離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝，步驟如下：從采場內(nèi)布設(shè)的注液孔注入一定濃度的無銨浸礦劑，與稀土礦物發(fā)生離子交換反應(yīng)，得到富集稀土陽離子的母液；母液滲流、匯聚到礦層天然隔水底板或人工集液巷道搭配集液導(dǎo)流孔等集液工程中；再經(jīng)過主運(yùn)輸管道輸送到水冶車間，使用無銨藥劑除雜沉淀，得到稀土碳酸鹽，上清液循環(huán)回配液池，經(jīng)過調(diào)節(jié)pH值、添加藥劑后返回采場作為新的無銨浸礦劑。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：全程實(shí)現(xiàn)無銨化，對土壤、水體環(huán)境友好；生產(chǎn)廢水循環(huán)綜合利用，無廢害外排；稀土離子浸出率、集液率及沉淀率高，提高了資源采選綜合回收率。

Environmentally friendly mining technology of ionic type rare earth ore without ammonium

The invention discloses the environmentally friendly green mining technology of ion type rare earth ore. The following steps are as follows: a certain concentration of ammonium leaching agent is injected from the injection hole set in the stope, and the rare earth mineral is exchanged with the rare earth minerals, and the mother liquor enriching the rare earth cation is obtained; the mother liquid is percolated and converged to the natural water floor or artificial set of the ore layer. In the liquid tunnel, the liquid tunnel is combined with the fluid collector hole, and then the main transportation pipeline is transported to the hydrometallurgy workshop, and the ammonium sulfate free reagent is used to remove the impurity and precipitate, and the rare earth carbonate and the supernatant circulation pool are obtained. After adjusting the pH value and adding the agent, it returns to the stope as the new ammonium leaching agent. The advantages of the invention are: the whole process is no ammonium, and the environment is friendly to the soil and water; the comprehensive utilization of the production waste water circulation, no waste discharge; the rare earth ion leaching rate, the liquid collecting rate and the precipitation rate are high, and the comprehensive recovery rate of resource extraction is improved.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝
本專利技術(shù)涉及離子型稀土礦綠色環(huán)保開采
，尤其涉及離子型稀土礦無銨化開采技術(shù)。
技術(shù)介紹
風(fēng)化殼離子吸附型稀土是1969年在江西發(fā)現(xiàn)的特有的稀土礦種，稀土元素主要呈水合或羥基水合陽離子賦存于風(fēng)化殼粘土礦物中，通過陽離子交換浸出沉淀獲得稀土元素產(chǎn)品。稀土礦山的生產(chǎn)從開采方式到浸出沉淀方式經(jīng)歷了多次大變革。從礦山開采了經(jīng)歷了池浸－堆浸－原地浸礦，從浸出方式經(jīng)歷了室內(nèi)食鹽桶浸－野外硫酸銨池浸－野外硫酸銨原地浸礦，從沉淀方式經(jīng)歷了草酸二次沉淀+萃取分組法－草酸沉淀法－碳銨沉淀法。碳銨沉淀技術(shù)為1985年由南昌大學(xué)研究成熟，其沉淀產(chǎn)品可以不經(jīng)鍛燒直接進(jìn)入后續(xù)稀土分離，而沉淀后的上清液酸化后可以返回作浸出液，減少了廢水排放和污染，但其技術(shù)要求苛刻，不利于提高生產(chǎn)效率，對效益的增長有制約。