弱渗透性离子型稀土矿堆浸浸矿工艺优化研究

摘要

在采用原地浸矿采矿法开采弱渗透性离子型稀土矿的过程中，由于矿体的渗透性较弱，浸矿剂停留时间长，导致生产效率低；出现反吸附现象需要增大浸取剂的耗量造成资源的浪费；得到的浸出液中稀土离子浓度低，对资源的利用不充分等。为此，论文针对弱渗透性离子型稀土矿开采过程中存在的问题，结合矿体矿石特性，以安远弱渗透性离子型稀土矿为研究对象，开展了开采方法的对比研究、弱渗透性离子型稀土矿柱浸模拟堆浸浸矿试验研究以及传统堆浸法的改进研究，为该矿物资源开采方法的选取提供依据。
　　论文首先对池浸、堆浸和原地浸矿三种采矿方法进行对比，分析其优缺点和适用条件，并根据弱渗透性稀土矿的矿体特性，得出弱渗透性离子型稀土矿适宜的开采方法是堆浸浸矿法，在实验室对弱渗透性离子型稀土矿的浸出过程进行柱浸试验，结果表明：不同浸矿剂中的电解质离子的键型、键能、溶解度不同，使其活性不同，对稀土的置换能力从强到弱依次为NH4+、K+、Na+；浸取剂的浓度过高或过低、用量过低、pH过高或者过低、流量过快或者过慢、原矿含水率过高都会降低稀土的浸出率；稀土的浸出受温度的影响很大，温度的升高对稀土的浸出产生积极的影响。最佳的浸出工艺参数为：浸取剂硫酸铵溶液浓度为30g/L、pH为5.5，浸取液和矿石质量比为1:1，浸取液流量为2.8mL/min。综合试验可得到平均浓度是1.78g/L、浸出率达69.20％的稀土浸出液，比原地浸矿开采时的浸出率高出10%左右。
　　尽管如此，模拟堆浸浸取弱渗透性离子型稀土矿浸出试验得到稀土浸出率偏低，为此，采用矿堆堆筑、矿堆内部增渗和布液等方法进行优化，实验室试验可知：当矿堆底垫倾角为5°，圆柱体矿堆中增加的渗透器的截面积占矿堆截面积的2%时，浸出效果最佳，浸出率为79.24%，稀土离子平均浸出浓度为2.03g/L。与传统堆浸方法相比，稀土离子平均浸出浓度增加了0.25g/L，浸出率提高了10.04%。可见，通过对传统堆浸采矿方法进行优化，弱渗透性离子型稀土矿的浸出效率明显提高。