離子型稀土礦綠色高效提取技術(shù)與理論研究進(jìn)展

1、離子型稀土離子型稀土礦綠色高效綠色高效浸取技術(shù)與理論研究進(jìn)展浸取技術(shù)與理論研究進(jìn)展羅仙平123，李運(yùn)強(qiáng)1，唐學(xué)昆1，馬沛龍1，周賀鵬13（1.江西理工大學(xué)，江西贛州，341000；2.西部礦業(yè)股份有限公司，青海西寧810006；3.離子型稀土資源開發(fā)及應(yīng)用省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西贛州341000）摘要摘要：介紹了離子型稀土礦資源的特點(diǎn)，從浸出劑、浸出工藝的高效化、綠色化發(fā)展及浸出過(guò)程基礎(chǔ)理論研究體系的完善等方面綜述了離子型稀土礦浸出技術(shù)

2、研究進(jìn)展，并在此基礎(chǔ)上提出了離子型稀土礦浸出過(guò)程的適應(yīng)性有待提高，污染及地質(zhì)災(zāi)害控制效果不佳等問(wèn)題，建議進(jìn)一步完善滲流規(guī)律、傳質(zhì)過(guò)程等基礎(chǔ)理論研究，掌握尾礦中稀土及金屬離子的二次遷移規(guī)律，加強(qiáng)浸出過(guò)程中邊坡穩(wěn)定性控制研究，重視低品位難浸離子型稀土礦的回收工作，以促進(jìn)離子型稀土礦綠色高效提取技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：離子型稀土礦；綠色高效浸出技術(shù)；原地浸礦；邊坡穩(wěn)定；基礎(chǔ)理論Researchprogressofgreenhighef

3、ficientextractiontechniquetheyofIonadsbedtyperareeartheLuoXianping123Liyunqiang1TangXuekun1MaPeilong1ZhouHepeng13(1.JiangxiUniversityofScienceTechnologyGanzhou341000，China2.WesternminingLimitedbyShareLtdQinghaiXining8100

4、06China3.KeyLabatyofIonictypeＲareEarthＲesourcesDevelopmentApplicationMinistryofEducationGanzhou341000，China)Abstract:TheacteristicoftheIonadsbedtyperareeartheisintroduced.TheresearchprogressofextractiontechniqueofIonadsb

5、edtyperareeartheissummarizedfromtheaspectoftheGreeninghighefficiencydevelopmentconsummateofthebasictheysystemoftheleachingprocess.Onthisbasissomeproblemsuchastheadaptationoftheinsituleachingprocessneedimprovepoeffectonco

6、ntrollingpollutiongeologicaldisastersareraised.Indertopromotesustainabledevelopmentofgreenhighefficientexploitationtechniqueofionictyperareeartheitisrecommendedthatresearchesonbasictheyofpermeabilityrulemasstransferproce

7、ssshouldbefurtherstrengthenedinthefuture，mastertheruleofsecondarymigrationruleofrareearthheavymetalionsintailingsrecoveryoflowgradeionabsbedrareearthbeemphasizedKeywds:IonadsbedtyperareeartheGreeneffectiveleachingprocess

8、InsituleachingprocessSlopestability；Basicthey.基金項(xiàng)目：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2012BAC11B07），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：51404112），教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào):NCET100183），“贛鄱英才555”工程領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目。作者簡(jiǎn)介：羅仙平（1973），男，江西理工大學(xué)稀土學(xué)院院長(zhǎng)，教授，博士研究生導(dǎo)師；西部礦業(yè)集團(tuán)有限公司高級(jí)總監(jiān)，青海

9、省西寧市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)金橋路30號(hào)，810006。粒[7]。離子型稀土礦中稀土元素的含量一般為0.03%~0.15%，其賦存形式較為特殊，主要以水合陽(yáng)離子或羥基水合陽(yáng)離子的形式被吸附在礦石中的黏土礦物上，這部分稀土被稱為“離子相稀土”，其具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，且含量相對(duì)較高，約占稀土總量的70%~90%，是目前離子型稀土礦中唯一有回收價(jià)值的稀土元素[15]。除離子相稀土之外，礦石中稀土元素呈水溶相、膠態(tài)相、礦物相賦存[16]。這些前期的礦床及

