离子吸附型稀土矿镁盐体系绿色高效浸取技术研究

100绿色矿山G reen mines离子吸附型稀土矿绿色提取技术研究进展钟云辉江西省地质局有色地质大队，江西　赣州　３４１０００摘 要：近年来，随着科技的不断发展和环保意识的不断提高，绿色提取技术逐渐成为了离子吸附型稀土矿提取过程中的热点和难点。

其中，吸附剂的选择和优化、萃取工艺的优化以及回收技术的开发等方面都取得了一定的进展。

本文将对离子吸附型稀土矿绿色提取技术的研究进展进行总结和分析，以期为离子吸附型稀土矿绿色提取技术的开发提供参考。

关键词：赣南地区；离子吸附型稀土；提取技术中图分类号：ＴＤ９５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２４）０１－０１００－３Research progress on green extraction technology of ion adsorption rare earth mineralsZHONG Yun-huiＪｉａｎｇｘｉ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　Ｎｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｒｉｇａｄｅ，　Ｇａｎｚｈｏｕ，　３４１０００，　ＣｈｉｎａAbstract:　Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ａｗａｒｅｎｅｓｓ，　ｇｒｅｅｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｂｅｃｏｍｅ　ａ　ｈｏｔ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｐｏｉｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｉｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｍｉｎｅｒａｌｓ．　Ａｍｏｎｇ　ｔｈｅｍ，　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｍａｄｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ，　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．　Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｗｉｌｌ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｇｒｅｅｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｉｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｍｉｎｅｒａｌｓ，　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｇｒｅｅｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｉｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｍｉｎｅｒａｌｓ．Keywords: ｇａｎｎａｎ　ｒｅｇｉｏｎ；　ｉｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ；　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ收稿日期：２０２３－１１作者简介：钟云辉，男，生于１９９３年，汉族，江西赣州人，本科，助理工程师，研究方向：地质实验测试。

镁盐浸取风化壳淋积型稀土矿浸取过程及工艺优化风化壳淋积型稀土矿中含有大量的中重稀土,因此具有十分可观的商业价值。

工业上普遍采用硫酸铵作浸取剂回收稀土,原地浸出工艺中大量硫酸铵的使用导致氨氮进入土壤和地下水中,对环境造成污染。

而镁盐近年来是较为受欢迎的浸取剂,不但能够实现无氨化回收稀土,而且能为部分土壤贫镁的地区补给镁元素。

虽在一定程度上获得部分研究成果,但镁盐浸出过程时稀土和铝的浸出机理及规律尚无系统的认识。

本文通过柱浸实验模拟堆浸和原地浸出工艺,系统研究硫酸镁、氯化镁和硝酸镁当作浸取剂时,镁盐浓度、镁盐溶液pH、镁盐流速和温度等一系列条件对镁盐浸取稀土和铝动力学过程以及传质过程的影响,并用智能膨胀仪和zeta电位计探讨镁盐对黏土矿物膨胀的影响。

主要研究内容和结果如下:（1）探讨浸取温度、镁盐浓度、镁盐溶液pH和镁盐流速对稀土和铝浸取动力学的影响,发现在给定条件下,提高浸取温度,增加镁离子浓度,增加镁盐溶液酸度和加速镁盐流速能有效提高稀土和铝的浸出速率。

浸取的表观速率常数为:硫酸镁﹤氯化镁﹤硝酸镁,铝﹤稀土。

稀土和铝的镁盐浸取快速反应阶段受内扩散动力学控制,建立镁盐和这两者之间的动力学方程,硫酸镁、氯化镁和硝酸镁与稀土进行离子交换反应的活化能依次为7.77 kJ/mol、6.39 kJ/mol、5.83kJ/mol;与铝反应的活化能依次为8.71 kJ/mol、8.34 kJ/mol、6.60 kJ/mol;镁盐经验反应级数符合如下规律:硝酸镁﹤氯化镁﹤硫酸镁;稀土﹤铝。

