本發(fā)明屬于選礦領(lǐng)域，尤其涉及一種離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出的方法。

背景技術(shù)：

離子型稀土礦是我國特有的稀土礦產(chǎn)資源，因其富含中重稀土元素、配分齊全、放射性比度低，現(xiàn)已成為我國限制開采的重要戰(zhàn)略資源。礦石中稀土元素多呈水合或羥基水合陽離子的形態(tài)吸附在高嶺石、伊利石等黏土礦物表面，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。采用化學(xué)性質(zhì)更為活潑的陽離子可與稀土離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，進(jìn)而提取稀土元素，但以“搬山運(yùn)動(dòng)”著稱的桶浸、池浸、堆浸等提取工藝不僅破壞表層植被，而且污染環(huán)境，產(chǎn)生難以修復(fù)的影響。原地溶浸工藝是離子型稀土礦最佳的浸取工藝，但長期的生產(chǎn)實(shí)踐表明原地溶浸工藝依然存在著適應(yīng)性差、浸出率低、浸出周期長、藥劑殘留嚴(yán)重、邊坡穩(wěn)定性差等問題，限制了該技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛推廣。其主要原因是離子型稀土礦特有的黏土礦物性質(zhì)復(fù)雜，不僅滲透性差、孔隙通道功能低，而且浸出過程易發(fā)生物理膨脹和同電相斥效應(yīng)，造成浸出滲流過程受阻、邊坡穩(wěn)定性差和浸出效率低。

目前，針對離子型稀土礦的溶浸選礦回收，工業(yè)上普遍采用硫酸銨、氯化銨、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂等電解質(zhì)溶液作浸出劑進(jìn)行浸取回收。然而，離子型稀土礦中特有的黏土礦物在加入浸取劑后會發(fā)生遇水膨脹、分散等物理化學(xué)作用，其層面間的膠結(jié)物被水溶解，造成內(nèi)聚力下降；同時(shí)，黏土層間因氫離子解離，導(dǎo)致表面荷帶負(fù)電，引起黏土礦物層間同電相斥效應(yīng)，使其體積增加而導(dǎo)致膨脹；另外，黏土礦物作為稀土元素的負(fù)載相，其顆粒層間自由水和表面結(jié)合水對原地溶浸時(shí)浸出劑產(chǎn)生吸收、黏帶和阻礙作用，嚴(yán)重影響溶浸過程浸出劑的滲流；再次，因浸出過程液相因素的改變，導(dǎo)致稀土礦體中位置固定的骨架顆粒和孔道中游離散布的松散顆粒發(fā)生位置改變，進(jìn)而影響骨架顆粒的孔隙率，造成溶浸過程顆粒沉積和淤結(jié)。上述原因造成原地溶浸體系中，浸出劑在黏土礦物層間滲流受阻、離子交換反應(yīng)不充分，礦體膨脹受力不均、邊坡穩(wěn)定性差，黏土礦物親水潤濕性差、浸出效率低，浸出劑用量大、生產(chǎn)成本高，易產(chǎn)生滲流死區(qū)/盲區(qū)、地表徑流、氨氮污染等環(huán)境問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對離子型稀土礦溶浸體系普遍存在的滲流效果差、反應(yīng)不充分、浸出效率低、浸出劑用量大、生產(chǎn)成本高、易產(chǎn)生環(huán)境污染等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定、高效、滲流效果好、交換反應(yīng)充分、浸出指標(biāo)高、生產(chǎn)成本低、環(huán)保無污染的強(qiáng)化浸出新方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其溶浸過程包括加入浸出劑進(jìn)行浸出，其特征在于其溶浸過程還加入ZXT-16作強(qiáng)化劑。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其特征在于其溶浸過程加入的浸出劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣中的一種。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其特征在于其溶浸過程的步驟包括：

（1）將離子型稀土礦裝入溶浸柱；

（2）將浸出劑和強(qiáng)化劑ZXT-16溶解、混合；

（3）將配置好的浸出劑和強(qiáng)化劑ZXT-16對浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其特征在于其溶浸過程的浸出劑濃度為30~85g/L，強(qiáng)化劑ZXT-16濃度為1.0~2.5g/L。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其特征在于將配置好的浸出劑和強(qiáng)化劑按照1.0~8.0mL/min 的流速進(jìn)行噴淋，按溶浸液固比為 0.15~0.75mL/g 收集浸出液。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其特征在于所述強(qiáng)化劑ZXT-16是以烷基磺酸琥珀酰胺酸鉀、甲氨基乙基磺酸鈉、硬脂基氨基磺酸鈉、磷酸脂鉀為原料，按照質(zhì)量比（1.2~2.8）:1:（0.6~1.8）：0.5的配比混合，在常溫常壓下以燒杯做容器、磁力攪拌器攪拌30~40min制取。

