CN115992318A - 一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法及其应用，所述方法包括以下步骤：1)将第一有机酸、第二有机酸和溶剂混合，得到浸矿剂溶液；2)将所述浸矿剂溶液和离子型稀土矿混合，进行反应，得到含稀土元素的浸出液；其中，所述第一有机酸和第二有机酸独立地包括乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸或抗坏血酸中任意一种或至少两种的组合。本发明通过将第一有机酸和第二有机酸复配，并结合离子交换反应和多元体系强化络合，极大抑制了稀土离子在黏土矿物上的再吸附，减少了浸矿剂用量，有效提高了离子相稀土浸出的效率。此外，残留在矿山中的浸矿剂可被微生物快速转化，加快了矿山生态恢复，实现了离子型稀土资源生态友好浸出。
Description
技术领域
本发明属于稀土矿物提取技术领域，具体涉及一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法及其应用。
背景技术
稀土元素具有独特的光、电、磁等特性，是基础设施、科技和现代生活不可或缺的元素，近年来全球市场对稀土特别是重稀土的需求急剧增长。稀土元素在全球储量丰富，但绝大部分是轻稀土元素，而价值高、可替代性小的中重稀土储量少、缺口大。离子吸附型稀土矿是指以离子态形式被吸附剂所吸附的，可以通过离子交换的方法浸取的稀土。这里所说的吸附剂主要是自然界中广泛存在的黏土矿物和胶体粒子，它们的表面具有负电性，对阳离子具有吸附能力，尤其是对高价态离子的吸附能力更强。离子型稀土矿的独特之处在于稀土元素在风化壳内主要呈离子状态吸附于黏土和云母等矿物上，具有稀土配分齐全、放射性小、容易开采和富含中重稀土元素等特点。
目前，离子型稀土主要通过原地浸矿工艺进行开采，例如CN114703365A公开了一种用于风化壳淋积型稀土矿的复合浸取剂。该方法通过向传统硫酸铵浸矿剂中添加腐殖酸形成复合浸矿溶液，注入矿体浸出离子型稀土矿。该方法量使用硫酸铵作为浸矿剂，对矿山土壤和周围水体造成了严重的生态环境破坏和氨氮污染，并使矿区土壤酸化，N、P、K等植物营养元素失调，影响矿区生态自然恢复过程，并且过量的氨氮还会引起矿山周围土壤和地下水中氨氮超标。
为了减少稀土开采过程中的氨氮污染，硫酸镁等无氨浸矿剂被用于原地浸矿工艺，例如CN108034842A公开了一种离子型稀土矿无铵化绿色环保开采工艺，步骤如下：从采场内布设的注液孔注入一定浓度的无铵浸矿剂，与稀土矿物发生离子交换反应，得到富集稀土阳离子的母液；母液渗流、汇聚到矿层天然隔水底板或人工集液巷道搭配集液导流孔等集液工程中；再经过主运输管道输送到水冶车间，使用无铵药剂除杂沉淀，得到稀土碳酸盐，上清液循环回配液池，经过调节pH值、添加药剂后返回采场作为新的无铵浸矿剂。CN111636003A公开了一种南方离子型稀土矿的浸矿方法，沿用现有地浸矿的工程体系，包括注液井、收液巷道、导流孔、收液沟等，采用中性浸矿剂硫酸镁作为浸矿溶液，采取小水慢浸，大水淋洗的方式，利用阳离子镁交换出被黏土吸附的稀土离子和氢离子，产生可迁移的酸性溶液体系，然后通过大水淋洗使得矿体中的稀土离子随硫酸镁电解质溶液迁移出矿体而回收。但是，这种无氨浸矿剂在避免氨氮污染的同时带来了土壤中镁离子的积累，严重破坏了矿山土壤的生态稳定。
此外，在原地浸矿过程中，被浸矿剂交换出的稀土离子会再吸附在黏土矿物中，从而降低了稀土的开采率。因此，为了实现离子型稀土的高开采率必然要使用远超理论用量的浸矿剂，否则会导致大量的离子型稀土残留，因此现有浸矿剂开采稀土过程中存在严重的资源浪费。
因此，开发一种生态友好无污染，且低成本的高效浸矿技术，是亟待解决的难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法及其应用。本发明以多种有机酸组合的多元浸矿体系作为有机酸浸矿剂，通过离子交换反应，实现了稀土阳离子与有机酸根的强力络合，极大地抑制了稀土离子在黏土矿物上的再吸附，并实现了稀土离子高效的浸出效率。此外，残留在矿山土壤中的有机酸浸矿剂可被微生物快速转化，减少了离子型稀土矿山生态恢复时间，实现了离子型稀土资源低成本、高效、生态友好浸出。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和溶剂混合，得到浸矿剂溶液；
(2)将所述浸矿剂溶液和离子型稀土矿混合，进行反应，得到含稀土元素的浸出液；
其中，所述第一有机酸和第二有机酸独立地包括乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、或抗坏血酸中任意一种或至少两种的组合。
离子型稀土矿的开采实质上是浸矿剂阳离子与被吸附在粘土矿物上的水合稀土离子或羟基水合稀土离子发生的离子交换反应。浸矿剂的浸矿能力强弱与浸矿剂中阳离子的电荷密度关，即电荷密度大的阳离子对稀土离子的交换能力更强。有机酸解离出的H+具有极高的电荷密度，与黏附在黏土矿物上的稀土离子具有很强的离子交换能力，通过质子交换作用可以使得稀土元素从矿物中浸出。并且，有机酸能够与金属元素形成配体复合物，从而降低金属元素在溶液中的饱和度，促进稀土浸出的正向进行。因此，有机酸对离子型稀土有更强的交换作用和络合能力，可以在减少浸矿剂用量的同时实现更高的稀土浸出率，减少稀土资源浪费。然而，离子置换过程是一个可逆过程，即被H+从黏土矿物上置换出的稀土阳离子会再吸附到黏土矿物上。单一的有机酸阴离子与稀土阳离子的结合由于二元体系络合作用限制，仍有一定数量的稀土阳离子会再吸附在黏土矿物上，导致稀土浸出的不彻底。