（2）探讨镁盐流速、镁盐浓度、镁盐溶液pH和浸取温度对稀土和铝传质过程的影响,运用色层塔板理论进行分析,上述实验结果表明镁盐浸取流速u与理论塔板HETP之间的关系符合Van Deemter方程,在镁盐流速u=0.4mL/min时使得稀土和铝浸取HETP最小。

这时稀土和铝传质过程效率最大。

一定范围内,提高浸取温度,增加镁离子浓度,增加镁盐溶液酸度均可强化镁盐浸取时稀土和铝的传质过程。

离子吸附型稀土矿近年来，由于全球矿产开采的日益增加，矿物的供应量显著减少，稀土的价格也因此大幅上涨，甚至出现新的矿物供应方式离子吸附型稀土矿，在采矿工业上开辟了一条新的道路。

离子吸附型稀土矿是一种可持续采矿技术，通过在海洋中或陆地上植入特殊的离子吸附剂，来从水溶液中吸附稀土元素。

这种采矿技术不仅可以从普通矿床中开采，还可以从水溶液中进行开采。

该技术可有效提高稀土元素的回收率，从而提高开采效率和稳定采矿质量，并且不会对环境造成太多污染。

离子吸附型稀土矿的制备是由一种特殊的离子吸附剂完成的，其特是具有高度疏水性、高度活性的吸附性能，并具有良好的稳定性。

目前应用的离子吸附剂主要是含有有机酸或醇的复合剂，其中以结晶体颗粒状的树液凝胶酶体（Cryogel）最为常用。

离子吸附剂是以湿法法制备的，包括离子溶液、水溶液、离子凝胶以及浸渍剂，这些都可以通过一系列化学反应而生成，然后经过滤，干燥，烘干等步骤，最终形成固体离子吸附剂。

由于离子吸附型稀土矿技术的出现，矿山开采的金属资源可以更有效的利用，更多的资源可以从最原始的地方被采集到，这样就可以节省大量矿产资源，同时减少环境污染。

相比于传统的采矿技术，离子吸附型稀土矿技术有着诸多优点，首先是它可以有效节约行业资源，同时减少环境污染；其次是它可以有效提高稀土元素的回收率；第三是它可以更高效地提取和净化金属资源。

因此，离子吸附型稀土矿技术将会是采矿行业的新兴技术，目前也已经有一些矿山开始采用这项技术。

由于离子吸附型稀土矿技术的出现，平衡矿物供应和消费的能力显著增加，将会有助于稳定能源价格，也有助于改善低收入地区的经济状况。

总之，离子吸附型稀土矿是一种可持续采矿技术，它不仅可以有效提高采矿效率，节约行业资源，减少环境污染，而且可以有效稳定矿产资源的供应，平衡矿物供应和消费的能力，有助于改善低收入地区的经济状况。

它必将成为未来采矿行业发展的一个新趋势，可以为矿业工业带来更多可能性，更多收入，也将为世界提供更多可持续的采矿技术。

- 143 -技 术 经 济 与 管 理0 引言离子吸附型稀土矿是1970年江西地质局第七地质大队（前身江西908大队）在龙南足洞矿区首次发现，在我国华南地区不断取得找矿突破，目前已成为我国优势战略矿产资源，是世界中重稀土元素主要来源，具有短期内其他国家无可替代的地位[1-3]。

离子吸附型稀土矿体多呈似层状沿全风化层分布，平面形态受风化壳形态的控制，呈阔叶状随地形而变化，边界一般受沟谷展布的控制，矿体倾角由山顶至山坡不断变陡。

矿体的厚度、品位受地貌位置影响较大，从山顶、山腰到山脚厚度、品位一般逐渐变小。

任何一个矿块的资源量都有唯一的实际值，在计算范围和参数相同的条件下，使用不同的计算方法，得出的结果均可接近实际值。

目前，国内地勘单位一般采用平面投影地质块段法，该方法适用范围广泛，但是受取样工程密度、地形起伏和人为选择矿块边界工程点影响，多数学者认为该方法存在较大的误差。

该文对多个不同情况的矿块使用多种方法估算稀土资源量进行对比，分析各种估算方法之间的差异，以便选择更加适合的资源量估算方法，为今后进行资源储量估算工作提供新的选择。