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出的方法，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

（1）針對離子型稀土礦特有的黏土礦物在加入浸取劑后會發(fā)生遇水膨脹，造成內(nèi)聚力下降，以及氫離子解離后表面荷負(fù)電，引起黏土礦物層間同電相斥，造成黏土層體積膨脹變大，引發(fā)邊坡不穩(wěn)定等問題。本發(fā)明在溶浸過程中加入強(qiáng)化劑ZXT-16，強(qiáng)化劑中含有大量的陽離子K⁺、Na⁺，發(fā)生電離后K⁺、Na⁺進(jìn)入黏土礦物顆粒表面的擴(kuò)散雙電層，抵消或減少溶浸滲流孔道中的黏土礦物表面的負(fù)電荷，壓縮黏土礦物表面擴(kuò)散雙電層的厚度，從而起到抑制黏土礦物膨脹的作用，顯著改善溶浸過程中礦體膨脹、內(nèi)聚力下降等問題。而傳統(tǒng)的溶浸工藝只添加單一的氯化銨類浸出劑，不僅易發(fā)生浸出膨脹等問題，而且因部分陽離子被黏土礦物表面陰離子締合吸附，導(dǎo)致與稀土離子交換反應(yīng)的陽離子濃度降低，使得滲流效果變差、交換反應(yīng)不充分，造成浸出率變低，而要解決這一問題需添加大量的浸出劑，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。

（2）針對離子型稀土礦黏土礦物顆粒層間自由水和表面結(jié)合水對浸出劑產(chǎn)生吸收、黏帶和阻礙作用，影響浸出劑滲流浸出的問題。本發(fā)明采用的強(qiáng)化劑ZXT-16具有極強(qiáng)的潤濕性，當(dāng)浸出劑與強(qiáng)化劑同時(shí)添加溶浸時(shí)，強(qiáng)化劑能瞬間潤濕黏土礦物層表面，使浸出劑在黏土礦物表面的外層滲流擴(kuò)散不受層間自由水和表面結(jié)合水的影響，降低液相的粘滯和拖拽阻力，使浸出劑快速到達(dá)黏土礦物表面并形成液固兩相界面膜，進(jìn)而發(fā)生發(fā)生離子交換溶浸反應(yīng)，顯著改善滲流阻礙現(xiàn)象。而目前普遍采用的溶浸方法因缺乏強(qiáng)化浸出效果，使得添加的單一浸出劑不僅因液相黏帶、阻礙作用，造成溶浸滲流受阻，而且浸出劑到達(dá)黏土礦物表面的時(shí)間邊長，導(dǎo)致浸出效率下降。即使增大浸出劑用量也難以解決這一難題，相反因浸出劑用量增大，濃度變高，導(dǎo)致液相流動(dòng)性變差、浸出滲流效果更差。

（3）針對離子型稀土礦溶浸過程中因位置固定的骨架顆粒和孔道中游離散布的松散顆粒發(fā)生位置改變，導(dǎo)致礦體孔隙率下降，溶浸過程顆粒沉積和淤結(jié)等問題。本發(fā)明采用ZXT-16作強(qiáng)化劑強(qiáng)化浸出，一方面強(qiáng)化劑本身屬于大分子高活性物質(zhì)，溶浸時(shí)電離出的大分子陰離子與黏土礦物表面發(fā)生化學(xué)吸附，吸附后的大分子團(tuán)不僅穩(wěn)定礦物顆粒，而且增強(qiáng)顆粒間的內(nèi)聚力，進(jìn)而阻礙浸出劑滲流時(shí)骨架顆粒和松散顆粒的位移；另一方面，強(qiáng)化劑含有醇類基團(tuán)，具有一定發(fā)泡性能，浸出劑滲流時(shí)帶入了一定量的空氣，使得顆粒表面的氣-固兩相界面上產(chǎn)生少量的大分子氣泡，增大滲流孔道的通透性和孔隙率，解決溶浸過程中顆粒沉積和淤結(jié)等問題。