本发明以第一有机酸和第二有机酸组合的多元浸矿体系作为有机酸浸矿剂，通过离子交换反应，实现了稀土阳离子与有机酸根的强力络合，极大地抑制了稀土离子在黏土矿物上的再吸附，并实现了稀土离子高效的浸出效率。此外，残留在矿山土壤中的有机酸浸矿剂可被微生物快速转化，减少了离子型稀土矿山生态恢复时间，实现了离子型稀土资源低成本、高效、生态友好浸出。
需要说明的是，本发明中，“独立地”是指第一有机酸可以选择乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、或抗坏血酸中任意一种或至少两种的组合，第二有机酸可以选择乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸或抗坏血酸中任意一种或至少两种的组合，两者选择种类时互不干扰，可以选择相同的种类，也可以选择不同的种类。
优选地，所述第一有机酸和所述第二有机酸的摩尔比为(0.5-1.5):(0.5-1.5)，其中，第一有机酸的选择范围0.5-1.5例如可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5等，第二有机酸的选择范围0.5-1.5例如可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5等。
本发明中，若第一有机酸和第二有机酸的摩尔比过小，即第一有机酸的用量过少，则对离子相稀土的浸出率降低，进而使得在多元竞争络合体系中浸矿剂的络合能力降低，部分已浸出的稀土离子再吸附回黏土矿物上，造成总体的稀土浸出率降低；若第一有机酸和第二有机酸的摩尔比过大，即第一有机酸的用量过多，则造成浸矿剂浸矿成本增加，同时导致后期浸矿母液中稀土离子的分离提纯难度升高，稀土的总生产成本同步升高。
优选地，所述有机酸浸矿剂还包括第三有机酸，所述第三有机酸包括乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸或抗坏血酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述第一有机酸、第二有机酸和第三有机酸的摩尔比为(1-3):1:(0.1-1)，其中，第一有机酸的选择范围1-3例如可以是1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8或3等，第三有机酸的选择范围0.1-1选择范围0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等。
本发明中，若第一有机酸和第三有机酸的摩尔比过小，即第三有机酸的用量过大，则在提高稀土浸出率的同时，进一步提高了分离提纯的难度，造成总体生产升本的升高；若第一有机酸和第三有机酸的摩尔比过大，即第三有机酸的用量过小，则会导致在黏土矿物上残留难以被解离出的稀土离子，即稀土离子的浸出不彻底，或导致浸矿剂用量增加。
优选地，步骤(1)所述浸矿剂溶液的浓度为0.02-2mol/L，例如可以是0.02mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L、0.8mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L或2mol/L等。需要说明的是，所述浸矿剂溶液的浓度指的是多种有机酸的组合物在溶液中的摩尔浓度，优选为0.05-1mol/L。
优选地，步骤(1)所述溶剂包括水。
优选地，步骤(1)所述混合后，调节混合后的溶液的pH值。
在一个实施例中，调节混合后的溶液的pH值所使用的试剂为酸或碱，所述酸例如可以是硫酸，所述碱例如可以是氢氧化钠。
优选地，所述pH值为1-5，例如可以是1、2、3、4或5等。
优选地，步骤(2)所述离子型稀土矿和所述浸矿剂溶液的固液比为1:(1-12)，例如可以是1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11或1:12等。需要说明的是，固液比指的是离子型稀土矿和浸矿剂溶液的质量比。
优选地，步骤(2)所述反应的时间为4-12h，例如可以是4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h等。
优选地，步骤(2)所述混合的方式包括池浸法、堆浸法、柱浸法或原地浸矿法中的任意一种，优选为柱浸法。
优选地，所述柱浸法的具体步骤包括：
将离子型稀土矿置于浸矿柱中，然后加入浸矿剂溶液。
优选地，所述柱浸法中，浸矿剂溶液的加液速率为0.1-5mL/min，例如可以是0.1mL/min、0.3mL/min、0.6mL/min、0.9mL/min、1.2mL/min、1.5mL/min、1.8mL/min、2.1mL/min、2.4mL/min、2.7mL/min、3mL/min、4mL/min或5mL/min等。
优选地，步骤(2)所述离子型稀土矿的稀土品位为0.05-0.8％，例如可以是0.05％、0.1％、0.2％、03％、04％、0.5％、0.6％、0.7％或0.8％等。
作为优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和水混合，调节混合后的溶液的pH值至1-5，得到浓度为0.02-2mol/L的浸矿剂溶液；
