稀土原地浸矿硫酸铵用量与配液浓度

稀土原地浸矿硫酸铵用量与配液浓度林亮洲原地浸矿电解质的浓度，通常我们所讲的配液浓度，浸矿剂浓度，或硫酸铵的浓度。

其浓度的合理化，是提高企业经济效益，增加稀土提取率，减少地下水污染的根源，对减少山地滑坡的地质灾害，真正达到稀土绿色开采起着极其重要的作用。

由于技术的落后造成稀土开采今天的这种局面，就没有真正得到经济效益，更为国家造成了巨大的经济损失。

虽然今天乱挖滥采的局面得以控制，走上了有序的合理化开采。

但是由于旧的观点，技术落后的局面没有从根本意义上改变以前的状态。

如山地滑坡的地质灾害，地下水的污染还是一个模样，这就变成了合法性的污染环境，合法性的造成山地滑坡的地质灾害。

更有甚者，一些公司老总不尊重科学，以陈旧观念主观性的使用硫酸铵用量，造成的后果终究谁来买单？如：有个公司其矿体结构杂质含量不到5%，其母液不要除杂基本能达到产品要求，这样的矿体生产1吨的稀土氧化物有2.5吨的硫酸铵就足足有余了（他使用的是堆矿浸取工艺），可他以生产1吨的稀土氧化物比5吨的硫酸铵来计算，他的生产成本我们不管，造成的后果就不言而知了，象这种现象比比比皆是，类似的问题也有向稀土行业协会申报过，这也是稀土行业的一个遗憾。

其实在稀土生产中硫酸铵超量是有负面作用的，讲白一点就是恶性循环。

超量越多，母液的杂质越多，除杂的碳铵也越多（碳铵沉淀工艺），附带沉淀的稀土也越多，对地下水的污染也越大，对山地滑坡的机率也越大，造成的水土流失也越大（因为硫酸铵对矿土有酸蚀现象，严重酸蚀的矿土根本没有附着力）。

也许有人会想按照所讲的用量会影响稀土的提取率？这就涉及到化学反应的平衡问题，只要达到或越过一点硫酸铵用量，是绝对没问题的，稀土离子与电解质的反应是置换反应，是等离子交换的，检验出硫酸铵的成分，加损耗的成分，就可以得出实际的需求量，有了实际的需求量，计算出所需的配剂量，就得出了合理化的配液浓度。

下面就具体程序给予说明：1. 分析原矿的结构数据：（1）离子总量（2）原矿的实际比重（3）金属铝离子总量是计算硫铵用量的依据。

〔19〕中华人民共和国专利局〔12〕发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1043768A〔43〕公开日1990年7月11日[21]申请号89105818.4[22]申请日89.12.18[71]申请人湖南省零陵地区冶金矿山管理站地址湖南省永州市司马塘共同申请人湖南省江华瑶族自治县稀土矿[72]发明人汤洵忠 郑达兴 [74]专利代理机构湖南省零陵地区专利事务所代理人王培苓 彭扬民[51]Int.CI 5E21C 41/26权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 3 页[54]发明名称离子吸附型稀土矿原地浸析采矿方法[57]摘要本发明涉及一种采矿方法，特别是一种离子吸附型稀土矿床原地浸析采矿方法，它利用“以水制水，用水封闭”的新颖构思，即根据矿区地表、地下水统一迳流体系划分采场，进行采准，利用高位注水、注液系统和浸出母液收集系统，对离子吸附型稀土矿体进行周围和上下水封闭，用电解质溶液原地浸析，在浸出母液中加入草酸、得草酸稀土沉淀物，过滤甩干灼烧得混合稀土氧化物，此法能大大降低开采投资和生产成本，能很好地保护矿区生态环境。

