【知識】離子型稀土池浸工藝流程

方離子型稀土礦的開採方法

離子型稀土第一代提取工藝,可簡述為"異地提取工藝",或歸結為"池浸工藝"。

其主要工藝過程為:表土剝離→開挖含礦山體、搬運礦石→浸礦池→將按一定比例(濃度要求)配置的電解質溶液作為"洗提劑"或"浸礦劑",加入浸礦池,溶液對池中含"離子相"稀土礦石進行"滲濾洗提"或"淋洗"→溶液中活潑離子與稀土離子交換,"離子相"稀土從含礦載體礦物中交換出來,成為新狀態稀土;加入"頂水",獲含稀土母液;母液經管道或輸液溝流入集液池或母液池,然後進入沉澱池;浸礦後廢渣從浸礦池中清出,異地排放→在沉澱池中加入沉澱劑、除雜劑,使稀土母液中稀土除雜、沉澱,獲混合稀土;池中上清液經處理後,返回浸礦池,作"洗提劑"迴圈使用→混合稀土經灼燒,獲純度≥92%的混合稀土氧化物。由上可見,本工藝過程中的技術關鍵字是:"表土剝離"、"開挖含礦山體"、"礦石搬運"、"浸礦池"、"洗提劑"、"異地滲濾洗提"、"離子交換"、"含稀土母液"、"尾砂異地排放"、"母液池"、"沉澱池"、"沉澱劑、除雜劑"、"沉澱、除雜"、"混合稀土"、"上清液返回"、"灼燒"、"REO≥92%混合稀土氧化物。

"池浸工藝"與傳統的生產工藝相比較,其第一、二、三道工序過程相似於礦產資源開採中傳統的採礦專業的各作業工序;第三、四、五道工序過程相似于傳統選礦專業和濕法冶金專業相結合的各作業工序;自第五道工序過程以後的各工序,屬於傳統濕法冶金專業的各作業工序。其中,第三道工序中的"浸礦池",起著聯繫傳統採礦、選礦專業作業的作用,類似於礦山選廠的"原礦侖";而第五道工序中的"沉澱池",卻起著聯繫傳統選礦、濕法冶金專業作業的作用,類似於濕法冶金企業的"原料侖"。

由此,相似于傳統選礦專業的主要選別過程,是在"浸礦池"中完成,而且作為本工藝的中間製品,在此獲得含稀土的母液;而屬於傳統濕法冶金專業的典型濕法冶金過程,則主要在"沉澱池"中進行,並由此獲得"稀土精礦"的初級產品--"混合稀土";再經灼燒處理後即可獲得"稀土精礦"終級產品--REO≥92%的混合稀土氧化物。

進而言之,上述作業過程中,先後在三個典型的作業過程中,分別獲得了"中間製品"、"初級產品"和"終級產品"。亦即,在"浸礦池"中,通過離子交換,制得含稀土的母液;在"沉澱池"中,通過沉澱,制得混合稀土;在"灼燒"中,制得混合稀土氧化物。因此,為了確保離子型稀土的產品品質,主要應從這三個關鍵性作業過程中把好技術關。

在此工藝中,所獲得的"稀土精礦"產品,已不再是傳統概念中的"稀土精礦"礦產品,而是純度相對較高的"混合稀土氧化物"產品。嚴格地說,離子型稀土礦山獲得的終級產品,已不再從屬於"礦產品",而是濕法冶金範疇的產品。顯然,其產品檔次,比傳統礦山開採的產品,已大大地提高了一步。

以上工藝流程結構,是稀土礦產資源開發利用中一種嶄新的工藝。它徹底打破了稀土資源開發的傳統工藝,而將多種專業和工藝集於一體,在礦山就直接制得純度較高的混合稀土氧化物產品。應用這種生產工藝,而生產的產品品質指標,是此前稀土生產工藝難以達到的。可見,以這種產品作為原料,對於稀土冶煉的進一步深加工是十分有利的。

然而,世間任何事物往往都具有"兩重性"。離子型稀土擁有非常突出的優勢的一面,同時又由於它的賦存特徵和工藝特徵,而決定了它不令人滿意的另一面。伴隨著"池浸工藝"工業化生產後,導致出現一些非常尖銳和突出的問題:一是對生態環境破壞大。由於離子型稀土廣泛賦存於地表淺層,展布面積大,再加上"池浸工藝"本身要求,該生產工藝實際上是一個"搬山運動"。據統計,每生產一噸混合稀土氧化物,約需消耗1,201-2,001噸礦石,同時還將伴隨產生尾砂1,200-2,000噸,砂化面積約1畝。二是資源利用率低,資源浪費大。

為便於礦石的采、運以及尾砂的排放,降低成本,節省投資,許多礦山的浸礦池建在山坡礦體的中下部,"浸礦池"以下的含礦礦體,被所建生產系統"壓礦",尤其是如若被尾砂覆蓋後,則更難於開採。據資料,該工藝表內資源利用率一般不達50%,低者僅25-30%左右。

稀土礦池浸法介紹

(一)氯化鈉池浸法

氯化鈉池浸法工藝是20世紀70年代處理風化殼淋積型稀土礦礦石的主要方法。從采場運來的礦石,送進一個長方形的水泥池中,加滿NaC1水溶液浸泡,浸出液從池底的過濾層的排出口排出,浸渣人工清除,浸出液在飽和的草酸溶液中沉澱,過濾的濾餅即為草酸稀土,經灼燒、水燒、再灼燒得混合稀土氧化物。

(二)硫酸銨池浸法

由於氯化鈉浸法存在許多缺陷,研究制定了用3%~5%硫酸銨溶液浸泡礦石,濾液草酸沉澱,草酸稀土一次灼燒即可獲得>90%REO的混合稀土氧化物,濾液補加硫酸銨返回再用。由於草酸較貴。20世紀80年代末已開始用碳酸氫銨代草酸作稀土沉澱劑,現已應用在部分廠礦中生產晶型碳酸稀土。

(三)堆浸法

開採的礦石直接成堆,注入溶液浸泡,濾液草酸或碳錢沉澱,草酸稀土或碳銨稀土一次灼燒即可獲得>90%REO的混合稀土氧化物。

(四)地浸法

地浸法的主要內容是不把含有稀土的礦石挖出拿走,而是在含有離子型稀土礦的礦區或地段打井,通過地表注液井加入浸礦液,經滲透和離子交換,有選擇地將礦石中稀土離子浸出並回收的工藝。溶浸液的回收有負壓抽液和水封堵漏法,前者適應性較廣。收集流出的溶浸液用草酸或碳酸氫錢沉澱,得到稀土氧化物產品,稀土浸取回收率達70%~75%,這樣地貌、地表和植被不遭破壞,原地浸取與池浸比較成本低1200~1300元/t。現已被廣泛應用。隨著原材料價格增加,成本價可能有所提升,具體看市場行情。


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