離子型稀土礦浸出母液新型濃縮工藝分析

李昭湟

（龍巖市稀土開發有限公司，福建龍巖364000）

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離子型稀土礦浸出母液新型濃縮工藝分析

李昭湟

（龍巖市稀土開發有限公司，福建龍巖364000）

主要把重金屬的吸附材料作為基礎連續交換的技術，對離子稀土礦浸出母液中雜質進行分離與稀土富集的試驗。

離子型稀土礦；濃縮工藝；母液

引言

近幾年來，中國南方離子稀土礦的品位逐漸降低，且浸出液中的稀土濃度也相對較低，含有大量雜質的離子，例如：二價銅離子、三價鋁離子、二價鈣離子、二甲鎂離子、三價鐵離子等。就萃取工藝而言，浸出液中稀土濃度過低，有機相與水相之比會變大。目前大部分雜質離子會使萃取的條件逐漸惡化，從而出現乳化的現象，導致分相比較困難，加之，一些雜質離子在被萃入到有機相的過程中，會使產品純度受到影響。因此，在萃取之間要對浸出液除雜與濃縮。

近幾年來，主要使用沉淀法來除雜與濃縮，其中草酸鹽的沉淀法主要是將浸出液中雜質、富集稀分離開來，但草酸有毒性，會影響到相關操作人員健康，一些過量草酸需要實施無害處理，這在很大程度上加大了廢水處理難度。而碳酸鹽的沉淀法優勢是成本較低，溶度積與草酸稀土相比較小，容易沉淀，而且稀土沉淀率比較高、無毒。但是碳酸氫銨容易和浸出液中雜質發生反應，生成難溶鹽，從而影響到稀土產品質量。因此，為解決以上沉淀法中的問題，急需開發出可以解決離子稀土礦浸出母液濃縮和除雜的工藝。其中工信華鑫科技集團通過大量試驗，終于開發了以GX稀土料為基礎的吸附交換型技術，這種技術能夠解決離子礦浸出母液濃縮與除雜難題［1］。

1　GX稀土的專用材料

GX稀土的專用材料一般指硅膠經過酸洗→水合→烷基化→接枝后獲得的無機或是有機復合的材料，主要以SiO為骨架、-CH2NHCH2PO（OH）2為官能團的鰲合樹脂類，會和金屬離子反應成多配位的絡合物［2］。和傳統有機離子的交換樹脂比起來，這種螯合樹脂結合金屬離子的能力比較強、選擇性比較高。而GX稀土的專用材料主要有以下幾個特點：對于稀土離子的吸附力比較強；1 g吸附材料可以吸附0.1 g稀土；對于鎂、鋁與鈣等雜質的離子分離效果比較好；硫酸稀土的溶解度比較小，目前萃取分離基本是在鹽酸中操作，當材料將稀土吸附后，使用鹽酸來解吸，從而轉成氯化類稀土；解吸酸度比較低，解吸液pH值可以達到3～5，同時應用酸度低特點，可進行循環的解吸，確保解吸液稀土質量濃度上升到100 g/L；專用材料在轉型的過程中，一般不會應用氨水，工藝全過程沒有排放出氨氮。

2　工藝路線

新型離子型稀土礦浸出母液的濃縮工藝主路線如下：讓離子稀土浸出液從裝有GX的稀土材料吸附柱中穿過，以便對稀土的浸出液中鋁鐵等雜質進行優先吸附，當吸附結束后浸出液不再含有鋁、鐵，而硅、稀土、鎂與鈣等會保留在稀土浸出液。再經過稀土的專用材料吸附，硅、稀土、鎂與鈣等雜質就可以被徹底吸附，實現稀土富集與分離，獲取純凈稀土的濃縮液。但是GX稀土的專用料對于金屬離子的吸附順序存在差異，尤其對稀土吸附能力比較強，能有效分離出雜質與稀土。同時應用新設備、新材料與新技術實現目標金屬提純、定靶吸附與分離等作業，可以克服傳統離子的解吸、吸附與沖洗三個環節中的難題，徹底實現環保冶金的效果。