89105818.4权 利 要 求 书第1/2页1、一种采矿方法，特别是离子吸附型稀土矿原地浸析采矿方法，它由划分采场、采场采准、高位注水、注液、水帘封闭、原地浸析、浸出母液、草酸沉淀、过滤甩干、灼烧等技术措施构成，其特征在于“以水制水，用水封闭”的采场体系即：a)依据地表、地下水统一迳流体系划分采场，进行采准；b)为提高浸出母液排泄高度减少母液损失而提高地下水位的预水措施；C)在采场上方和左边、右边按设计注液浅井(孔、沟、槽)(5)网度布置注水浅井(孔、沟、槽)(6)在注液同时注水形防止溶液向外扩散的周边水帘封闭；D)集液沟池(9、10)开挖在山脚地下潜水面以下，在集液池(10)下方筑有提高地下水位阻止母液流失的拦水坝(14)，在集液沟(9)另一测和集液沟的上下段设有天然水和封闭用水的排水沟(15)；e)注液井注液完毕后立即注水(顶水)挤出已饱和在采矿场中的母液。

一、广西多数地方均采用“原地浸矿”工艺开采稀土，即在山顶和山脚打洞，将添加了硫酸铵等原料的液体灌进山顶的洞里，稀土离子交换出来后渗透到山脚下的洞里并沿着管道流出山体。

将这部分母液集中起来再添加碳酸氢铵等原料，发生化学反应后就会有白色水泥样的东西沉淀出来，经过压滤机压干水分，稀土矿半成品就生产出来了，生产成本低而产出效益十分可观。

二、用了这两种开采，肯定是有污染和破坏的。

主要原材料：硫酸铵，碳铵（碳酸氢铵）或草酸（杂质高的稀土，或技术比较差的人怕影响收率和总量，那就会用草酸，成本高）。

一种方式就是堆浸，又称搬山运动，就是用推土机，把整座有稀土的山泥，挖到池子里，用硫铵水浸。

浸成母液，再用碳铵（有的用草酸）进行沉淀。

沉淀出的碳酸稀土，用窑去灼烧成氧化混合稀土。

产生的主要环境问题：一是植被破坏、水土流失；二是沉淀废水氨氮；三是废气。

（此种采矿方式，已逐渐被政府禁止。

但还是有人在偷偷地用，简单、成本低，风险低）
第二种方式就是原地浸矿。

这就没有搬山运动了，就直接在有稀土的山体，打巷道，灌硫铵水，把浸出的母液收集，再用碳铵进行沉淀（有的用草酸），沉好后，就去烧成氧化稀土。

这种方式，政府是鼓励的。

不破坏植被，保持水土。

但有个重大的隐性隐患，就是去水源有影响。

硫铵直接进入水体，一不小心，就会污染水源。

其他影响与上同。

三、辨别稀土品味：要看你的母液水..放了草酸能看见雪花样的颗粒算好，看不见只是转白色了算不好..。

原地浸析造成山地滑坡的原因及排除方案林亮洲在自然的稀土原矿的矿体中，从分析的数据表明：矿体的表层，中层，下层各个层次的水份与比重都是从表层，中层，下层依次增加的。

原矿中的水份越高其透气性越小，透气性越小，水往下渗透的速度也就越慢（指的是全风化矿层）。

这种上快下慢的条件，得使中层的矿层水份急剧升高，又因硫酸铵电解液与稀土离子发生交换反应的同时也对矿土发生酸蚀反应，使其失去它本能的附着力，当水份升高到43%以上时就开始滑坡了。

