离子型稀土矿的提取工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及选矿工艺，尤其涉及一种离子型稀土矿的提取工艺。
【背景技术】
[0002]离子型稀土矿床(又称风化壳淋积型稀土 )为我国首次发现的一种新类型稀土矿床，该矿床规模大，储量丰富，放射性比度低，是我国得天独厚的稀土资源，主要分布在江西、广东、湖南、福建、广西等省区。其特点为主要以离子态的形式吸附于粘土矿物表面，开采容易，提取工艺简单。但是该类型的矿品位较低，多在千分之三以下。而随着稀土矿开采越来越贫矿化，提取成本逐渐升高。
[0003]传统的离子型稀土矿稀土提取的过程主要包括:原矿浸出和浸出液中稀土的提取两部分。
[0004]原矿浸出多采用电解质作浸矿剂浸取稀土。浸矿液为不与稀土生成难溶化合物的各种电解质溶液，如硫酸铵、氯化铵、氯化钠、氯化钾等溶液均可作为离子吸附型稀土矿的浸矿液。考虑铵盐对稀土浸出选择性好，杂质含量低，来源方便且价格低廉，目前工业上多采用硫酸铵作为浸矿剂。浸出工艺上采用原地浸矿工艺浸取稀土，浸出液中稀土含量0.2-lg/L，除稀土之外，还含有大量的铁、铝、钙、镁等杂质。低于0.2g / L几乎没有开采价值。
[0005]上述稀土浸出液经除杂和稀土沉淀得到碳酸稀土混合物或草酸稀土混合物。在传统工艺中除杂和沉淀通常通过在浸出液中加入沉淀剂如碳酸氢铵、草酸等，根据不同PH值，不同物质的溶解度不同，先令杂质沉淀，然后再令稀土沉淀。
[0006]由于矿的品位较低，获得的浸出液中稀土浓度很低，浸出液体积庞大，同时由于除杂、沉降时间总计长达10小时，导致除杂池、沉淀池体积庞大。由于矿山开采周期短，停采后除杂池、沉淀池等基建设施被闲置，造成巨大浪费，同时对山体环境造成巨大的永久破坏。
【发明内容】
[0007]本发明的目的，就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种离子型稀土矿的提取工艺。
[0008]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种离子型稀土矿的提取工艺，以稀土浸出液为原料进行提取；其包括以下步骤:
[0009]步骤一、稀土浸出液经过初步过滤，去除悬浮颗粒物后，进入纳滤膜系统，经过纳滤膜处理，稀土离子及其它二价以上金属离子被截留富集形成纳滤膜浓缩液，进入下一步骤，滤出液用来配制浸矿液；
[0010]步骤二、将步骤一所得纳滤膜浓缩液引入除杂池或除杂罐中，加入饱和碳酸氢铵溶液或氨水，调节pH值为5.2-5.4,沉淀物为含有招、铁、I丐的难溶物,经沉降、过滤或者离心分离后，清液进入下一步骤；
[0011]步骤三、向步骤二得到的清液中加入稀土沉淀剂至稀土沉淀完全，静置，经离心或过滤，得到沉淀物。
[0012]步骤三中所述稀土沉淀剂为饱和碳酸氢铵溶液，沉淀物为碳酸混合稀土产品。
[0013]步骤三中所述稀土沉淀剂为饱和草酸溶液，沉淀物为草酸混合稀土产品。
[0014]所述初步过滤包括砂滤、微滤或超滤。
[0015]所述纳滤膜系统采用的膜元件对硫酸镁的截留率>98%，膜组件为卷式、中空纤维式、板式或管式，或者旋转式，操作压力控制在1.0?4.0Mpa0所用的膜材料为聚酰胺、聚醚砜、聚砜、芳香性聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚酮、聚醚酮、聚四氟乙烯、聚乙烯中的一种或几种的混合物。
[0016]所述稀土浸出液是以硫酸铵为浸矿剂得到的浸出液。
[0017]步骤三所得清液先经中和，再补加硫酸铵，作为浸矿液，回用到浸矿过程中。
[0018]所述的浸矿液还可采用其它不与稀土生成难溶化合物的各种电解质溶液，如氯化铵、氯化钠、氯化钾等溶液。稀土矿山通过打孔从山顶注入浸矿液，经过下渗、离子交换完成浸矿过程，得到稀土浸出液。浸出液中除含有稀土外，还含有铝、铁、钙等杂质，以及悬浮物坐寸ο
