离子型稀土矿就地磁场强化溶浸机制研究

中重稀土是我国保护性开采矿种，其就地溶浸工艺存在浸出选择性差、浸出母液浓度低而含杂高，浸出周期长的问题，其基础研究也较为薄弱。本项目拟以不同类型离子型稀土矿为研究对象，在就地溶浸过程中引入磁化学，研究磁场条件下浸取水系物理化学性质的变化规律；磁场对浸取剂与稀土及杂质离子的化学反应影响规律；开发新型抑杂剂，研究添加抑杂剂后，稀土和硫酸铵的选择性交换规律；研究磁场条件下浸出过程浸取液的渗流规律，建立离子型稀土矿在磁场条件下的就地溶浸渗流数学模型。进而更深刻、更全面地认识和掌握离子型稀土矿就地溶浸的基本规律，为稀土就地溶浸工业生产提供必要的技术支撑和理论依据，使离子型稀土矿开采方法对环境更友好，更绿色。

离子型稀土矿是我国重要优势矿产资源和保护性开采的特定矿种，目前较为先进且成熟的离子型稀土矿的开采工艺是硫酸铵浸取-碳酸氢铵除杂沉淀的就地溶浸工艺。尽管该工艺使离子型稀土矿开采的技术经济指标得以大幅提高，但仍然存在着浸取周期长，浸取剂耗量大，浸出液浓度低且含杂较高的问题，而且由于矿山地质结构复杂，对稀土就地溶浸浸出过程的渗流规律和渗流特性不清楚，缺乏有效的就地溶浸模型指导工业生产，直接影响就地溶浸技术在矿山的推广应用。因此有必要针对上述问题开展离子型稀土矿就地溶浸提高浸出选择性和提高浸取剂溶液渗流速度研究。.项目研究了离子型稀土矿浸出过程抑杂方法与机理，就地溶浸机制及磁场强化离子型稀土矿浸出过程。根据离子型稀土矿稀土及铝铁杂质与浸取剂反应的机理，项目研发了减少铝铁浸出的抑杂剂酒石酸，与硫酸铵共同使用，可减少浸出液中铝铁杂质的溶出率90%以上。为减少稀土开采过程的氨氮污染，项目在抑杂剂研发的基础上提出以抑杂剂+氨氮废水复合体系为浸取剂溶浸稀土的工艺技术路径，以解决稀土冶炼厂和矿山氨氮废水回用时浸出母液含杂较高和稀土冶炼厂氨氮废水的出路问题；同时研发了非氨有机复盐取代硫酸铵做浸取剂，该新型浸取剂比硫酸铵稀土浸出率高而且可大幅减少铝的浸出，同时又可实现无氨浸出。项目为解决稀土就地溶浸微观机理尚不清楚的问题，采用二维九速的格子Boltzmann模型以及耦合传质与反应的格子Boltzmann模型对稀土浸出的流体流动、溶质传递以及离子交换反应过程进行模拟，构建了上述过程的微观模型。针对离子型稀土矿就地溶浸渗流速度较慢，浸出周期长的问题，项目提出了采用磁场对浸取剂溶液或者浸出用水进行磁处理以提高渗流速度，对磁处理影响水系性质（溶氧量、吸光度、电导率）和稀土浸出率以及渗流速度进行了研究，结果表明，磁处理对稀土的浸出率略有提高，对渗流速度影响较大，渗流速度最大可提高1%以上。综上所述，项目研究的新型抑杂剂、新型浸取剂、氨氮废水回用、渗流过程的微观模型以及磁处理强化离子型稀土矿浸出和渗流等对于提高离子型稀土矿稀土浸出率，减少杂质溶出，解决或者减少氨氮污染，缩短稀土就地溶浸周期，弥补试验研究手段的不足奠定了坚实的基础，对离子型稀土矿绿色高效开发具有重要意义，发表论文10余篇，授权专利2项。

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