現(xiàn)有的稀土礦山的生產(chǎn)主要是硫酸銨浸礦+碳銨沉淀，大部分采用的是原地浸礦的方式。這種生產(chǎn)方式降低了生產(chǎn)成本，減少了地表的剝離和廢渣的堆放，減少了水質(zhì)污染，較好的保護(hù)了地表植被和生態(tài)環(huán)境，但沒有根本的解決問題：1.最關(guān)鍵的技術(shù)問題所采用的浸礦劑、除雜沉淀劑含有銨根離子，伴隨著浸礦劑進(jìn)入到山體中，如果相關(guān)技術(shù)和工程不過關(guān)，則存在浸礦劑滲漏進(jìn)入地下水的可能性，從而導(dǎo)致土壤和周邊水體中氨氮、硫酸鹽等超標(biāo)，造成環(huán)境污染。同時(shí)，原地浸礦生產(chǎn)過程向山體中注入大量浸礦劑，使山體長期處于浸泡甚至飽和狀態(tài)，改變了土壤物化特性，加之地表和地下溝槽、巷道等工程的開挖，破壞了原本穩(wěn)定和平衡的原巖應(yīng)力體系，導(dǎo)致山體滑坡、地表塌陷等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。2.次要問題原有浸礦劑、除雜沉淀劑的效果不明顯，稀土浸出率較低，除雜沉淀率也較低，稀土資源回收率低，從而造成稀土流失和資源浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在提供離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝，解決土壤、水體環(huán)境污染嚴(yán)重；浸礦、除雜、沉淀效率低，稀土資源綜合回收率低的問題。離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝，包括以下步驟：(1)在選取好的采場內(nèi)布設(shè)注液孔，利用礦層天然隔水底板或者布置人工集液巷道，并搭配集液導(dǎo)流孔即水鉆進(jìn)行集液；(2)從注液孔注入無銨浸礦劑；(3)無銨浸礦劑與稀土礦物發(fā)生離子交換反應(yīng)，得到富集稀土的母液，滲流、匯聚到礦層天然隔水底板或者人工集液巷道，進(jìn)入母液收集池中；(4)母液經(jīng)過輸送管道到水冶車間先后經(jīng)過除雜、沉淀和壓濾環(huán)節(jié)處理，得到稀土碳酸鹽產(chǎn)品；(5)濾出的上清液即廢水循環(huán)至配液池，通過調(diào)節(jié)pH值、添加藥劑制備成新的無銨浸礦劑；(6)將新制備的無銨浸礦劑通過管道輸送至符合步驟(1)的新采場。進(jìn)一步地，所述無銨浸礦劑包括硫酸鎂溶液、三氯化鐵溶液、三氯化鋁溶液中一種或兩種以上。進(jìn)一步地，所述硫酸鎂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是2％-5％。進(jìn)一步地，所述三氯化鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.2％-1％。進(jìn)一步地，所述三氯化鋁溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.5％-1％。進(jìn)一步地，除雜過程中采用的無銨藥劑即除雜劑是氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的一種。進(jìn)一步地，采用氫氧化鈉除雜，pH調(diào)節(jié)到5.3。進(jìn)一步地，采用碳酸鈉除雜，pH調(diào)節(jié)到5.3±0.1。進(jìn)一步地，采用碳酸氫鈉除雜，pH調(diào)節(jié)到5.3±0.1。進(jìn)一步地，沉淀過程中使用的沉淀劑是碳酸氫鈉，pH調(diào)節(jié)到5.3±0.1。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：1、無銨化、無污染、綜合回收率高的特點(diǎn)，符合綠色環(huán)保的要求。采用的浸礦劑所含元素原本就是礦體和土壤中的主要元素，整個工藝沒有從外部把污染源帶入山體；利用生產(chǎn)廢水和稀土廢渣再生浸礦劑達(dá)到循環(huán)利用，避免了浸礦劑外排，同時(shí)減少了稀土資源流失，提高了資源綜合回收率；該工藝充分利用鐵、鋁環(huán)境容量大的優(yōu)勢，避免氨氮污染，符合國家無銨化、無污染的綠色環(huán)保政策要求；2、浸礦劑硫酸鎂溶液滲透性能好，與離子型稀土的巖礦特性能夠較好地搭配；3、浸礦劑三氯化鐵溶液效果最好，三氯化鐵溶液滲透強(qiáng)，高峰出現(xiàn)早，不拖尾，稀土可以快速浸出，浸出效率高，與硫酸鎂溶液聯(lián)合使用浸礦效果比單一的效果顯著，可在低濃度浸出使用，且雜質(zhì)浸出低。附圖說明圖1是應(yīng)用礦層天然隔水底板的采場結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是應(yīng)用人工集液巷道和集液導(dǎo)流孔的采場結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是人工集液巷道的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)中的實(shí)施例，對本專利技術(shù)中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。