1 估算方法原理对比平面投影地质块段法是将矿块的单工程平均厚度、平均品位计算出来后，按矿块块段分别计算单块段平均厚度、平均品位，再根据投影的平面面积与平均厚度计算块段体积，体积与矿石密度计算矿石量，最后以矿石量和平均品位得到估算资源量。

这种方法是目前普遍采用的估算方式，然而，离子型稀土矿的矿体赋存形态与其他金属矿床存在较大的差异。

离子型稀土矿是稀土母岩在长期风化和化学腐蚀等作用下不断解离，在随水流向下迁移的过程中被黏土矿物吸附而形成的一种淋积型矿床，其矿体形态常受风化壳形态的控制[4-5]，当使用平面投影地质块段法时存在如下问题：1）受地形影响较大，基于其计算原理，地形变化越大，平面投影后的误差值越大。

2）矿体分块段后，相邻块段会不可避免地反复使用相同钻孔样品进行计算，受这种人工选择块段分界线的影响，误差值可达10%以上。

强制性国家标准《离子型稀土矿原地浸出开采技术规范》（报批稿）编制说明一、工作简况1.1立项的目的和意义我国是世界上稀土资源最丰富的国家，储量和产量占世界第一位，尤其离子吸附型稀土是我国宝贵的、有限而不可再生的战略资源，它具有中重稀土元素含量高、提取工艺简单和放射性低等特点，是高新技术领域的重要支撑材料。

鉴于其储量十分有限和对高新技术产业发展的重要支撑作用，国务院已将离子型稀土资源列为保护性开采的特殊矿种。

与此同时，以离子型稀土资源开发为基础，已经快速发展形成了我国离子型稀土分离、稀土金属冶炼和稀土发光材料、稀土永磁材料等深加工与应用产品的新兴生产工业体系，取得了举世瞩目的成就，填补了稀土元素和稀土产品的多项空白，在国际稀土产业界占有了不可替代的重要地位。

离子型稀土于1969年在赣州龙南首次被发现，并由赣州有色冶金研究所命名为离子吸附型稀土矿，其后在我国南方诸省探出了较为丰富的离子型稀土资源。

通过赣州有色冶金研究所为首的科研团队的不懈努力，先后发明了离子型稀土矿池浸、堆浸及原地浸矿工艺。

离子型稀土原地浸矿工艺为上世纪90年代发明的稀土矿浸采工艺，但原地浸矿工艺技术含量较高，初期投入相对较大，部分小型开采企业在采用原地浸矿工艺开采稀土资源过程中往往还是单凭经验进行开采，缺乏专业技术人员指导，矿山开采过程中，不根据矿区本身的地质特征、水文、工程地质、环境等特征进行有针对性的开采工程布设，只知照抄照搬，使矿山注、收液工程布设不合理，矿山工程质量不到位，生产过程中各生产环节操作失误等，导致矿山资源综合回收率低下，原材料极大的浪费，矿区安全得不到保障，矿区环境也受到较大破坏，从而在一定程度上阻碍了离子型稀土原地浸矿工艺技术的推广。

由于离子型稀土资源储量有限，且对高新技术产业发展起着重要支撑作用，国务院已将其列为保护性开采的特殊矿种。

但现有离子型稀土矿山的开采因缺少相应规范的约束和指导，稀土矿山缺乏相关工程技术人员，各矿山管理者都是凭自己的经验在进行开采，矿山的资源收率、安全、环保、水保、土地复垦等存在着较多问题，矿山开采过程及相关操作极不规范。

离子吸附型稀土矿离子吸附型稀土矿ion adsorption type rare earth ore1 121 xifuxing xitukuang 离子吸附型稀土矿(ion adsorption type rare earth ore)稀土元素以离子状态吸附于矿石中的粘土类矿物表面的矿床。

