一种离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法

摘要

本发明公开了一种离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法，首先采用筛网对原矿进行处理，分离得到粗颗粒石英砂和筛下稀土矿；其中，粗颗粒石英砂用作建筑用砂，筛下稀土矿中加入萃取试剂搅拌处理提取出稀土精矿，剩余为稀土尾矿；稀土尾矿直接用作建筑陶瓷原料，或者提取出高岭土或低温砂后再用作建筑陶瓷原料；同时，对上述步骤所产生的废水集中进行污水处理，处理后的水循环用于稀土矿的捣浆处理。本发明实现了对稀土资源的整体化综合利用，从而可通过工厂化或工业园区的方式开采处理，不仅实现绿色无害化处理，提高了稀土综合回收率，而且实现稀土废弃物的完全资源化利用，有利于稀土行业的可持续性发展。

权利要求

1.一种离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法，其特征在于：所述离子吸附型稀土矿为赣南地区稀土原矿，其稀土含量为0.032～0.073％；所述方法包括以下步骤：(1)采用60目筛网对原矿进行处理，分离得到粗颗粒石英砂和筛下稀土矿；所述粗颗粒石英砂符合GB/T 14684-2011标准建筑用砂；

(2)所述筛下稀土矿中加入萃取试剂形成浸出溶液体系，经搅拌处理提取出稀土精矿，剩余为稀土尾矿；其中，所述萃取试剂为硫酸铵/碳酸铵，每吨筛下稀土矿的硫酸铵/碳酸铵用量为5.0～7.0Kg，所述浸出溶液体系的pH值为6.4；所述稀土精矿其氧化稀土含量大于

97％；相对于稀土原矿，稀土元素的提取率为85～96％；

(3)根据所述稀土尾矿的矿物组成和化学成分，直接用作建筑陶瓷原料，在普通建筑陶瓷抛光砖中的用量达42％；或者，采用重选-磁选提取其中的高岭土、或采用重选提取低温砂后再用作建筑陶瓷原料；

(4)将上述步骤所产生的废水集中进行污水处理，处理后的水循环用于稀土矿的捣浆处理。

说明书

一种离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法

技术领域

[0001] 本发明涉及稀土矿处理技术领域，尤其涉及一种离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法。

背景技术

[0002] 赣南地区是我国稀土的主要产地，拥有世界上较为罕见的离子吸附型稀土矿。离子吸附型稀土矿是指稀土元素吸附在粘土、云母矿物表面和颗粒之间的矿物，这类稀土的品位较低，一般为0.03～0.08％，然而这类稀土易于提取，因此几十年来均是采用粗放型的开采处理方式。长期以来，这种粗放型方式存在着以下突出问题：

[0003] (1)采矿、选矿不科学，稀土回收率低，资源浪费严重。赣南地区自1969年初次发现离子吸附型稀土矿至今，缺少科学有效的开采处理方式，为片面追求效益，矿山开采中往往选择性开采富矿，而大量贫矿则被尾矿覆盖，造成资源的极大浪费。

[0004] (2)传统矿山开采方式一般在野外作业，萃取稀土元素通常采用池浸和堆浸的简陋工艺，俗称“搬山运动”，在浸矿过程中产生的废水往往不经任何处理就随意排放，造成严重的水质污染；而且采用池浸、堆浸方式开采的尾矿中仍残留有一些化学试剂，随着雨水的冲洗而进入河流。后期开发的原地浸矿方式，因对山体地质调查困难，在实际开采过程中，由于山底防渗层的缺失或破损，会造成大量的稀土浸出母液流失甚至进入地下水层，对水质造成严重污染，给居民饮水安全带来威胁。

[0005] (3)稀土开采后排放的尾矿颗粒细小、比重小、含泥多。而且。由于开采的无序性和尾矿排放的随意性，给后期尾矿资源的综合利用带来巨大难题，这就形成了尾矿堆积点多、面广、分散的特点，矿区一般都是丘陵地带，特别是在南方多雨季节，尾矿将随地表径流肆意侵蚀，从而淤塞河道、埋没道路、荒漠农田，严重时还将引发泥石流、滑坡、洪涝等自然灾害，严重破坏生态环境。雨水淡季时，阳光与自然风加快了裸露在表面的尾矿的风化松散继而形成扬尘，严重影响当地与周边城镇空气质量，给居民身体健康和生活质量带来负面影响。