这种滑坡现象多出于江西龙南的那种方法，而目前使用这种方法的人也更多。

使用这种方法造成山地滑坡，导致死亡人数也在上升趋势。

江西龙南的那种方法，对原矿的渗透力，基岩的水文状况，山形的坡度，等要求都非常严格，一定要经各项目的有关技术人员充分研究，来定能否实施开采，才能实施开采方案。

在稀土的生产中怎样才能排除山地滑坡的地质灾害？这种方法，按目前的技术水平，还没法完全有把握地排除山地滑坡的地质灾害。

这边提供几点，对排除山地滑坡有帮助的几点建议：1.要严格计算电解质的实际用量，盲目性的加大硫酸铵的用量，与山地滑坡有着很大的关系。

2.配液浓度，要与原矿的渗透力，和原矿的组织结构综合分析来定电解质的配液浓度，电解质的配液浓度直接影响到原矿的渗透力，原矿的酸蚀程度，稀土的提取率。

从而影响到山地滑坡的地质灾害。

3.选择渗透性较好的矿体，严格要求，选择适合江西龙南方法的条件的矿体进行开采。

4.对没有条件使用龙南方法的矿体不能勉强，改用减压导流法，虽该技术含量比较高外，但风险很小，周期短。

可以使用这种方法。

5.在没有形成径流的情形下，要严格控制注液速度，避免中层水份急剧升高。

总之，原地浸析的采矿，在方式方法上选择和地理环境的考察都尤为重要，江西龙南的方法，对地理环境，矿体的组织结构的要求非常高，这种矿体的选择条件不多。

但是对采矿人员的技术素质，要求不高，一般有几年采矿经验的技术员都能操作。

操作起来也比较直观，所以也更容易掌握。

硫酸铵浸出稀土的原理稀土，这个听起来就很神秘又珍贵的东西，在现代科技领域那可是有着举足轻重的地位。

我今天就想和大家聊聊硫酸铵浸出稀土的原理，这可真是个很有趣的事儿呢。

咱们先得知道稀土元素在矿石里可不是孤孤单单地存在着的。

它们往往和其他矿物共生在一起，就像一群小伙伴挤在一个大家庭里一样。

那怎么把稀土从这个大家庭里分离出来呢？这时候硫酸铵就登场了。

你看啊，硫酸铵是一种盐，它有自己独特的化学性质。

当把硫酸铵溶液加入到含有稀土的矿石中时，就像是一场奇妙的化学舞会开始了。

硫酸铵里的铵根离子可就像一个个热情的小使者，它们对稀土有着特殊的“吸引力”。

稀土元素在矿石里的存在形式大多是化合物，铵根离子就想办法去打破原来的化学键，和稀土元素结合。

这就好比在一个已经搭好的积木城堡里，铵根离子这个小捣蛋鬼跑进去，把和稀土相连的那些积木块给拆开，然后拉着稀土元素的手说：“嘿，咱们一起玩吧。

”那这个过程到底是怎么发生的呢？从化学角度来讲，这涉及到离子交换反应。

矿石中的稀土离子就像是被囚禁在牢房里的犯人，而硫酸铵溶液就像是一群带着特殊钥匙的救星。

铵根离子这个钥匙正好能打开稀土离子牢房的锁，把稀土离子给释放出来，然后带着它们跑到溶液里。

这时候溶液里就有了大量被铵根离子解救出来的稀土离子。

我有个朋友，他之前对这个原理也是一头雾水。

有次我们聊天，他就问我：“这硫酸铵怎么就知道要和稀土元素结合呢？难道它们之间有什么神秘的约定？”我就笑着跟他说：“这可不是什么神秘约定，这就是化学规律在起作用。

就像磁铁能吸引铁一样，铵根离子和稀土元素之间有着特殊的化学亲和力。

”在这个浸出过程中，溶液的酸碱度也很关键。

如果酸碱度不合适，就像一场舞会上的音乐节奏错乱了一样。

太酸或者太碱，铵根离子可能就不能很好地发挥它的作用，就像小使者突然迷失了方向，找不到稀土元素这个目标了。

合适的酸碱度就像是给这个化学舞会提供了恰到好处的音乐氛围，让铵根离子和稀土元素能够欢快地结合。

离子型稀土矿浸出过程及工艺优化研究目前工业上普遍采用原地浸矿工艺开采离子型稀土矿,浸矿剂为硫酸铵。

但在开采过程中硫酸铵消耗过量,氨氮污染严重。

为了实现离子型稀土矿的高效、绿色开采,本文研究了硫酸铵的浸矿过程,优化了硫酸铵浸矿工艺;并对硫酸镁浸矿工艺及其动力学进行了研究。

论文通过柱浸模拟硫酸铵原地浸矿过程,着重考察了浸出液中RE3+、NH4+、SO42-、Si O32-、Al3+、Fe3+以及浸出液p H之间的相互关系。

研究发现,浸出过程各离子浸出的先后顺序是:Si O32->RE3+>Al3+,杂质离子浸出量的大小顺序是:Al3+>Si O32->Fe3+;p H的降低有利于稀土的浸出;根据浸出液中RE3+和NH4+的关系,可以将稀土浸出过程分为吸铵区、铵交换区、铵过量区。

