離子型稀土礦開(kāi)采提取工藝的分析及研究

韓永順，吳中麗，曾日參

（贛州市地質(zhì)隊(duì)，江西 贛州 341000）

早在20世紀(jì)70年代初我國(guó)就已發(fā)現(xiàn)了離子型稀土礦床，先后在江西省、廣東省以及福建省等各省發(fā)現(xiàn)了離子型稀土礦，發(fā)現(xiàn)礦床后也進(jìn)行了針對(duì)性的開(kāi)采，此類礦床在發(fā)展過(guò)程中通常會(huì)賦存在花崗巖風(fēng)化殼內(nèi)，在某種環(huán)境下含稀土的花崗巖將會(huì)受到相對(duì)強(qiáng)烈的分化作用以及化學(xué)作用，從而吸附在粘土類的礦物表層，經(jīng)過(guò)多年集聚逐步形成了離子型稀土礦床。正因?yàn)橄⊥猎厥且噪x子的狀態(tài)附著在粘土礦物的表層，所以，與之相關(guān)的提取工藝一定與粘土類礦物性質(zhì)具有一定的關(guān)聯(lián)。離子型稀土與離子交換反應(yīng)的物理特征與化學(xué)特征較為相似，它們?cè)跓o(wú)離子的中性水中將不會(huì)溶解，但是，它卻可與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子產(chǎn)生反應(yīng)，此反應(yīng)通常被稱作交換反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程為可逆狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)離子型稀土礦床，需要結(jié)合離子型稀土礦床的主要特征，進(jìn)行針對(duì)性的研究與探討，從而選一個(gè)與礦床開(kāi)采密切相關(guān)的提取工藝，現(xiàn)階段較為常見(jiàn)的提取工藝的應(yīng)用都會(huì)伴隨著許多問(wèn)題，接下來(lái)本文則主要針對(duì)離子型稀土提取工藝的應(yīng)用相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的建議。

1 離子型稀土提取中浸礦劑以及浸礦設(shè)備

浸礦劑的應(yīng)用。在離子型稀土提取的過(guò)程中，傳統(tǒng)的提取方式主要采用硫酸銨以及食鹽等作為浸礦劑，但是，隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，使得越來(lái)越多的技術(shù)人員意識(shí)到上述兩種物質(zhì)的提取方式存在總問(wèn)題，無(wú)法保證提取效果。若想最大程度的保證提取質(zhì)量，并減少浸礦劑應(yīng)用過(guò)程中的成本，那么就要采用新的提取方式，可將農(nóng)用氯化銨作為浸礦劑，它的應(yīng)用體現(xiàn)了諸多優(yōu)勢(shì)，比如，污染程度弱、價(jià)格相對(duì)低廉，同時(shí)貨源也較為充足，可保障提取效率。

浸礦設(shè)備的應(yīng)用。浸礦設(shè)備的選擇與應(yīng)用范圍較廣，可選擇性較多，應(yīng)用較為普遍的當(dāng)屬螺旋分機(jī)及以及壓濾機(jī)浸礦，螺旋分機(jī)及壓濾機(jī)浸礦工藝的應(yīng)用體現(xiàn)了一定的優(yōu)勢(shì)，此工藝手段的應(yīng)用需要基于離子型稀土與浸礦劑交換洗提的基礎(chǔ)上，盡可能實(shí)現(xiàn)離子快速擴(kuò)散，使之融入到溶液中。后再借助粗沙的作用，不斷的提升、降低螺旋葉片，通過(guò)這樣的方式使得礦漿分離，在此之后，需要通過(guò)分段洗滌的方式將殘留于粗尾沙中的稀土全面提取，以達(dá)到最佳的提取效果。壓力過(guò)程主要是借助壓力的作用，促使溶液與氯渣相分離，在此之后，需要相應(yīng)的壓入洗水，而后再穿過(guò)濾渣，最后，根據(jù)分離效果，將殘留的稀土全面析出，通過(guò)這樣的方式降低稀土在濾渣中的密度，并保證提取效果，此提取工藝的應(yīng)用不僅可以減少提取時(shí)間，同時(shí)也可保證工藝手段應(yīng)用的效果，大大提高開(kāi)采質(zhì)量[1-3]。

水平真空帶式過(guò)濾器浸礦。浸礦的水平真空帶式過(guò)濾機(jī)它的應(yīng)用主要是結(jié)合現(xiàn)階段先進(jìn)帶濾機(jī)的運(yùn)行模式予以設(shè)計(jì)的。水平真空帶式過(guò)濾機(jī)浸礦的應(yīng)用主要由壓緊裝置、真空切換法、濾布張緊裝置以及淋洗液分布器等共同構(gòu)成。其在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中將會(huì)不斷的切換閥門(mén)，通過(guò)此處理方式將大氣切斷，從而接通真空，濾盤(pán)內(nèi)將會(huì)形成真空腔，受真空的作用濾布緊貼濾盤(pán)同時(shí)也會(huì)向前同速前進(jìn)，如若濾盤(pán)與前進(jìn)線形成開(kāi)關(guān)接觸，那么此時(shí)將會(huì)對(duì)閥門(mén)方向進(jìn)行切換，瞬間真空也將被切斷，使大氣通入。不僅如此，此時(shí)的氣缸也將迅速歸于起始位置，而濾布則會(huì)以正常的運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)步前進(jìn)。如若濾盤(pán)與返回線未形成開(kāi)關(guān)相觸，此時(shí)閥門(mén)方向同樣會(huì)被切換，并將大氣及時(shí)階段，迅速通入真空，進(jìn)入到下一真空行程，整個(gè)過(guò)程極為高效，同時(shí)操作過(guò)程也體現(xiàn)了一定的連續(xù)性。