本發(fā)明的強(qiáng)化劑ZXT-16是以烷基磺酸琥珀酰胺酸鉀、甲氨基乙基磺酸鈉、硬脂基氨基磺酸鈉、磷酸脂鉀為成分，通過大量的理論研究、藥劑篩選、互配加成、配比試驗(yàn)而研制成功。其性能特點(diǎn)不僅綜合了各單一成分的優(yōu)點(diǎn)，而且通過配比控制，規(guī)避了各成分的缺陷。將此類高效成分通過大量試驗(yàn)研究配比后用于離子型稀土礦的溶浸過程中是不容想到的，使用ZXT-16這一強(qiáng)化劑強(qiáng)化離子型稀土礦的浸出，顯著改善和解決現(xiàn)有技術(shù)難題，這一創(chuàng)造性的思想和組合使用的各種藥劑及成套技術(shù)作為一個(gè)整體在離子型稀土礦溶浸選礦技術(shù)領(lǐng)域是沒有被公開也不容易被想到的，是一種穩(wěn)定、高效、滲流效果好、交換反應(yīng)充分、浸出指標(biāo)高、生產(chǎn)成本低、環(huán)保無污染的強(qiáng)化浸出新方法。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

①發(fā)明的高效強(qiáng)化劑ZXT-16，解決了浸出劑在黏土礦物層間滲流受阻、離子交換反應(yīng)不充分、礦體遇水膨脹、邊坡穩(wěn)定性差的技術(shù)難題，顯著提高了溶浸效率與滲流效果。

②高效強(qiáng)化劑ZXT-16協(xié)同浸出劑共同溶浸離子型稀土礦，解決了浸出劑對黏土礦物潤濕性差、浸出效率低、藥劑用量大、生產(chǎn)成本高、易產(chǎn)生環(huán)境污染的技術(shù)難題，顯著改善并強(qiáng)化了離子型稀土礦的綠色化學(xué)提取。

③發(fā)明的高效強(qiáng)化劑ZXT-16為高性能活性物質(zhì)，在稀土礦體中易生物降解，可為微生物的繁殖和植被修復(fù)提高養(yǎng)分，有利于稀土礦山的生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其溶浸過程包括加入浸出劑進(jìn)行浸出，加入的浸出劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣中的一種；其溶浸過程還加入ZXT-16作強(qiáng)化劑。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其溶浸過程的步驟包括：

（1）將離子型稀土礦裝入溶浸柱；

（2）將浸出劑和強(qiáng)化劑ZXT-16溶解、混合；

（3）將配置好的浸出劑和強(qiáng)化劑ZXT-16對浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其溶浸過程的浸出劑濃度為30~85g/L，強(qiáng)化劑ZXT-16濃度為1.0~2.5g/L。

本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法，其溶浸過程將配置好的浸出劑和強(qiáng)化劑按照1.0~8.0mL/min 的流速進(jìn)行噴淋，按溶浸液固比為 0.15~0.75mL/g 收集浸出液。

實(shí)施例1

將200g烷基磺酸琥珀酰胺酸鉀、100g甲氨基乙基磺酸鈉、120g硬脂基氨基磺酸鈉、50g磷酸脂鉀混合，常溫常壓下以燒杯做容器、磁力攪拌器攪拌30~40min得到強(qiáng)化劑ZXT-16。

實(shí)施例2

將180g烷基磺酸琥珀酰胺酸鉀、100g甲氨基乙基磺酸鈉、140g硬脂基氨基磺酸鈉、50g磷酸脂鉀混合，常溫常壓下以燒杯做容器、磁力攪拌器攪拌30~40min得到強(qiáng)化劑ZXT-16。

實(shí)施例3

將230g烷基磺酸琥珀酰胺酸鉀、100g甲氨基乙基磺酸鈉、130g硬脂基氨基磺酸鈉、50g磷酸脂鉀混合，常溫常壓下以燒杯做容器、磁力攪拌器攪拌30~40min得到強(qiáng)化劑ZXT-16。

實(shí)施例4

選別的試樣A取自江西贛州某離子型稀土礦山，試樣含稀土REO總量為0.078%，礦石主要由SiO₂和Al₂O₃組成，其次為K₂O、MgO和TFe等，主要賦存在石英、長石、云母、埃洛石、伊利石等黏土礦物中；稀土元素以離子相形態(tài)產(chǎn)出，風(fēng)化嚴(yán)重，含泥量較高。采用目前普遍使用的傳統(tǒng)溶浸工藝對該離子型稀土礦進(jìn)行溶浸選礦回收，獲得的最佳稀土浸出率為85.26%。