10、礦石性質(zhì)研究工作都為今后離子型稀土礦的綠色高效提取技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2離子型稀土礦綠色高效浸出技術(shù)研究進(jìn)展離子型稀土礦中的稀土元素主要以離子吸附形式賦存，采用重選、磁選、浮選等常規(guī)的物理選礦方法無(wú)法將其富集或回收[17]。但這些稀土離子遇到化學(xué)性質(zhì)更活潑的陽(yáng)離子（如NaKHNH4等）可被交換解吸。我國(guó)科技工作者根據(jù)離子型稀土礦這一特性，經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究和實(shí)踐，開發(fā)了獨(dú)具特色的離子型稀土礦浸出工藝技術(shù)，并經(jīng)過(guò)不斷的完善與發(fā)展，該項(xiàng)

11、浸出技術(shù)開發(fā)水平隨之也不斷發(fā)展，使得浸出工藝由早期的桶浸、池浸工藝發(fā)展到如今的原地浸出工藝，浸出過(guò)程中的基礎(chǔ)理論也得到不斷完善，使離子型稀土礦的提取工藝不斷向綠色高效方向邁進(jìn)，形成了獨(dú)具特色的離子型稀土礦浸取技術(shù)與理論體系[18]。2.1離子型稀土礦浸出劑的綠色化、高效化發(fā)展在離子型稀土礦開采的初期（20世紀(jì)70年代初），人們發(fā)現(xiàn)食鹽溶液浸泡的方法可以將礦石中的稀土交換下來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷完善和提高，開發(fā)了以6%~8%濃度的氯化鈉溶液作為浸出

12、劑進(jìn)行稀土浸出，為離子型稀土礦浸出最早期的浸出劑[7]。但是通過(guò)一段時(shí)間的生產(chǎn)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)采用氯化鈉溶液作為浸出劑存在極大的缺陷，主要表現(xiàn)在浸出劑中的氯化鈉濃度較高，浸礦過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的氯化鈉廢水，這些廢水的排放造成土壤的鹽化與板結(jié)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重破壞[1719]。為此，江西大學(xué)賀倫燕等人[20]提出了采用硫酸銨溶液作為浸出劑。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐表明，采用硫酸銨作浸出劑時(shí)，硫酸銨的濃度僅為1%~4%即可，實(shí)現(xiàn)了低濃度浸出，同時(shí)硫酸銨本身在農(nóng)業(yè)

13、生產(chǎn)中作為氮肥使用，因而大大降低了浸礦劑對(duì)土壤的污染。而且由于銨離子相比鈉離子具有更強(qiáng)的離子交換性能，使得浸出效果得到明顯提高。此外，由于硫酸銨中硫酸根離子的存在使得浸出過(guò)程的選擇性也得到了一定的提高，鈣、鋇等雜質(zhì)金屬離子的浸出得到大大的降低[2122]。硫酸銨的使用使得離子型稀土礦浸出劑向高效化、綠色化的邁進(jìn)了一大步，并一直沿用至今。此外，針對(duì)浸出劑的高效性與環(huán)保性能，我國(guó)研究人員還開發(fā)了許多高效浸出劑。池汝安等人[23]提出了以硝酸

14、銨作為浸出劑，由于硝酸銨溶液相對(duì)硫酸銨的濃度更小，因而在礦體中的擴(kuò)散速度更大，可以縮短生產(chǎn)周期，提高浸出效率。李婷等人[24]則采用氯化銨與硫酸銨按7:3的比例混合銨鹽溶液作為浸出劑，并在注浸試驗(yàn)條件下能夠提高1.5%左右的回收率。此外，羅仙平等人[2526]還開發(fā)了LPF與富里酸助浸劑，經(jīng)試驗(yàn)表明，通過(guò)在浸出劑中添加這些助浸劑進(jìn)行浸出，可以提高8%左右的稀土浸出率，降低約34%的浸出劑消耗，有效地強(qiáng)化了稀土的浸出效果。池汝安等人[27