[0019]步骤一中，稀土浸出液经过纳滤膜分离，稀土及其他2价以上金属离子被截留富集，总溶解固体达到40-100克/升。以目前低品位稀土浸出液状况，稀土浓度提高了 10-50倍。进入后续工艺的浸出液体积减少到I / 10-1 / 50。
[0020]经过步骤二处理的清液由于浓度提高，体积减少，碳酸氢铵或草酸的消耗大幅减少。清液中携带的杂质总量大幅减少，母液量减少，稀土的收率得到提高。
[0021]本发明采用纳滤膜分离技术将浸出液中稀土离子及杂质离子与硫酸铵分离，其中稀土离子及其它金属离子被富集浓缩10?50倍。纳滤膜的浓缩液为稀土富集液，体积大大减少，后续铁铝除杂、稀土沉淀的体积大幅减少，相应减少了池子蓄积所需要的体积，减少了沉降所需的稀土沉淀剂的用量。除此之外，后续除杂、稀土沉淀过程可以采用离心机直接实现固液分离，较旧工艺中自然沉降的时间固液分离的时间大幅缩减。
[0022]采用本工艺，稀土品位、回收率得到提高。对于稀土矿山开采品位的适应范围增大，可实现旧工艺边界品位以下稀土矿山的开采。而现有技术的工艺在矿山稀土品位低于边界品位时，则停止开采。由于本发明的膜工艺遵循稀土母液浓度越低，浓缩倍数越高的规律，可满足铁铝除杂、稀土沉淀前稀土浓度的稳定给料，因此可实现对浸出液中稀土含量低于0.2g / L以下的稀土矿山的经济性开采。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0024]实施例1
[0025]取某离子型稀土矿山浸出液I吨，其中稀土含量(以稀土氧化物含量计)约为200mg / L左右，浊度为100NTU左右。原液进石英砂滤，其透过液经泵泵入纳滤膜系统，膜压力控制在1.5-2.5Mpa，操作温度为10?40°C，得到纳滤膜浓缩液80_85kg，其稀土浓度为2400-2500mg / L0稀土回收率达到99.5%。向浓缩液中投加饱和碳酸氢铵溶液，调节pH至5.2?5.4，反应后再进入一级离心机装置，离心液再进入调节罐，往其中投加饱和碳酸氢铵溶液至稀土沉淀完全后，待静置3?4h后，经二级离心机装置，沉淀物则为碳酸混合稀土，其中稀土氧化物含量为0.194kg，总回收率为97.1%，离心液经加入硫酸调节pH至5.4后，与前端纳滤膜滤出液进行混合，通过添加硫酸铵或氨水配制成2%?4%的pH为5.4的浸矿液循环利用。
[0026]实施例2
[0027]取某离子型稀土矿山浸出液2吨，其中稀土含量(以稀土氧化物含量计)为512mg / L，浊度为111NTU。原液进入浸没式微滤装置。在真空泵的作用下，滤液透过膜，置于储罐中，经泵泵入纳滤膜装置，膜压力控制在3.0Mpa,操作温度为10?40°C，纳滤膜滤出液量为1834kg，硫酸铵浓度为IlOOmg / L，纳滤膜浓缩液量为165kg，稀土浓度为616Img /L，稀土回收率达到99.3%。向浓缩液中投加饱和碳酸氢铵溶液，调节pH至5.2?5.4，反应后进入一级离心机装置，离心液再进入调节罐，往其中投加饱和草酸溶液至PH2.0左右，待静置后，经二级离心机装置，沉淀物则为草酸混合稀土，其中稀土氧化物含量为0.993kg，总回收率为97.0%，离心液经加入氨水调节pH至5.4后，与前端纳滤膜滤出液进行混合，通过添加硫酸铵或氨水配制成2%?4%的pH为5.4的浸矿液循环利用。
[0028]实施例3