中国于1991年将其命名为风化壳淋积型稀土矿床。

此种矿床分布在中国南部的花岗岩及其他岩类的风化壳矿床中，具有重要的工业价值。

20世纪70年代首先于中国赣南地区发现，80年代在广东、福建、广西等省又相继发现，至今未见其他国家有这类矿床的报道。

此类矿床是含稀土的花岗岩类、火山岩类在湿热气候和低山丘陵的地貌条件下，经强烈的风化淋滤作用而形成的。

按稀土配分特征可分为富忆重稀土型、中忆重稀土型、富馆低忆轻稀土型、富斓富馆轻稀土型、中忆低铺轻稀土型等。

离子吸附型稀土矿含REZ认。

.05%~0.3%，一般约为。

.1写，稀土总量中离子吸附相占有率一般为75%~96%，其余为单矿物相及类质同象。

这类矿床常呈面型分布，具有明显的分带性。

自上而下依次为残坡积层、全风化层、半风化层和基岩。

其中全风化层厚度大、稀土品位高，是主要工业矿层。

全风化层中原岩矿物已基本解离，主要由石英、高岭石、埃洛石、云母及水云母等矿物组成。

稀土元素主要呈离子相吸附在粘土类矿物晶粒表面及晶层间。

在此类矿床的水平方向上稀土配分值较稳定，而垂直方向上则存在明显的差异。

如斓和钱在全风化层中最高，往上或向下均变贫，’饰则与此相反;忆自上而下变富。

在全风化层中饰含量低于翎是其特点之一。

离子吸附型稀土矿规模大、易开采、放射性低、提取工艺简单，是中国目前生产忆族稀土及馆的主要原料。

在开发利用这类矿床时要加强环境保护。

用此类稀土矿经富集后的混合稀土氧化物中的主要稀土组分列举于表。

从离子吸附型稀土矿提取混合稀土氧化物的主要组分(质量分数。

/%)【中文名】离子吸附型稀土矿【英文名】ion-absorbing type rare earths ore【CAS号】【分子式】【分子量】【密度】2.0～2.5【熔点】【沸点】【闪点】【粘度】【蒸气压】【折射率】【毒性LD50】【性状】为白色、灰色、红色、黄色的松散沙粘土。

（一）、氯化钠浸出工艺
离子型稀土矿在幵采初期是采用齒水作为浸取剂进行地浸，浸出液用草酸进 行沉淀，将草酸稀土沉淀物进行灼烧从而得到稀土氧化物的稀土回收工艺。但此 工艺存在着三个缺点： ①由于卤水的引用带入了钠离子，在草酸沉淀稀土的过程中易发生草酸钠与稀 土离子生成难溶复盐与草酸稀土共沉淀，影响灼烧产物中稀土的品位； ②在浸出过程中的浓度一般比较高，致使废水中含量较高。它的外流对环保和 农作物生长造成不良影响，易使土壤盐化和板结、农作物减产甚至枯死； ③此方法需要将稀土矿体表面土剥离后再开采稀土矿石，会产生大量的尾砂和 剥离物，严重破坏生态环境而且资源利用率低，达不到综合利用的目的。
的含量也较低（分布比例约为 3%~10%），用一般的物理选矿方法及离子 交换法均不能将其提取，回收困难，故目前的生产工艺也未考虑对其加以回
收。
3）矿物相稀土。是指稀土以离子化合物形式参与矿物晶格，构成矿物晶体不
可缺少的部分。这种赋存状态的稀土结合能较高，提取难度较大，且在矿石
中的含量较少（分布比例约为 3%~15%），故目前也无相应的选矿工艺对其 加以回收。
离子型稀土矿中稀土元素的赋存状态
1）水溶相稀土。是指由于风化作用等原因形成的水合或羟基水合稀土离子但
却未被吸附的游离态稀土，这些稀土离子在矿石中随淋滤水而迁移，在矿石 中的含量极低（分布比例低于 0.01%），基本没有回收价值。
2）胶态沉积相稀土。是指稀土元素以水不溶性的氧化物或氢氧化物胶体沉
积在矿物上或与某种氧化物成键的稀土矿物。这种赋存状态的稀土在矿石中
以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc） 和钇（Y）共17
种元素的氧化物。
稀土的主要应用
稀土因其独特的理化性质，在各个领域中得到广泛应用，赢得 了广泛“工业维生素”的称号。 1）在石油化工方面。用稀土制成的催化剂