硫酸铵浸矿工艺优化研究表明,用2%(NH4)2SO4浸出离子型稀土矿,浸出液稀土浓度、峰值稀土浓度和稀土浸出率都高但硫酸铵耗量更低,所以采用2%的(NH4)2SO4浸矿浓度即可使浸矿效果达到最优;稀土矿对稀土有很强的吸附能力,每公斤稀土矿最高能吸附5.1632g稀土;无矿层对稀土母液有很强的吸附能力,导致稀土无法完全浸出,且随着无矿层厚度的增加,浸出母液稀土浓度明显降低、峰值延后并降低、硫酸铵耗量增加、稀土浸出率降低,故注收液尽量避免流经无矿层;当浸出液不可避免的要经过无矿带时,硫酸铵加入量液固比在0.62-0.68之间。

硫酸镁浸矿工艺优化研究表明,硫酸镁作为一种绿色无铵浸矿剂,能高效的浸出单一稀土矿,稀土浸出率高;相比于硫酸铵,硫酸镁浸矿受无矿层的负面影响更大,故硫酸镁浸矿更应避免经过无矿层;硫酸镁的浓度对稀土浸出有很大的影响,2%Mg SO4浸矿下,母液稀土浓度较高,在保证稀土浸出率的情况下硫酸镁的消耗最低,故硫酸镁浸矿的最佳浓度为2%(w/w);较硫酸铵浸矿结果相比,硫酸镁浸出液中稀土浓度偏低,峰值较低,稀土浸出需要的浸矿剂液固比更大,多0.3-0.4,且浸出曲线更平缓。

稀土开采过程中一些值得重视的相关问题林亮洲最近，本人看到一些有关稀土开采的相关资料，发现一些理论，不切实际，思路错误，技术落后的现象。

这样对稀土的正常发展有所影响，会使仿效者多走弯路，甚至造成巨大的经济损失，本身关于稀土开采技术方面的相关资料就很少，听到一些所谓的专家胡讲，或看到一些思路错误的理论不是雪上加霜吗？本人认为稀土的开采技术，单凭在家里或在实验窒，办公窒来完成，稀土开采技术的理论，是相当离谱的。

在此我就他们的理论一一列举分析：1.有资料称，在注液时硫酸铵浓度应先浓后淡。

这种理论是相当错误的，硫酸铵浓度的大小是由，土质的渗透力，土质的含水率，离子相率，杂质大小来决定硫酸铵的浓度大小，如果原地浸矿硫酸铵浓度大了，会造成渗透力更小（硫酸铵浓度大了酸蚀的程度就更高，酸蚀越高渗透力就越小），母液杂质更大，（因为硫酸铵浓度高了其酸度更大，酸度大了更有利于杂质离子的置换），滑坡的机率更大（因为硫酸铵浓度大了对土质的酸蚀更为严重，酸蚀的土质其沾性和附着力都很差所以更容易造成滑坡），提取率更低（因为在同等的硫酸铵的用量造成的盲区更大），其浓度是有它的科学的数据性的千万不能乱来。

这也是造成原地浸矿失败的根源之一。

本人在20多年的稀土生产中证实了这点。

2.有资料称：每立方稀土原矿硫酸铵用量为5—8吨。

1这种理论也有缺乏其科学性，化学反应是以平衡为终点的，所以硫酸铵的用量也是有根源可找的，怎么以多少吨到多少吨为依据呢？，盲目的使用硫酸铵不单会造成经济的损失，还会造成环境污染，尤其是地下水的污染，还有硫酸铵多用，杂质也会多造成恶性循环，所以这种方法不可取。

要根据实际的离子量所消耗的硫酸铵来定多少用量。

（这里面就是比重变化比较大一点它从1.4-2.6的都有,可以通过分析计算出来），只有通过这样才能减轻对环境的污染，提高企业的经济效益，还有效地降低了滑坡造成地质灾害。

3.有资料称：在硫酸铵配剂水中加入硫酸提取率会更高这种方式适用于胶态相类型的稀土，或夹杂有胶态相类型的稀土才需要这种方式，不然的话就得不赏失。