CN106967892A

CN106967892A - 一种用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子的沉淀剂及其制备和应用

Info

Publication number: CN106967892A
Application number: CN201710334076.1A
Authority: CN
Inventors: 王振洋; 张淑东; 赵婷婷; 张忠平; 李年
Original assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Current assignee: Jiangxi morning Technology Co., Ltd.
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2017-07-21

Abstract

本发明公开了一种用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子的沉淀剂及其制备和应用，其特征在于：沉淀剂是以草本植物为原料制得培养基后，对复合菌液进行发酵培养所得的发酵液；培养基是对燃烧草本植物获得的草木灰进行浸泡、过滤后获得。本发明的沉淀剂制备工艺简单、对原料的适应性强，能够经济有效地从离子吸附型稀土矿中沉淀稀土(沉淀率均在97％以上，最高可达99.1％)，彻底摒弃现有沉淀工艺中氨污染问题。

Description

一种用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子的沉淀剂及其制备和应用

技术领域

本发明涉及一种用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子的沉淀剂。

背景技术

我国是稀土大国，有较为丰富的稀土资源，已探明的稀土储量有3.7×10⁵吨(折合成氧化物)，占世界稀土资源总量的67％。我国的稀土资源具有稀土配分及矿物种类齐全、资源分布广泛但相对集中的特点，全国三分之二以上的省市发现有稀土矿床、矿点和矿化产地，且主要集中于内蒙古白云鄂博、赣南、粤北、鲁南及川西南等地区，其稀土资源储量占全国稀土储量的98％。尽管我国的稀土资源较为丰富，然从20世纪90年代中国稀土强势占领世界市场后，美国、澳大利亚、加拿大等拥有较丰富稀土资源的国家纷纷实行限制或停止开发本国稀土矿的政策，转而从中国进口作为战略储备。目前，我国供应了全球稀土需求的97％，据有关资料统计，我国稀土资源储量从20世纪70年代接近全球总量的90％，到80年代下降到69％，90年代末下降到45％左右，到目前更是下降到不足36％，按照目前的开采和出口规模，中国将从稀土矿的资源大国变成小国。

目前离子型稀土矿的开采、提取与沉淀已采用较为先进的原地浸矿工艺，但仍不可避免的产生大量的氨氮、重金属等污染物，破坏植被，严重污染地表水、地下水和农田。轻稀土矿多为多金属共伴生矿，在冶炼、分离过程中会产生大量有毒有害气体、高浓度氨氮废水等污染物。一些地方因为稀土的过度开采，还造成山体滑坡、河道堵塞、突发性环境污染事件，甚至造成重大事故灾难，给公众的生命健康和生态环境带来重大损失。因此，迫切需要研发一种用于离子型稀土原地浸取开采的新型高效、绿色、环保的沉淀剂。

发明内容

本发明为避免上述现有技术所存在的不足，提供了一种用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子的沉淀剂，旨在解决传统离子吸附型稀土矿沉淀剂的稀土提取率不高、环境污染大的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子的沉淀剂，其特点在于：所述沉淀剂是以草本植物为原料制得培养基后，对复合菌液进行发酵培养所得的发酵液；

所述培养基是对草本植物进行燃烧获得草木灰，再对草木灰进行浸泡、过滤后获得；所述草本植物由桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草混合而成。

优选的，构成所述草本植物的桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草的质量比为0.5～1：0.5～1：0.5～1：0.5～1，更优选为1:1:1:1。

优选的，在所述沉淀剂中碳酸钾的质量分数占10～20％。沉淀剂中主要成分为碳酸钾，余量为碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钾及少量有机化合物。

上述沉淀剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草混合均匀后，燃烧，获得草木灰；按照草木灰与水的质量比为1:50，将草木灰加入水中浸泡两天，然后过滤去除沉淀物，获得草木灰溶液；