离子型稀土资源溶浸采矿流场高效调控关键技术及应用随着全球能源和技术的快速发展，稀土元素作为高新技术和现代工业制造的关键原材料，其重要性日益凸显。

离子型稀土资源是稀土元素的一种重要形式，采矿流场高效调控技术对于稀土资源的开采和利用具有重要的意义。

本文将对离子型稀土资源溶浸采矿流场高效调控的关键技术及应用进行深入探讨。

一、背景介绍1. 离子型稀土资源的特点离子型稀土资源主要存在于矿物中，难以直接提取和加工。

其特点是矿石组成复杂、稀土分布不均匀、难以富集，加工过程中容易造成资源浪费和环境污染。

2. 高效调控的重要性传统的稀土资源开采和加工技术存在着低效、高耗、高污染等问题，对环境和资源造成严重影响。

发展高效调控技术对于提高资源利用率、减少能耗和环境污染具有重要意义。

二、技术原理1. 流场调控原理通过流场调控技术，使稀土矿石在化学溶解和物理分离过程中得到有效混合和分离，提高矿物和稀土的利用率。

2. 高效分离原理采用高效分离技术，可以有效地将稀土元素从矿石中提取出来，减少资源浪费和环境污染。

3. 关键技术（1）流场结构设计技术通过对流场结构进行设计，可以实现对矿石的有效混合和分离，提高稀土元素的提取率。

（2）溶液化学性能调控技术通过对溶液的化学性能进行调控，可以实现对稀土元素的高效提取和分离。

（3）离子型稀土资源的溶解技术针对不同的矿石化学成分和物理性质，研究离子型稀土资源的溶解技术，提高离子型稀土元素的提取率。

（4）高效分离技术研发高效的分离技术，实现对稀土元素的高效提取和分离，降低资源消耗和环境污染。

三、技术应用1. 工业应用离子型稀土资源溶浸采矿流场高效调控技术已经在实际生产中得到了广泛的应用，为稀土资源的高效开发和利用提供了重要技术支持。

2. 成果展示通过对离子型稀土资源溶浸采矿流场高效调控技术的研究和应用，取得了一系列的研发成果和技术创新，为稀土资源的开采和利用提供了有力的技术支持。

3. 社会效益离子型稀土资源溶浸采矿流场高效调控技术的应用，不仅提高了稀土资源的利用率，还减少了能源消耗和环境污染，对于推动绿色、可持续发展具有积极的意义。

离子型稀土矿原地浸矿浸取注液系统一，技术概述离子型稀土矿原地浸矿浸取注液系统，根据矿体空间展布情况、矿体厚度变化情况、矿土渗透性能、以及收液系统的工程布置等，设置注液浅井和注液深井间隔分布的注液网络；在注液工序中，采用先注注液浅井，后注注液深井的注液方法，最后共同对注液浅井和注液深井注顶水。

本原地浸取注液系统稀土浸矿率高、母液浓度高、矿土母液残留少、浸矿剂单耗小、操作简单、应用范围广、环保效果显著，同时还解决了浸矿盲区、注液过程边坡的稳定性差的问题，实现了浸矿剂流向、流速及注液强度的可控性。

二，系统基本技术原理离子型稀土矿原地浸矿浸取注液系统介绍原地浸取注液系统，特别是离子吸附型稀土原地浸取注液系统，属于原地浸取开采技术。

离子型稀土矿原地浸矿浸取注液系统中的术语“顶水”是指在“浸矿液”注入含矿山体，完成“浸矿”过程之后，将按一定比例“固液比”控制的“工业顶水”，不断地从“注液井”注入山体。