(2)将离子型稀土矿置于浸矿柱中，按照1:(1-12)的固液比加入浸矿剂溶液，反应4-12h，得到所述含稀土元素的浸出液；
其中，所述第一有机酸和第二有机酸独立地包括乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、或抗坏血酸中任意一种或至少两种的组合。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述方法的应用，所述方法应用于提取离子型稀土矿中的离子相稀土。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明以第一有机酸和第二有机酸组合的多元浸矿体系作为有机酸浸矿剂，通过离子交换反应，实现了稀土阳离子与有机酸根的强力络合，极大的抑制了稀土离子在黏土矿物上的再吸附，并实现了稀土离子高效的浸出效率；
(2)本发明提供的方法在实现离子型稀土高效浸出的同时减少了浸矿剂用量，同时残留在矿山土壤中的有机酸浸矿剂可被微生物快速转化，减少了离子型稀土矿山生态恢复时间，实现了离子型稀土资源低成本、高效、生态友好浸出。
附图说明
图1为本发明实施例1-19和对比例1-3采用的离子型稀土矿的XRD图谱。
图2为本发明提供的有机酸浸出不同元素的PCA分析图。
图3为本发明实施例1与对比例1-3制备的浸出液中离子相稀土元素浸出率的对比图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明提供的实施方式中，采用的离子型稀土矿相同，主要含有长石、石英、高岭土等物质，其中硅铝含量占绝大部分。此外，离子型稀土矿的化学组成以及全相稀土配分的数据详见表1和表2。其中，全相指的是离子型稀土矿中，各稀土氧化物的含量占稀土氧化物总量的百分比。
表1
表2
具体的实施方式如下
实施例1
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和水混合，并以硫酸为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为2，得到浓度为0.1mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为乙酸，所述第二有机酸为苹果酸，乙酸和苹果酸的摩尔比为1:1。
(2)取烘干的稀土品位为0.107％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:3的固液比加入浸矿剂溶液，以1.25mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应8h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处为，步骤(1)所述调节混合后的溶液的pH值为1。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处为，步骤(1)所述调节混合后的溶液的pH值为1.5。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
实施例4
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和水混合，并以硫酸为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为3，得到浓度为0.5mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为乙酸，所述第二有机酸为柠檬酸，乙酸和柠檬酸的摩尔比为1:1。
(2)取烘干的稀土品位为0.107％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:3的固液比加入浸矿剂溶液，以1.68mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应6h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例5
本实施例与实施例4的不同之处为，步骤(1)所述调节混合后的溶液的pH值为4。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
实施例6
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸、第三有机酸和水混合，并以硫酸为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为2，得到浓度为1mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为异丁酸、所述第二有机酸为柠檬酸、所述第三有机酸为抗坏血酸，异丁酸、柠檬酸和抗坏血酸的摩尔比为3:1:0.1。
(2)取烘干的稀土品位为0.107％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:3的固液比加入浸矿剂溶液，以1.0mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应10h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例7