[0006] 总而言之，经过几十年的粗放型开采，目前稀土尾矿已堆积如山、漫山遍野，而且每年新增的稀土尾矿量成百上千万吨，严重影响着矿区附近生态环境，制约了当地经济发展。据统计，稀土尾矿造成的污染已经对赣南地区18个县、市的水环境、土壤植被等产生较大影响，所涉及的稀土矿山超过300个，虽然稀土行业的发展为当地经济发展做出了较大贡献，但却无法弥补几十年开采所欠下的环境债。这种以牺牲环境作为代价的低技术含量、低成本、低售价的稀土开采模式，是一种不可持续的发展方式，其危害也已经引起全社会广泛的关注。如何达到稀土开采绿色化、无害化、资源化，已是我们目前急需解决的问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法，不仅实现绿色无害化的处理，提高稀土综合回收率，而且实现稀土尾矿的完全资源化利用，从而极大提高稀土开采行业的经济效益和环保效益，有效实现稀土行业的可持续性发展。

[0008] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

[0009] 本发明提供的一种离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法，包括以下步骤：

[0010] (1)采用筛网对原矿进行处理，分离得到粗颗粒石英砂和筛下稀土矿；所述粗颗粒石英砂符合GB/T 14684-2011标准建筑用砂；

[0011] (2)所述筛下稀土矿中加入萃取试剂搅拌处理提取出稀土精矿，剩余为稀土尾矿；

[0012] (3)根据所述稀土尾矿的矿物组成和化学成分，直接用作建筑陶瓷原料；或者，提取其中的高岭土或低温砂后再用作建筑陶瓷原料；

[0013] (4)将上述步骤所产生的废水集中进行污水处理，处理后的水循环用于稀土矿的捣浆处理。

[0014] 进一步地，本发明所述步骤(2)萃取试剂为硫酸铵/碳酸铵，每吨筛下稀土矿的硫酸铵/碳酸铵用量为5.0～7.0Kg。相对于稀土原矿，稀土元素提取率为85～96％。

[0015] 上述方案中，本发明所述步骤(3)采用重选-磁选提取稀土尾矿中的高岭土；采用重选提取稀土尾矿中的低温砂。

[0016] 本发明具有以下有益效果：

[0017] (1)本发明实现了对稀土资源的整体化综合利用，从而可通过工厂化或工业园区的方式开采处理，提取出的稀土精矿其氧化稀土含量高(大于97％)，而且有效提高了稀土提取率，避免了现有粗放式开采的浪费，提高了稀土开采效益，并且实现了废水的零排放，解决了稀土开采过程中的水质污染、水土流失等环境问题。

[0018] (2)本发明对粗砂和稀土尾矿进行综合利用，粗砂符合GB/T 14684-2011标准建筑用砂，可用于建筑用砂、陶瓷原料或制备玻璃、渗水砖、免烧砖等产品；稀土尾矿一方面用于生产建筑陶瓷产品(作为低温砂在建筑陶瓷中的用量可高达50％)，另一方面可获得目前日渐稀缺的高岭土资源(可用于建筑陶瓷、工业陶瓷、化工行业等)，从而达到稀土资源完全利用的目的，为稀土科学化开采及当地经济的可持续发展提供了重要途径。

[0019] 下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

具体实施方式

[0020] 实施例一：

[0021] 本实施例所用原矿取自赣南地区安远县岗下矿场，其稀土含量为0.032％，原矿的化学组成为：SiO275.69％、Al2O313.92％、Fe2O31.28％、TiO20.06％、CaO 0.03％、MgO 0.11％、K2O 4.86％、Na2O 1.90％、水分及有机物等2.118％。该离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法，其步骤如下：

[0022] (1)采用筛网(60目)对原矿进行处理，分离得到粗颗粒石英砂和筛下稀土矿；分离出的粗颗粒石英砂占原矿总重量的55.4％，其中石英、长石的含量分别为93.4％、6.6％，该粗颗粒石英砂符合GB/T 14684-2011标准建筑用砂；