在“顶水”作用下，汇合被“交换”出来的稀土，和先期注入的已完成“离子交换”、或尚未完成交换过程的部分浸矿液，形成含稀土母液。

简单的说，在用浸矿剂浸矿过程完成后，使用“上清液”或清水的注液过程，其目的是把矿体中已交换或尚未交换的浸矿液“挤”出。

离子型稀土矿原地浸矿浸取注液系统中的术语“鸡窝状”、“透镜状”、层状”等词是用来形象的说明矿体空间展布的特点。

网络上可以查找到有些论文中使用过“鸡窝状”矿体这个词。

是指矿体的空间展布复杂，在单个含矿山头中存在多个小矿体。

根据现有技术，离子吸附型稀土原地浸取注液技术主要采用岩土工程静压注浆法注液。

静压注浆法注液技术是采用人工挖掘圆井作为注液井的注液方法，首先使用铲子等工具人工挖掘直径约0.6 ～0.8 米(一般需要人在注液井中施工) 、直达含矿层以下0.5 米深的注液圆井，井间距为3×3 米，为了减少注液盲区，在圆井的中间部分，用铲子开挖长宽为0.5×0.5 米( 或直径为0.5 米) ，直达矿层的注液井。

离子型稀土矿绿色高效浸取技术与理论研究进展*罗仙平1,2,3，李运强1，唐学昆1，马沛龙1，周贺鹏1,3（1.江西理工大学，江西赣州，341000；2.西部矿业股份有限公司，青海西宁 810006；3.离子型稀土资源开发及应用省部共建重点实验室，江西赣州341000）摘要：介绍了离子型稀土矿资源的特点，从浸出剂、浸出工艺的高效化、绿色化发展及浸出过程基础理论研究体系的完善等方面综述了离子型稀土矿浸出技术研究进展，并在此基础上提出了离子型稀土矿浸出过程的适应性有待提高，污染及地质灾害控制效果不佳等问题，建议进一步完善渗流规律、传质过程等基础理论研究，掌握尾矿中稀土及金属离子的二次迁移规律，加强浸出过程中边坡稳定性控制研究，重视低品位难浸离子型稀土矿的回收工作，以促进离子型稀土矿绿色高效提取技术的可持续发展。

关键词：离子型稀土矿；绿色高效浸出技术；原地浸矿；边坡稳定；基础理论Research progressofgreen and high efficientextractiontechniqueand theory ofIon-adsorbedtyperareearthore*LuoXian-ping1,2,3,Liyun-qiang1,Tang Xue-kun1,Ma Pei-long1, Zhou He-peng1,3( 1.Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000，China。

2. Western mining Limited by Share Ltd ,Qinghai Xining 810006 China。

3. Key Laboratory ofIonic-typeＲare Earth Ｒesources Development and Application, Ministry of Education, Ganzhou 341000，China)Abstract:The characteristic of the Ion-adsorbed type rareearthore is introduced. The research progress ofextractiontechnique of Ion-adsorbed type rareearthore is summarizedfrom the aspect of the Greening and high efficiency development and consummate of the basic theory system of the leaching process. On this basis, some problem such as the adaptation of the in-situ leaching process need improve, poor effect on controlling pollution and geological disasters are raised. In orderto promote sustainable development of green and high efficientexploitation technique of ionic-type rare earth ore, it is recommended that researches on basictheory of permeability rule and mass transfer processshould be further strengthened in the future，master the rule of secondary migration rule of rare earth and heavy metal ions in tailings, and recovery of low-grade ion-absorbed rareearth be emphasized,Keywords:Ion-adsorbedtyperareearthore。

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基于镁盐循环利用-绿色高效提取分离稀土的关键技术提名单位：中国有色金属工业协会提名奖种：国家技术发明奖提名单位意见：我国稀土矿物多金属共生、品位低、提取分离难。

目前，离子型稀土矿、包头混合型稀土矿等典型稀土资源提取分离过程中存在资源利用率较低、化工材料消耗高、氨氮或高盐废水和含放射性废渣污染等关乎行业发展的重大瓶颈问题。