(2)以步骤(1)所得草木灰溶液为培养基，按质量比500:1(培养基：复合菌液)加入复合菌液，室温发酵5～25小时，即获得沉淀剂。

发酵时：夏季室温较高，一般发酵5～8小时即可；春秋季室温相对较低，需发酵10～15小时；而冬季温度最低，需发酵15～25小时。

本发明的沉淀剂可用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子。

与传统的离子吸附型稀土矿沉淀剂相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明采用新型高效、低成本、环保草本植物沉淀剂用于离子型稀土矿原地浸取沉淀的关键技术，替代传统氨氮废水污染严重的硫酸铵-碳酸氢铵原地浸取与沉淀离子型稀土矿工艺，最终提高了资源综合利用率、有效解决了现行离子型稀土开采工艺造成的环境污染问题，实现了高效、绿色开采离子型稀土的新方法，并且操作简单，易于大规模推广。

2、本发明的沉淀剂不含任何带氨试剂，有利于保护环境、保持生态平衡，且其沉淀率比传统碳酸氢铵沉淀剂高出3.8％，具有巨大的经济效益。

3、本发明的沉淀剂可适应各种高、低品位轻、中、重离子型稀土矿种，离子相稀土的浸出率居在98％以上，最高可达99.98％，适应性强、易于推广。

附图说明

图1为本发明实施例1所得沉淀剂的紫外吸收图。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

本实施例首先按如下步骤制备沉淀剂：

(1)将农作物废料桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草按质量比1:1:1:1混合均匀后，燃烧，获得草木灰；按照草木灰与水的质量比为1:50，将草木灰加入水中浸泡两天，然后过滤去除沉淀物，获得草木灰溶液；

(2)以步骤(1)所得草木灰溶液为培养基，按质量比500:1加入复合菌液，室温15℃发酵10小时，即获得草本植物沉淀剂。其中，复合菌液购买自山东绿陇生物技术有限公司。

图1为本实施例所得沉淀剂的紫外吸收图。

实施例2

本实施例以实施例1所得沉淀剂为原料对离子吸附型稀土矿进行处理，方法为：

称取江西赣州离子吸附型稀土矿100g装入锥形瓶中，将1000mL传统浸取剂(NH₄)₂SO₄加入稀土矿中搅拌过夜，通过离子交换作用将稀土矿中稀土离子置换到水溶液中，过滤得上清液，即为离子吸附型稀土矿浸出液。

调节实施例1所得沉淀剂的pH分别为3～4、6～7、9～10；

分别向上述离子吸附型稀土矿浸出液中加入等体积的不同pH沉淀剂，溶液立即出现浑浊，离心移走上清液，将所得稀土碳酸盐沉淀烘干称重，测试沉淀率。同时以传统沉淀剂NH₄HCO₃进行对比。

表1为碳酸氢铵与不同pH值的草本植物沉淀剂对离子吸附型稀土矿浸出液沉淀率的影响。可以看出与传统沉淀剂NH₄HCO₃相比较，草本植物沉淀剂的使用可使离子吸附型稀土矿的沉淀率提高2.5～3.8％，其中pH 9～10草本植物沉淀剂的沉淀效率高达99.1％。

表1

以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子的沉淀剂，其特征在于：所述沉淀剂是以草本植物为原料制得培养基后，对复合菌液进行发酵培养所得的发酵液；

所述培养基是对草本植物进行燃烧获得草木灰，再对草木灰进行浸泡、过滤后获得；

所述草本植物由桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草混合而成。

2.根据权利要求1所述的沉淀剂，其特征在于：构成所述草本植物的桑树叶、甘蔗叶、稻草和杂草的质量比为0.5～1：0.5～1：0.5～1：0.5～1。

3.根据权利要求1所述的沉淀剂，其特征在于：在所述沉淀剂中碳酸钾的质量分数占10～20％。

4.一种权利要求1～3中任意一项所述沉淀剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(2)以步骤(1)所得草木灰溶液为培养基，按质量比500:1加入复合菌液，室温发酵5～25小时，即获得沉淀剂。

5.一种权利要求1～3中任意一项所述沉淀剂的应用，其特征在于：用于沉淀离子吸附型稀土矿浸出液中稀土离子。