通电开采稀土矿的复配浸取剂

本发明涉及稀土开采，尤其涉及通电开采稀土矿的复配浸取剂。

背景技术：

1、离子吸附型稀土主要分布在我国南部地区，绝大部分稀土元素以不同阳离子状态吸附在矿物表面。现有的铵盐原地浸出工艺造成比较严重的环境破坏和资源提取率低等问题。

2、cn109402417a中提出采用电法开采，使用铵盐溶液作为稀土浸取液，包括氯化铵、醋酸铵、柠檬酸铵或硫酸铵。但是没有从根本上解决氨氮污染问题。

3、cn106702181a中提出使用硫酸铵、氯化铵、氯化钾、硫酸镁、氯化镁中的一种或多种混合。但是仍然施加铵盐，且没有明确提出混合盐的比例，而不同比例混合对稀土提取效果不同。

4、cn108034842a中提出使用硫酸镁、三氯化铁、三氯化铝中的一种或两种以上。但是氯离子过多会造成土壤中阳离子严重流失，容易造成土壤板结。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供通电开采稀土矿的复配浸取剂，通过利用无铵浸取剂混合用于稀土开采，解决了现有的通电开采稀土矿的方法中浸取剂交换出稀土后，浸取剂造成氨氮污染的问题。此外，混合比例能够提供较高的离子交换率和较高的电迁移速率而且有效避免了氯离子使用过多造成环境污染。

2、本发明采用如下技术方案：

3、通电开采稀土矿的复配浸取剂，所述通电开采稀土矿的浸取剂包括硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸铝；

4、一价阳离子与高价(二价或三价)阳离子浸取剂两两复配的质量比为1:8；

5、一价阳离子、二价阳离子、三价阳离子浸取剂复配的质量比为1:4:4。

6、通电开采稀土矿的复配浸取剂的使用方法，上述浸取剂浸泡风化壳一段时间后，保证阳离子交换出稀土离子后在阳极和阴极施加电场，在电场力作用下，自由移动的稀土离子能够快速向阴极迁移，节约浸取时间的同时避免了铵盐使用造成的氨氮污染问题。

7、在一些实例中，所述浸取剂用量为稀土氧化物的总质量的2倍。稀土氧化物的总质量通过不同位置不同深度取样，测得每个样品的稀土氧化物质量分数，然后计算平均值，再用平均值乘以矿体质量得到。

8、在一些实例中，所述浸取剂的质量浓度为1.0wt％～2.0wt％。

9、在一些实例中，通电开采稀土矿的复配浸取剂开采稀土的方法，在开采区域布置至少2排和至少2列的注液孔，并在所述注液孔内布置导电注液管；根据每根导电注液管通电时的电流大小，将同一排的n(n≥1，n为正整数)个导电注液管并联后分别连接到通电控制系统上；注液孔内添加浸取剂，采用通电控制系统在所述导电注液管之间施加直流电；所述阳极与所述阴极上施加电压，使矿体中的电压梯度为10-60v/m。

10、本发明的有益效果：

11、1.复配浸取剂中存在价态不同的阳离子，不同价态的离子在电场环境下的电化学行为有差距，高价离子与稀土离子交换能力较强，使用适宜浓度高价离子溶液保证稀土完全交换，考虑到成本以及安全问题，本发明使用提取剂离子最高价态为三价，一价离子在土壤环境中的迁移能力比较强，一价离子能够增强土壤水溶液的导电性，从而促进电迁移和电渗流，加快稀土离子和浸取液的流动，同时提高难开采区的渗透性，提高稀土开采效率。采用一价浸取剂和高价浸取剂复配适用于稀土电驱开采，既能够保证稀土离子交换浸出效率，又能够调节电流大小，提高稀土离子迁移效率，具有稀土采收率高和开采周期短两方面的优势，特别适用于难渗透开采区。

12、2.复配浸取剂解决了氨氮污染的问题，而且避免了单一阳离子浸取剂的过量使用造成的环境破坏问题。1.0wt％～2.0wt％浓度范围比较合适，浓度过高，会导致浸取剂离子成为电流的主要贡献离子。浓度过低，对稀土离子的交换能力会降低。

13、3.针对不同离子的迁移性不同原理，通电促进复配浸取剂的渗流和阶段性积累，起到防止稀土被土壤反吸附的作用。

14、4.相对于cn106702181a，本发明不仅仅以交换活性为标准挑选浸取剂阳离子，还从电流以及电场条件下的渗透性能方面挑选浸取剂阳离子，挑选出耦合电场条件电迁移、电渗最佳的浸取剂阳离子。

15、5.相对于cn108034842a，本发明挑选的浸取剂都是硫酸盐溶液，有效避免了氯离子过多造成的环境影响，且同浓度的硫酸盐相对于氯盐，对稀土的交换能力更强。

技术特征：

1.通电开采稀土矿的复配浸取剂，其特征在于，所述通电开采稀土矿的浸取剂包括硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸铝；

2.根据权利要求1所述的通电开采稀土矿的复配浸取剂，其特征在于，所述浸取剂的质量浓度为1.0wt％～2.0wt％。

3.根据权利要求1所述的通电开采稀土矿的复配浸取剂，其特征在于，所述浸取剂的用量为稀土氧化物总质量的2倍。

4.应用如权利要求1中通电开采稀土矿复配浸取剂开采稀土的方法，其特征在于，使用时浸取剂浸泡风化壳一段时间后，保证阳离子交换出稀土离子后再在阳极和阴极施加电场。

5.使用如权利要求1中通电开采稀土矿的复配浸取剂开采稀土的方法，其特征在于，在开采区域布置至少2排和至少2列的注液孔，并在所述注液孔内布置导电注液管；根据每根导电注液管通电时的电流大小，将同一排的n个导电注液管并联后分别连接到通电控制系统上，n≥1，n为正整数；注液孔内添加浸取剂，采用通电控制系统在所述导电注液管之间施加直流电；所述阳极与所述阴极上施加电压，使矿体中的电压梯度为10-60v/m。

技术总结本发明提供通电开采稀土矿的复配浸取剂。包括硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸铝，选择其中两种或三种浸取剂按一定比例复配耦合电场，复配浸取剂的质量浓度为1.0wt％～2.0wt％，可以获得最佳的电迁移和电渗效果，促进稀土浸出。本发明在耦合电场条件进行离子复配一方面保证稀土离子较高的交换浸出效率，又能够调节电流大小，提高稀土离子迁移效率；另一方面避免单一离子使用过多对生态环境造成的影响。技术研发人员：朱建喜,王高锋,梁晓亮,何宏平,徐永进,徐洁,杨永强,魏景明受保护的技术使用者：中国科学院广州地球化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/21