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风化壳离子吸附型稀土矿提取工艺流程

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-10-26  来源:中国稀土门户网  
核心提示: 稀土金属(rareearthmetals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称 稀土金属(rare earth metals)又称
            稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB 族中钪、钇、镧系 17 种元素的总称

   稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB 族中钪、钇、镧系 17 种元素的总称,常用 R 或 RE 表示。它们的名 称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、 钷(Pm)、 钐(Sm)、 铕(Eu)、 钆(Gd)、 铽(Tb)、 镝(Dy)、 钬(Ho)、 铒(Er)、 铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是 21(Sc)、39(Y)、57(La) 到 71(Lu)。

   风化壳离子吸附型稀土矿我国风化壳离子吸附型稀土矿 20 世纪 60 年代末期首先在江西 省龙南足洞发现离子吸附重稀土矿及寻乌河岭离子吸附轻稀土矿后, 相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现,但以江西比较 集中、量大。离子吸附型稀土矿是一种国外未见报导过的我国独特的 新型稀土矿床。经 20 多年的研究,查明该类型矿分布地面广,储量 大,放射性低,开采容易,提取稀土工艺简单、成本低,产品质量好 等特点。已探明工业储量 100 万吨(REO),远景储量 1000 多万吨。 目前年生产含 REO>60 %混合稀土精矿 1 万吨(REO)。

一、矿石性质

   风化壳离子吸附型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化 稀土元素 而形成,矿体覆盖浅,矿石较松散,颗粒很细。在矿石中的稀土元素 80%~90%呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上; 吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇,但在强电解质(如 Na Cl、(NH4)2 SO4、NH4Cl、NH4Ac 等)溶液中能发生离子交换并进 入溶液和具有可逆反应。

二、稀土提取工艺及技术指标

(一)氯化钠法

   20 世纪 60 年代末期发现该矿床后, 1970 年即研究出“氯化钠 池浸法” 工艺 , 它是 20 世纪 70 年代处理这种类型矿石的主要方法。 从采场运来的矿石,送进一个长方形的水泥池中浸泡,浸出液从池底 的过滤层的排出口排出,浸渣人工清除,浸出液在饱和的草酸溶液中 沉淀,过滤的滤饼即为草酸稀土,经灼烧、水洗、再灼烧得混合稀土 氧化物。

(二)硫酸铵池浸法

    氯化钠浸矿法存在浸矿时间长,氯化钠浓度大,消耗量大,钠离 子共沉淀多,影响一次灼烧产品,纯度只能达到 70 %,需对一次灼 烧产品水洗脱钠,再灼烧的复杂工艺,并且浸渣(尾矿)中含有大量 氯化钠,造成土地盐化,污染环境。制定了用 3%~5%硫酸铵溶液浸 泡矿石、滤液草酸沉淀(由于草酸较贵,20 世纪 80 年代末期已开始 用碳酸氢铵代草酸作稀土沉淀剂, 现在已应用在部份厂矿中生产晶型 碳酸稀土)。草酸稀土一次灼烧即可获得含 REO>90%的混合稀土氧化 物,滤液补加硫酸铵返回再用。与氯化钠相比,硫酸铵浸矿能力强, 用量少,铵离子沉淀少 铵离子沉淀少,灼烧时易挥发,浸渣不会造成土壤盐化 浸渣不会造成土壤盐化。化学选矿的工艺流程见图1。

    

(三)原地浸出法

    池浸法工艺技术及设备条件简单,易操作,因而迅速发展 池浸法工艺技术及设备条件简单 因而迅速发展,遍 地开花。但是池浸法的最大缺点是生产 1t 氧化稀土,需开采的地表 但是池浸法的最大缺点是生产 需开采的地表 面积达 200~800m2, 采剥矿量大于 1000m3, 排放的尾砂量达 800~ 1000m3,造成表土和植被严重破坏 造成表土和植被严重破坏,水土流失,环境污染和资源浪 环境污染和资源浪 费,稀土总回收率只 30%~40%。为了克服这些缺点,早在 1980~ 稀土总回收率只 早在 1985 年,稀土地矿工作者就提出了地浸法的设想 以后又经“八?五” 稀土地矿工作者就提出了地浸法的设想,以后又经 科技攻关,形成了较系统的工艺技术 地浸法的主要内容就是不把含 形成了较系统的工艺技术,地浸法的主要内容就是不把含 有稀土的矿石挖出拿走, 而是在含有离子型稀土矿的矿区或地段打井, 通过地表注液井加入浸矿液,经过渗透和离子交换,有选择地将矿石 中的稀土离子浸出并回收的工艺。 溶浸液的回收有负压抽液和水封堵 漏法,前者适应性较广。收集流出的溶浸液用草酸或碳酸氢铵沉淀, 得到稀土氧化物产品,稀土浸取回收率 70%~75%,这样地貌、地 表和植被不遭破坏, 稀土原地浸取与池浸比较, 成本降低 1200~3000 元/ t REO。经过 1990~1995 年的科技攻关,地浸法获得了成功。 现成已在江西龙南等部分矿山得到应用。

 
 
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