2 離子型稀土提取過(guò)程及工藝

除雜質(zhì)主要是將鋁元素以及鈣元素等相應(yīng)的去除，尤其是對(duì)于離子型稀土礦來(lái)講，需要在加入浸礦劑的過(guò)程中將相關(guān)的雜質(zhì)及時(shí)進(jìn)出。用沉淀劑對(duì)稀土進(jìn)行沉淀的過(guò)程中，其中將會(huì)有部分雜質(zhì)被帶入到稀土產(chǎn)品，此時(shí)將無(wú)法保證稀土產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至?xí)率巩a(chǎn)品不達(dá)標(biāo)，無(wú)法滿足質(zhì)檢要求。

這樣所產(chǎn)生的影響將會(huì)越來(lái)越大，從而給開(kāi)采企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失?；谶@一情況，要求在離子型稀土提取過(guò)程中應(yīng)當(dāng)重視雜質(zhì)的分離與過(guò)濾。不同的稀土礦所包含的鋁元素以及鈣元素含量也將存在著一定的差異，所以，有必要選擇針對(duì)性的提取工藝，減少對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的影響，并保證提取效率。

其中的除鈣無(wú)疑是重點(diǎn)工作，若產(chǎn)品提取的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)鈣含量相對(duì)較高，那么此時(shí)就可運(yùn)用草酸進(jìn)行沉淀，適當(dāng)?shù)募尤肓蛩徜@，促使兩者發(fā)生反應(yīng)，在加草酸沉淀稀土的過(guò)程中鈣與稀土兩種物質(zhì)將會(huì)有效分離，有助于提高提取效果。

而除鋁同樣是重要的工作，鋁元素的去除原則為將其水解為氫氧化物，而后再對(duì)其進(jìn)行沉淀，通過(guò)有效的析出方式，保證稀土提取效果。建議技術(shù)人員取樣稀土產(chǎn)品，對(duì)稀土含量做進(jìn)一步確定，而后再明確整個(gè)物質(zhì)的pH值，在此之后，需要相應(yīng)的加入除雜劑，通過(guò)這樣的方式對(duì)整個(gè)物質(zhì)的pH值進(jìn)行控制，使之處于某個(gè)pH值范圍內(nèi)，而后將會(huì)產(chǎn)生膠體狀的鋁沉淀，經(jīng)過(guò)澄清稀土礦將會(huì)被沉淀[4-6]。

碳酸氫銨沉淀稀土。稀土提取公益的選擇與應(yīng)用，需要結(jié)合稀土礦床的性質(zhì)進(jìn)行針對(duì)性的選用，從而保證提取效果。碳酸氫銨沉淀稀土法的應(yīng)用同樣較為廣泛，此沉淀方式操作簡(jiǎn)便，同時(shí)所提取的稀土物質(zhì)純度較為穩(wěn)定。需要注意的是，草酸的應(yīng)用成本相對(duì)較高，其本身具有一定的毒性，若需要提取的稀土礦為重稀土，那么沉淀率將無(wú)法得到保障。最近幾年來(lái)，物價(jià)不斷上漲，草酸價(jià)格也持續(xù)上升，各開(kāi)采企業(yè)對(duì)于草酸的應(yīng)用需求不斷提高，基于這一發(fā)展形勢(shì)，越來(lái)越多的開(kāi)采企業(yè)意識(shí)到開(kāi)采工藝更新的重要性，而后有部分開(kāi)采企業(yè)在系統(tǒng)沉淀的過(guò)程中選擇要用碳酸氫銨這一物質(zhì)，將其作為浸礦劑，在應(yīng)用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)碳酸氫銨的稀土沉淀效果相對(duì)較好，值得大力推廣。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要針對(duì)離子型稀土提取工藝的應(yīng)用相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的建議，以期為有關(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來(lái)借鑒與參考。提高開(kāi)采人員的開(kāi)采意識(shí)，選擇應(yīng)用最為適宜的提取工藝，保證稀土礦開(kāi)采質(zhì)量，使之達(dá)到開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)。文章主要針對(duì)現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的稀土提取工藝進(jìn)行分析，首先對(duì)浸礦劑與健康設(shè)備的選擇與應(yīng)用相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的建議，而后又針對(duì)稀土礦開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行探索，其中包括除雜與沉淀等多項(xiàng)步驟，最后對(duì)應(yīng)用效率較高的提取工藝予以總結(jié)，要求技術(shù)人員在稀土提取過(guò)程中，盡可能提高提取質(zhì)量，發(fā)揮提取工藝的優(yōu)勢(shì)。