[发明专利]风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种风化壳淋积型稀土矿浸取剂，特别是涉及一种风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂。

技术背景

风化壳淋积型稀土矿（亦称离子吸附型稀土矿）是我国特有的稀土矿，中重稀土品位高，具有极高的经济价值，是国家发展战略矿种，广泛分布于南方七省。风化壳淋积型稀土矿矿石主要由高岭石、埃洛石、蒙脱石等黏土矿物组成，其黏土矿物是稀土的负载相，矿石中约85％以上稀土元素是以水合或羟基水合离子吸附在黏土矿物上。吸附稀土的高岭石、埃洛石和白云母可分别表示为：

                高岭石

           埃洛石

          白云母

风化壳淋积型稀土矿稀土品位低，仅为0.05%～0.3%。矿石粒度极细，50%以上的稀土存于产率为24%～32%的-0.78mm粒级中。常规的物理选矿无法使稀土富集为相应的稀土精矿，所以只能采用化学浸取技术。

风化壳淋积型稀土矿中被吸附的稀土离子在遇到阳离子，诸如：Na⁺、K⁺、H⁺、NH₄⁺能被其交换解吸。当风化壳淋积型稀土矿用盐类电解质溶液淋洗时，稀土离子就会被交换下来，类似于离子交换过程。吸附稀土离子的黏土矿物是固定相，含有浸取剂的溶液是流动相，离子交换反应发生在黏土矿物表面和溶液之间。黏土矿物上的稀土离子与溶液中电荷相同的离子进行异相交换，溶液中的浸取剂阳离子被吸附上去，稀土离子解吸下来。以铵盐为例，其化学反应方程式可表示为：

式中：s表示固相；aq表示水相。

该离子交换反应奠定了风化壳淋积型稀土矿浸取工艺的理论基础。目前，风化壳淋积型稀土矿通常采用原地浸取工艺回收稀土。原地浸出工艺是在矿山上打井直接注入浸取剂溶液，浸取剂在矿体中与黏土矿物表面吸附的稀土离子进行交换反应将稀土交换下来，在山底的集液腔回收稀土浸出液，得到的稀土浸出液通过出液沟，最后流进集液池，用碳酸氢铵沉淀回收稀土，沉淀母液中过量的碳酸氢铵用相应的无机酸调节pH值使其转化为相应的无机盐，并添加一些相关试剂达到其所需浓度，作为浸取剂溶液返回山顶重新浸出稀土，实现闭路循环系统，如图1所示。原地浸出工艺稀土回收率高，不用挖山，有利于稀土浸出后矿山植被恢复，是一种广泛推广的稀土开采技术。

但在风化壳淋积型稀土矿原地浸取过程中常常因注液不当造成山体滑坡自然灾害的发生，毁坏农田，同时影响了风化壳淋积型稀土矿的开采和矿业公司的经济效益。引起这些地质灾害发生的原因主要是风化壳淋积型稀土矿中含有的黏土矿物在加入浸取剂后会发生遇水膨胀、分散等物理和化学作用，其层面间的胶结物被水溶解，内聚力下降，由于体积因素或氢离子解离，黏土层间表面因带负电引起的同电相斥效应，使其体积增加而导致膨胀，从而引起山体滑坡等地质灾害现象发生，尤以黏土矿物中蒙脱石、伊利石或伊利石与蒙脱石组成的混层发生膨胀产生的危害最大。因此，如何选择合适浸取剂，既能保持高的稀土浸出率，又能防止黏土矿膨胀而导致的山体滑坡等自然灾害，是风化壳淋积型稀土矿开采过程中普遍关注的问题。

风化壳淋积型稀土矿原地浸取时黏土矿物发生膨胀，其膨胀值大小无法直接进行测定，一般借助于智能黏土膨胀仪，将一定量的矿样在压片机上以8.0 MPa的压力压片5.0 min，用游标卡尺测量样品长度，并将样品安装在智能黏土膨胀仪上，将浸取溶液注入测量筒中，测定常压下30℃经8.0小时后该矿样的伸长度，计算其线膨胀率，以线膨胀率的大小表示黏土矿发生膨胀的程度。线膨胀率越大，表明黏土矿越易膨胀，在原地浸取时越易引起山体滑坡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出了一种风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂，其具有较强抑制黏土矿物膨胀的能力，又不影响稀土浸出，可有效防止风化壳淋积型稀土矿原地浸取时山体滑坡。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂，其特征是：包括有通过水溶液调配的下述质量百分比浓度的物质：2.0%-5.0%铵盐，同时还包括调节其溶液pH值 4.0-6.0的1.0-10.0 mol/L pH调节剂。

按上述方案，还包括有通过水溶液调配的下述质量百分比浓度的物质：2.0%-6.0%的氮肥。

按上述方案，所述的铵盐为氯化铵、硝酸铵和硫酸铵中的任意一种或它们的混合物。