3　試驗分析

3.1雜質分離的試驗

串聯三個試驗的吸附柱來模擬仿真連續吸附的交換床，在吸附柱中填裝GX稀土的專用材料實施預處理，然后配置飽和的草酸溶液，主要用來檢驗稀土的穿漏，從而獲取穿漏的數據。

3.2浸出

模擬離子型稀土礦的礦山原地浸出柱浸，其中填裝的稀土礦為5 kg，配制的質量分數是2%的硫酸銨，并以0.5 L/h的流量對稀土礦進行淋洗，淋洗時間為4 h，可獲取大約2 L稀土的浸出液，浸出液ReO質量濃度為0.48 g/L，Al質量濃度為0.17 g/L，Fe的質量濃度小于0.001 g/L，pH值為4.5。這種離子型稀土礦是低品位的稀土礦，其浸出液的稀土濃度比較低，鋁含量比較高。

3.3吸附交換

應用蠕動泵以18 m/h的流速對稀土浸出液進行吸附，且吸附出的水體積是1.815升，水中的Fe、ReO與Al質量濃度均比0.001 g/L小，而吸附率均達到l00%。完成吸附后應用1mol/L鹽酸來解吸，其解吸流速是2 m/h，可獲得0.6 L的解吸液，然后分析檢測鐵、稀土與鋁含量，除雜的試驗結果從表1中可以看出，18、28、38是三個串聯吸附柱。從表1中可知，解吸率都達到了100%。且鋁會優先吸附在第一吸附柱上，后續的吸附柱是較純凈稀土，同時獲得富集，再結合連續床工作模式實行循環的解吸可獲取濃度、純度較高的濃縮液。

表1　除雜的試驗結果

3.4稀土富集的試驗

應用十八柱連續吸附的設備，并調整好吸附柱制式，按照制式來管道，然后在吸附柱中填入GX稀土的專用材料實施預處理，使用3mol/L的鹽酸溶液進行解吸。應用蠕動泵以18m/h的流速對稀土浸出液進行吸附，且吸附出水的稀土不會穿漏，水體積是40 L。再用加酸后的解吸液循環解吸稀土，獲得富集，其流速為0.5m/h，一共獲得150mL的稀土解吸液。并對解吸液和吸附出水中的鐵、稀土與鋁含量進行檢測，吸附解吸的試驗結果從表2中可以看出。

表2　稀土富集的試驗結果

從表2中可知，吸附后出水中稀土比檢測限要低，可以保證稀土資源回收率，而解吸液中的稀土含量超過了100 g/L，富集大約是200倍，其中稀土與鋁比值大約是176.4∶1，稀土與鐵比值大約是568.3∶1。按照試驗過程進行計算，得出GX稀土的專用材料吸附稀土容量大約是0.85mmol/g，也就是1 gGX稀土專用的材料可以吸附0.1 g稀土。

4　結語

GX稀土的專用吸附材料主要結合了連續性的交換技術與裝備，盡可能有效分離富集稀土與雜質，這樣不僅可以提高離子稀土資源回收率，而且便于連續、經濟地獲得富集稀土，真正實現無污染的離子型稀土提取，進而提高稀土濃縮質量。

［1］邱廷省，方夕輝，伍紅強.離子型稀土礦中鋁鐵雜質的浸出與抑制規律［J］.中國有色金屬學報（英文版），2014，23（9）:2 986-2 990.

［2］楊仲平，宋慈安，古行乾.電感耦合等離子體質譜法測定離子型稀土礦中離子相稀土總量及分量［J］.冶金分析，2014，14（9）:14-18.

（編輯：王璐）

Analysis of M other Liquor Ion Type Rare Earth Ore Leaching New Enrichment Process

Li Zhaohuang
（Longyan Rare Earth Development Co.，Ltd.，Longyan Fujian 364000）

The main heavy metal adsorption material as the basis for continuous exchange of technology，rare earth ore leaching of the impurities in the mother liquor of ion separation and enrichment of rare earth experiment was carried out.

ion type rare earth deposit；concentration process；liquor

TF845

A

2095-0748（2015）23-0070-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2015.23.31

2015-10-30

李昭湟（1987—），男，福建連城人，本科，采礦助理工程師，研究方向：原地浸礦稀土母液回收率。