采用表1和表2中各個實(shí)施例的浸礦劑、除雜劑、沉淀劑，分別按如下工藝步驟進(jìn)行浸礦：(1)在選取好的采場內(nèi)按一定網(wǎng)度布設(shè)注液孔，利用礦層天然隔水底板或者按一定間距布置人工集液巷道，并搭配一定規(guī)格的集液導(dǎo)流孔即水鉆進(jìn)行集液；(2)從注液孔注入無銨浸礦劑；(3)如圖1所示，圖1中是應(yīng)用礦層天然隔水底板的采場，在采場內(nèi)布設(shè)注液孔5，注液孔5穿過表土層1，延伸至全風(fēng)化層2，無銨浸礦劑從注液孔5中流入全風(fēng)化層2、半風(fēng)化層3，與稀土礦物發(fā)生離子交換反應(yīng)，得到富集稀土陽離子的母液，母液在自重和注液壓(動)力作用下沿礦層天然隔水底板4匯聚，進(jìn)入母液收集池中；或者，如圖2所示，圖2中是應(yīng)用人工集液巷道，并搭配一定規(guī)格的集液導(dǎo)流孔的采場，注液孔24穿過表土層21延伸至全風(fēng)化層22，在人工集液巷道25設(shè)在礦層原地下水位線26之上，注液孔24和人工集液巷道25之間設(shè)有集液導(dǎo)流孔，無銨浸礦劑從注液孔24中流入全風(fēng)化層22稀土礦物發(fā)生離子交換反應(yīng)，得到富集稀土陽離子的母液，母液在自重和注液壓(動)力作用下滲流、匯聚到人工集液巷道，進(jìn)入母液收集池7中。(4)母液經(jīng)過輸送管道到水冶車間先后經(jīng)過無銨藥劑除雜、沉淀和壓濾環(huán)節(jié)處理，得到稀土碳酸鹽產(chǎn)品；(5)濾出的上清液即廢水循環(huán)至配液池，通過調(diào)節(jié)PH值、添加藥劑制備成新的浸礦劑；(6)將新制備的無銨浸礦劑通過管道輸送至符合步驟(1)的新采場。浸礦效果也一同在表中體現(xiàn)。表1：表2注：表1和表2中浸礦劑的濃度是指質(zhì)量分?jǐn)?shù)，沉淀劑濃度是溶質(zhì)與溶劑重量份之比。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本專利技術(shù)所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本專利技術(shù)的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本專利技術(shù)所屬
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)在選取好的采場內(nèi)布設(shè)注液孔，利用礦層天然隔水底板或者布置人工集液巷道，并搭配集液導(dǎo)流孔即水鉆進(jìn)行集液；(2)從注液孔注入無銨浸礦劑；(3)無銨浸礦劑與稀土礦物發(fā)生離子交換反應(yīng)，得到富集稀土的母液，滲流、匯聚到礦層天然隔水底板或者人工集液巷道，進(jìn)入母液收集池中；(4)母液經(jīng)過輸送管道到水冶車間先后經(jīng)過無銨藥劑除雜、沉淀和壓濾環(huán)節(jié)處理，得到稀土碳酸鹽產(chǎn)品；(5)濾出的上清液即廢水循環(huán)回至配液池，通過調(diào)節(jié)PH值、添加藥劑制備成新的無銨浸礦劑；(6)將新制備的無銨浸礦劑通過管道輸送至符合步驟(1)的新采場。

【技術(shù)特征摘要】
1.離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)在選取好的采場內(nèi)布設(shè)注液孔，利用礦層天然隔水底板或者布置人工集液巷道，并搭配集液導(dǎo)流孔即水鉆進(jìn)行集液；(2)從注液孔注入無銨浸礦劑；(3)無銨浸礦劑與稀土礦物發(fā)生離子交換反應(yīng)，得到富集稀土的母液，滲流、匯聚到礦層天然隔水底板或者人工集液巷道，進(jìn)入母液收集池中；(4)母液經(jīng)過輸送管道到水冶車間先后經(jīng)過無銨藥劑除雜、沉淀和壓濾環(huán)節(jié)處理，得到稀土碳酸鹽產(chǎn)品；(5)濾出的上清液即廢水循環(huán)回至配液池，通過調(diào)節(jié)PH值、添加藥劑制備成新的無銨浸礦劑；(6)將新制備的無銨浸礦劑通過管道輸送至符合步驟(1)的新采場。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝，其特征在于，所述無銨浸礦劑包括硫酸鎂溶液、三氯化鐵溶液、三氯化鋁溶液中一種或兩種以上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述離子型稀土礦無銨化綠色環(huán)保開采工藝，其特征在于，所述硫酸鎂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是2％-5％。4...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王炯輝，黃冬梅，陳道貴，趙彬，張成學(xué)，
申請(專利權(quán))人：五礦勘查開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11