采用本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法進(jìn)行溶浸選礦回收，溶浸過程包括加入浸出劑KCl進(jìn)行浸出，溶浸過程還加入實(shí)施例2中的強(qiáng)化劑ZXT-16，其選別步驟為：

（1）稱取干燥的離子型稀土礦樣A 500g裝入溶浸柱；

（2）將浸出劑KCl和強(qiáng)化劑ZXT-16溶解、混合；

（3）將配置好的浸出劑KCl和強(qiáng)化劑ZXT-16對溶浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

溶浸過程的浸出劑KCl濃度為45g/L，強(qiáng)化劑ZXT-16濃度為1.8g/L，浸出劑KCl和強(qiáng)化劑ZXT-16按照4.5mL/min的流速進(jìn)行噴淋浸出，按溶浸液固比為0.35mL/g收集浸出液。

本實(shí)施例獲得的稀土浸出率為97.68%。

實(shí)施例5

選別的試樣B 取自江西贛州某離子型稀土礦山，試樣含稀土REO總量為0.097%，礦石主要由SiO₂和Al₂O₃組成，其次為K₂O、MgO和TFe等，主要賦存在高嶺石、石英、長石、云母、埃洛石、伊利石等黏土礦物中；稀土元素以離子相形態(tài)產(chǎn)出，風(fēng)化嚴(yán)重，含泥量較高。采用目前普遍使用的傳統(tǒng)溶浸工藝對該離子型稀土礦進(jìn)行溶浸選礦回收，獲得的最佳稀土浸出率為86.37%。

采用本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法進(jìn)行溶浸選礦回收，溶浸過程包括加入浸出劑MgCl₂進(jìn)行浸出，溶浸過程還加入實(shí)施例1中的強(qiáng)化劑ZXT-16，其選別步驟為：

（1）稱取干燥的離子型稀土礦樣A 500g裝入溶浸柱；

（2）將浸出劑MgCl₂和強(qiáng)化劑ZXT-16溶解、混合；

（3）將配置好的浸出劑MgCl₂和強(qiáng)化劑ZXT-16對溶浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

溶浸過程的浸出劑MgCl₂濃度為62g/L，強(qiáng)化劑ZXT-16濃度為2.1g/L，浸出劑MgCl₂和強(qiáng)化劑ZXT-16按照6.3mL/min 的流速進(jìn)行噴淋浸出，按溶浸液固比為0.48mL/g收集浸出液。

本實(shí)施例獲得的稀土浸出率為98.22%。

實(shí)施例6

選別的試樣C取自江西贛州某離子型稀土礦山，試樣含稀土REO總量為0.104%，礦石主要由SiO₂和Al₂O₃組成，其次為K₂O、MgO和TFe等，主要賦存在高嶺石、石英、埃洛石、伊利石、長石、云母等黏土礦物中；稀土元素以離子相形態(tài)產(chǎn)出，風(fēng)化嚴(yán)重，含泥量較高。采用目前普遍使用的傳統(tǒng)溶浸工藝對該離子型稀土礦進(jìn)行溶浸選礦回收，獲得的最佳稀土浸出率為85.89%。

采用本發(fā)明的離子型稀土礦溶浸體系強(qiáng)化浸出方法進(jìn)行溶浸選礦回收，溶浸過程包括加入浸出劑CaCl₂進(jìn)行浸出，溶浸過程還加入實(shí)施例1中的強(qiáng)化劑ZXT-16，其選別步驟為：

（1）稱取干燥的離子型稀土礦樣A 500g裝入溶浸柱；

（2）將浸出劑CaCl₂和強(qiáng)化劑ZXT-16溶解、混合；

（3）將配置好的浸出劑CaCl₂和強(qiáng)化劑ZXT-16對溶浸柱中稀土礦進(jìn)行噴淋浸出，收集浸出液。

溶浸過程的浸出劑CaCl₂濃度為70g/L，強(qiáng)化劑ZXT-16濃度為2.2g/L，浸出劑CaCl₂和強(qiáng)化劑ZXT-16按照6.5mL/min 的流速進(jìn)行噴淋浸出，按溶浸液固比為0.52mL/g收集浸出液。

本實(shí)施例獲得的稀土浸出率為98.85%。

本說明書中未作詳細(xì)描述之內(nèi)容為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知現(xiàn)有技術(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。