[0023] (2)每吨筛下稀土矿中加入萃取试剂硫酸铵6kg(用水配成浓度为20g/L的硫酸铵溶液加入)，用稀盐酸溶液调节体系pH值为6.4，搅拌处理提取出稀土精矿(氧化稀土含量为97.54％)，剩余为稀土尾矿；相对于稀土原矿，稀土元素的提取率为93.13％；

[0024] (3)稀土尾矿占原矿总重量的44.6％，其中KNaO含量为11.6％，用作建筑陶瓷用低温砂，在普通建筑陶瓷抛光砖中的用量为42％；

[0025] (4)将上述步骤所产生的废水集中，采用一级污水处理技术进行污水处理，处理后的水循环用于稀土矿的捣浆处理。

[0026] 实施例二：

[0027] 本实施例所用原矿取自赣南地区安远县小孔田矿场，其稀土含量为0.073％，原矿的化学组成为：SiO276.42％SiO2、Al2O314.77％、Fe2O31.43％、TiO20.07％、CaO0.01％、MgO 0.06％、K2O 2.79％、Na2O 0.03％、水分及有机物等4.347％。该离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法，其步骤如下：

[0028] (1)采用筛网(60目)对原矿进行处理，分离得到粗颗粒石英砂和筛下稀土矿；分离出的粗颗粒石英砂占原矿总重量的53.81％，其中石英、长石的含量分别为95.1％、4.9％，该粗颗粒石英砂符合GB/T 14684-2011标准建筑用砂；

[0029] (2)每吨筛下稀土矿中加入萃取试剂碳酸铵5.5kg(用水配成浓度为18g/L的碳酸铵溶液加入)，用稀盐酸溶液调节体系pH值为6.2，搅拌处理提取出稀土精矿(氧化稀土含量为97.06％)，剩余为稀土尾矿；相对于稀土原矿，稀土元素的提取率为86.16％；

[0030] (3)稀土尾矿通过螺旋溜槽、 水力旋流器、 水力旋流器提高其Al2O3品位，然后通过高梯度磁选机除铁后而提取出高岭土，该高岭土符合TC-3标准、占原矿总重量的24.10％；余下的尾砂占原矿总重量的22.09％，用于建筑陶瓷抛光砖，在普通建筑陶瓷抛光砖中的用量为35％；

[0031] (4)将上述步骤所产生的废水集中，采用一级污水处理技术进行污水处理，处理后的水循环用于稀土矿的捣浆处理。

[0032] 实施例三：

[0033] 本实施例所用原矿取自赣南地区安远县新龙矿场，其稀土含量为0.060％，原矿的化学组成为：SiO270.03％、Al2O316.88％、Fe2O32.58％、TiO20.32％、CaO 0.01％、MgO 0.11％、K2O 5.51％、Na2O 0.23％、水分及有机物等4.27％。该离子吸附型稀土矿的综合处理工艺方法，其步骤如下：

[0034] (1)采用筛网(60目)对原矿进行处理，分离得到粗颗粒石英砂和筛下稀土矿；分离出的粗颗粒石英砂占原矿总重量的53.91％，其中石英、长石的含量分别为96.2％、3.8％，该粗颗粒石英砂符合GB/T 14684-2011标准建筑用砂；

[0035] (2)每吨筛下稀土矿中加入萃取试剂硫酸铵6.7kg(用水配成浓度为25g/L的硫酸铵溶液加入)，用稀盐酸溶液调节体系pH值为6.6，搅拌处理提取出稀土精矿(氧化稀土含量为97.74％)，剩余为稀土尾矿；相对于稀土原矿，稀土元素的提取率为95.80％；

[0036] (3)稀土尾矿通过水力旋流分选出60-325目细颗粒，其中KNaO含量为10.21％，该细颗粒占原矿总重量的22.01％，用于建筑陶瓷用低温砂，在普通建筑陶瓷抛光砖中的用量为40％；余下的尾砂占原矿总重量的24.08％，用于建筑陶瓷抛光砖，在普通建筑陶瓷抛光砖中的用量为26％；

[0037] (4)将上述步骤所产生的废水集中，采用一级污水处理技术进行污水处理，处理后的水循环用于稀土矿的捣浆处理。