在国家“863”计划重大项目的支持下，研发成功具有自主知识产权的基于镁盐循环利用-绿色高效提取分离稀土关键技术。

针对离子型稀土矿特点，开发出离子型稀土原矿绿色高效浸萃一体化新技术，即以镁盐及其复合盐代替传统的硫酸铵浸矿，并首次实现低浓度稀土浸出液直接非平衡离心萃取富集的工业应用。

针对稀土分离提纯过程高盐废水排放问题，开发出碳酸氢镁皂化萃取分离稀土原创技术，将生产过程产生的氯化镁或硫酸镁废水和CO2气体循环用于制备出纯净的碳酸氢镁溶液，用于中和除杂、皂化萃取分离制备出高纯稀土化合物。

目前，该成果已与六大稀土集团所属10余家企业签订了技术转让协议并在4家企业实现规模化生产实施，整套工艺从源头解决了长期困扰稀土行业的氨氮废水及含放射性废渣污染难题，镁盐废水及 CO2气体循环利用率大于 90%，离子矿稀土回收率提高8%以上，经济和社会效益显著。

该成果总体上达到了国际领先水平，先后获得了中国专利优秀奖1项、中国有色金属工业科学技术奖一等奖2项、中国稀土科学技术奖一等奖1项。

该技术的大规模应用，有力推动了稀土行业的绿色发展，进一步提高了我国稀土行业的国际竞争力。

提名该项目为国家技术发明奖二等奖。

项目简介稀土是21世纪战略元素，是支撑《中国制造2025》、战略性新兴产业发展不可或缺的核心基础材料。

我国是稀土资源大国，其中包头矿生产的稀土产品占世界60%以上，离子型稀土矿的中重稀土储量占世界80%以上，对世界科技与产业发展具有举足轻重的影响。

由于我国稀土矿物复杂、提取分离难，生产过程存在资源利用率低和环境污染严重两大瓶颈问题，长期备受关注。

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。

离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺一、工艺概述我国稀土资源非常丰富，稀土元素总共包含有十五种元素，因为在自然界中含量稀少，但是应用又非常广泛，多称我工业上的味精，稀土资源资源有矿石类，存在于独居石中，另外近二十多年发现并开采的离子吸附型稀土矿。

本文研究的是离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特点是，该工艺包括以下步骤：确定稀土母液回收导流孔工程控制面的导流孔施工的位置，并且在该位置形成陡坎；形成沿山体走向的一系列并列的导流孔，并且使得由所有导流孔组成的收液工程控制面与矿体底部构成的空间曲面处于同一位置或略低位置；在各导流孔的下部形成用于收集稀土母液的集液明沟；在各导流孔的上部形成用于预防非母液水汇入至集液明沟的避水沟；以及避水沟与避水沟排出管路连通；集液明沟与集液明沟收集管路连通；而在集液明沟的最低端，将收集的稀土原地浸矿母液引流至母液中转池。

可减少施工排土量，缩短施工时间，增加施工的安全性，有效降低生产成本，保护生态环境。

二、工艺技术原理三、工艺技术内容离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，是提供一种离子吸附型稀土原地浸取母液回收工艺，其施工简单、施工周期短、本钱较低，并可省去现有工艺所需的支护材料和防渗材料，可缩短施工时间、进步安全性、减少废土的排放、保护生态环境。

提供了一种离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：确定稀土母液回收导流孔工程控制面的导流孔施工的位置，并且在该位置实施人工陡坎；构成沿山体走向的一系列并列的导流孔，并且使得由所有导流孔组成的收液工程控制面与矿体底部构成的空间曲面处于同一位置或略低位置；在各导流孔的下部构成用于搜集稀土母液的集液明沟；在各导流孔的上部构成用于预防非母液水汇入集液明沟的避水沟；以及避水沟与避水沟排出管路连通；集液明沟与集液明沟搜集管路连通；而在集液明沟的最低端，将搜集的稀土原地浸矿母液引流至母液直达池。

优选地，确定稀土母液回收工程控制面的因素包括矿土渗透性、本地潜水位、矿体底部与基岩之间间隔以及矿块生产过程中各部位含水率的静态变革。