[发明专利]一种用于强化浸取离子型稀土矿的助浸剂及其浸取方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土湿法冶金领域，具体而言，涉及一种用于强化浸取离子型稀土矿的助浸剂及其浸取方法。

背景技术

稀土（RareEarth，简称RE）是化学元素周期表第三副族中原子序数从57至71的15个镧系元素，即镧(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)，再加上与其电子结构和化学性质相近的钪(Sc)和钇(Y)，共17种元素的总称。稀土元素因其独特的4f亚层电子结构、大的原子磁矩、强的自旋-轨道耦合、多变的配位数，使其形成的化合物具有十分丰富的磁、光、电、催化等功能性质，被誉为“现代工业的维生素”和“新材料宝库”。根据稀土元素间理化性质的差异，将其分组为轻、中、重稀土。其中铕、铽、镝等中重稀土储量少、缺口大、价值高、可替代性小，被广泛应用于国防军工、航空航天等高新科技领域，是制备高性能磁性材料、发光材料、激光晶体、高科技陶瓷等的关键材料。目前，中重稀土主要来源于我国离子吸附型稀土矿，其铽、镝、铕、钇等中重稀土元素配分比轻稀土矿高十多倍甚至几十倍。

离子型稀土矿是一种新型外生稀土矿物，于1969年首次在我国江西省赣州市被发现。此类矿物广泛分布于我国南方的江西、广东、广西等省份，其稀土配分齐全，放射性低，且富含中重稀土元素，是我国宝贵的战略矿产资源。离子型稀土矿的开发利用可以解决独居石、氟碳铈矿、混合型稀土矿等几乎只产轻稀土而缺乏中重稀土的问题。目前工业生产普遍采用铵盐原地浸取工艺回收稀土，即采用硫酸铵作为浸取剂原地浸出离子吸附型稀土矿中的稀土，然后采用碳酸氢铵对浸出液进行除杂、沉淀富集稀土，最后焙烧获得离子型稀土精矿。虽然上述工艺已广泛应用于离子矿工业开采，但仍存在硫酸铵浸取剂消耗高，产生大量氨氮废水，给矿区带来严重的氨氮污染的问题。对于花岗岩离子吸附型稀土矿，每生产1吨离子型稀土精矿需消耗7-9吨铵盐（以(NH₄)₂SO₄计，下同），而对于广西地区广泛存在的火山岩离子型稀土矿，由于渗透性较差，导致浸出效果不佳，每生产1吨离子型稀土精矿则需要消耗12吨以上铵盐。据统计，我国每年生产离子型稀土精矿6万吨左右，在离子吸附型稀土矿开采过程中使用大量的硫酸铵和碳酸氢铵，产生了大量的氨氮废水，其硫酸铵浓度高达3.5-4.0g/L；由于矿山渗漏及降雨等原因，废水很容易渗入到土壤、地下水和地表水中，导致环境中氨氮超标。即使废水经过地表水和地下水稀释，废水中氨氮含量也可达100ppm左右，矿区水系氨氮严重超标，水体富营养化，对生态安全造成了极大的威胁。

因此开发高效的助浸剂，以提高稀土浸取效率，降低浸取剂消耗，减小环境污染，实现离子型稀土矿的高效提取，已经成为目前重点研究和解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于强化浸取离子型稀土矿的助浸剂及浸取方法，以提高稀土浸出率，减少浸取剂的用量，减小生产成本、降低氨氮污染。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种用于强化浸取离子型稀土矿的助浸剂，所述助浸剂为水溶性的α-氨基酸或α-氨基酸盐。

进一步地，助浸剂为甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、谷氨酸、胱氨酸中的至少一种。

本发明另一方面提供了一种采用上述助浸剂浸取离子型稀土矿的方法，包括以下步骤，以离子型稀土矿为原料，将浸取剂和助浸剂混合配置浸矿液，然后采用顶水洗涤，最终得到稀土浸出液和稀土尾矿。

进一步地，浸取剂为硫酸镁、氯化钙、硫酸铵、氯化铵、硫酸亚铁、硫酸钾中的至少一种。

进一步地，浸矿液中助浸剂的浓度为0.01-0.15mol/L。

进一步地，浸矿液中浸取剂的浓度为0.10-0.30mol/L。

进一步地，浸矿液与稀土矿的液固比为0.3-1.0L：1kg。