葡糖苷加入步骤(1)的浸出液中，调控浸出液ph值；
28.(3)将浸出液除杂反应后进行固液分离，得到除杂后的浸出液和沉淀渣。
29.本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，混匀搅拌的强度为200～400r/min；除杂剂月桂基葡糖苷浓度为50～55％，调控浸出液ph值为5.0～5.3；浸出液除杂反应时间为10～20min。
30.实施例1
31.除杂试验采取的离子型稀土矿浸出液来自江西省赣州市寻乌某稀土矿山，浸出液中稀土离子总量为671.55mg/l，杂质al
3+
含量为218.46mg/l、杂质fe
3+
含量为49.38mg/l。传统除杂工艺方法获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为88.58％、fe
3+
去除率为83.73％，沉淀渣中稀土损失率为7.26％。
32.采用本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法进行除杂，除杂过程包括加入月桂基葡糖苷作除杂剂，其除杂步骤为：
33.(1)将离子型稀土矿浸出液在烧杯中混匀搅拌，搅拌强度200r/min；
34.(2)将50％的液相除杂剂月桂基葡糖苷加入步骤(1)的浸出液中，调控浸出液ph值为5.0；
35.(3)将浸出除杂反应10min后进行固液分离，得到除杂后的浸出液和沉淀渣。
36.本实施例获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为96.77％、fe
3+
去除率为92.15％，沉淀
渣中稀土损失率为3.76％。
37.实施例2
38.除杂试验采取的离子型稀土矿浸出液来自江西省赣州市寻乌某稀土矿山，浸出液中稀土离子总量为632.85mg/l，杂质铝离子含量为244.58mg/l，杂质铁离子含量为46.32mg/l。传统除杂工艺方法获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为87.85％、fe
3+
去除率为83.25％，沉淀渣中稀土损失率为8.77％。
39.采用本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法进行除杂，除杂过程包括加入月桂基葡糖苷作除杂剂，其除杂步骤为：
40.(1)将离子型稀土矿浸出液在烧杯中混匀搅拌，搅拌强度300r/min；
41.(2)将55％的液相除杂剂月桂基葡糖苷加入步骤(1)的浸出液中，调控浸出液ph值为5.1；
42.(3)将浸出除杂反应15min后进行固液分离，得到除杂后的浸出液和沉淀渣。
43.本实施例获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为98.76％、fe
3+
去除率为94.32％，沉淀渣中稀土损失率为4.16％。
44.实施例3
45.除杂试验采取的离子型稀土矿浸出液来自江西省赣州市寻乌某稀土矿山，浸出液中稀土离子总量为654.78mg/l，杂质铝离子含量为238.15mg/l，杂质铁离子含量为47.55mg/l。传统除杂工艺方法获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为89.12％、fe
3+
去除率为84.26％，沉淀渣中稀土损失率为9.14％。
46.采用本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法进行除杂，除杂过程包括加入月桂基葡糖苷作除杂剂，其除杂步骤为：
47.(1)将离子型稀土矿浸出液在烧杯中混匀搅拌，搅拌强度400r/min；
48.(2)将55％的液相除杂剂月桂基葡糖苷加入步骤(1)的浸出液中，调控浸出液ph值为5.2；
49.(3)将浸出除杂反应20min后进行固液分离，得到除杂后的浸出液和沉淀渣。
50.本实施例获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为99.15％、fe
3+
去除率为94.88％，沉淀渣中稀土损失率为5.19％。
51.实施例4
52.除杂试验采取的离子型稀土矿浸出液来自江西省赣州市寻乌某稀土矿山，浸出液中稀土离子总量为642.59mg/l，杂质铝离子含量为226.58mg/l，杂质铁离子含量为48.72mg/l。传统除杂工艺方法获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为88.44％、fe
3+
去除率为82.76％，沉淀渣中稀土损失率为7.83％。
53.采用本发明的一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法进行除杂，除杂过程包括加入月桂基葡糖苷作除杂剂，其除杂步骤为：
54.(1)将离子型稀土矿浸出液在烧杯中混匀搅拌，搅拌强度200r/min；
55.(2)将55％的液相除杂剂月桂基葡糖苷加入步骤(1)的浸出液中，调控浸出液ph值为5.3；
56.(3)将浸出除杂反应20min后进行固液分离，得到除杂后的浸出液和沉淀渣。
57.本实施例获得的浸出液中杂质al
3+
去除率为99.47％、fe
3+
去除率为95.72％，沉淀
渣中稀土损失率为6.08％。
58.本发明提供了一种离子型稀土矿浸出液络合除杂的方法，其过程包括：将离子型稀土矿浸出液搅拌混匀，添加月桂基葡糖苷作除杂剂调控浸出液ph值，反应完全后进行固液分离，获得净化后的浸出液和沉淀渣。采用本发明的净化除杂方法可显著解决稀土浸出液中杂质离子含量高、去除困难、除杂过程稀土损失率高、氨氮污染严重等问题，是一种安全环保、除杂成本低、净化效率高、无氨氮污染和稀土损失率低的稀土浸出液净化除杂新方法，适于推广应用。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。