[0029]取某离子型稀土矿山浸出液4吨，其中稀土含量(以稀土氧化物含量计)为156mg / L，浊度为98NTU。原液进入浸没式超滤装置。在压力泵的作用下，滤液透过膜，置于储罐中，经泵泵入纳滤膜装置，膜压力控制在2.8Mpa，操作温度为10?40°C，纳滤膜滤出液量为3842kg，纳滤膜浓缩液量为157kg，稀土浓度为3942mg / L，稀土回收率达到99.5%。向浓缩液中投加饱和碳酸氢铵溶液，调节pH至5.2?5.4，反应后，进入一级离心机装置，离心液再进入调节罐，往其中投加饱和碳酸氢铵溶液至稀土沉淀完全，待静置后，进入二级离心机装置，沉淀物则为碳酸混合稀土，其中稀土氧化物含量为0.602kg,总回收率为96.5%，离心液经加入硫酸调节pH至5.4后，与前端纳滤膜滤出液进行混合，通过添加硫酸铵或氨水配制成2%?4%的pH为5.4的浸矿液循环利用。
【主权项】
1.一种离子型稀土矿的提取工艺，以稀土浸出液为原料进行提取；其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、稀土浸出液经过初步过滤，去除悬浮颗粒物后，进入纳滤膜系统，经过纳滤膜处理，稀土离子及其它二价以上金属离子被截留富集形成纳滤膜浓缩液，进入下一步骤，滤出液用来配制浸矿液； 步骤二、将步骤一所得纳滤膜浓缩液引入除杂池或除杂罐中，加入饱和碳酸氢铵溶液或氨水，调节PH值为5.2-5.4，沉淀物为含有铝、铁、钙的难溶物，经沉降、过滤或者离心分离后，清液进入下一步骤； 步骤三、向步骤二得到的清液中加入稀土沉淀剂至稀土沉淀完全，静置，经离心或过滤，得到沉淀物。2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的提取工艺，其特征在于，步骤三中所述稀土沉淀剂为饱和碳酸氢铵溶液，沉淀物为碳酸混合稀土产品。3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的提取工艺，其特征在于，步骤三中所述沉淀剂为饱和草酸溶液，沉淀物为草酸混合稀土产品。4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的提取工艺，其特征在于，所述初步过滤包括砂滤、微滤或超滤。5.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的提取工艺，其特征在于，所述纳滤膜系统采用的膜元件对硫酸镁的截留率>98%，膜组件为卷式、中空纤维式、板式或管式，或者旋转式，操作压力控制在1.0?4.0Mpa06.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的提取工艺，其特征在于，所述稀土浸出液是以硫酸铵为浸矿剂得到的浸出液。7.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的提取工艺，其特征在于:步骤三所得清液先经中和，再补加硫酸铵，作为浸矿液，回用到浸矿过程中。8.根据权利要求1所述的离子型稀土矿的提取工艺，其特征在于:所述纳滤膜浓缩液中，稀土离子及其它二价以上金属离子被截留富集10-50倍。
【专利摘要】一种离子型稀土矿的提取工艺，是将稀土浸出液经过初步过滤后进入纳滤膜系统，再将纳滤膜浓缩液引入除杂池或除杂罐中，加入饱和碳酸氢铵溶液或氨水沉降，清液中加入稀土沉淀剂，得到沉淀物为混合稀土产品。上述沉淀剂为饱和碳酸氢铵溶液或饱和草酸溶液。本工艺采用膜分离技术结合离心分离技术提取稀土，减少了碳酸氢铵用量，缩小了各种池的体积，实现了硫酸铵的回用，提高了稀土的提取收率，并可实现对浸出液中稀土含量低于0.2g／L以下的稀土矿山的经济性开采。同时，此生产工艺为一集成装备系统，无需就地开挖大量池子、破坏山体植被，彻底改变了传统生产工艺对环境的破坏。是典型的清洁生产工艺。
【IPC分类】C22B3/44, C22B59/00, C22B3/22
【公开号】CN105018754
【申请号】CN201410155386
【发明人】葛文越, 肖礼金, 曹厚康
【申请人】上海凯鑫分离技术有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月17日