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸、第三有机酸和水混合，并以硫酸为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为2，得到浓度为2mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为异丁酸、所述第二有机酸为柠檬酸、所述第三有机酸为抗坏血酸包括异丁酸、柠檬酸和抗坏血酸，异丁酸、柠檬酸和抗坏血酸的摩尔比为1:1:1。
(2)取烘干的稀土品位为0.107％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:3的固液比加入浸矿剂溶液，以2.5mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应4h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例8
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸、第三有机酸和水混合，并以硫酸为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为2，得到浓度为0.05mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为异丁酸、所述第二有机酸为苹果酸、所述第三有机酸为酒石酸，异丁酸、苹果酸和酒石酸的摩尔比为2:1:0.5。
(2)取烘干的稀土品位为0.107％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:7的固液比加入浸矿剂溶液，以2.0mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应12h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例9
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸、第三有机酸和水混合，并以硫酸为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为2，得到浓度为0.05mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为异丁酸、所述第二有机酸为苹果酸、所述第三有机酸为柠檬酸，异丁酸、苹果酸和柠檬酸的摩尔比为1:1:0.5。
(2)取烘干的稀土品位为0.074％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:8的固液比加入浸矿剂溶液，以3.3mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应8h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例10
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和水混合，并以氢氧化钠溶液为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为3，得到浓度为0.02mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为异丁酸，所述第二有机酸为苹果酸，异丁酸和苹果酸的摩尔比为0.5:1.5。
(2)取烘干的稀土品位为0.15％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:12的固液比加入浸矿剂溶液，以2.8mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应12h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例11
本实施例提供了一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和水混合，并以硫酸为pH值调节剂，调节混合后的溶液的pH值为2，得到浓度为0.2mol/L的浸矿剂溶液；
其中，所述第一有机酸为异丁酸，所述第二有机酸为柠檬酸，异丁酸和柠檬酸的摩尔比为1.5:0.5。
(2)取烘干的稀土品位为0.05％的离子型稀土矿200g，将矿样装入到内径为4cm的浸矿柱中，按照1:1的固液比加入浸矿剂溶液，以0.3mL/min的加液速率对矿样进行柱浸，反应10h后，得到所述含稀土元素的浸出液。
实施例12
本实施例与实施例1的不同之处为，步骤(1)中乙酸和苹果酸的摩尔比为0.5:1。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
实施例13
本实施例与实施例1的不同之处为，步骤(1)中乙酸和苹果酸的摩尔比为1:0.5。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
实施例14
本实施例与实施例1的不同之处为，所述第二有机酸为乙酸。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
实施例15
本实施例与实施例6的不同之处为，所述第二有机酸为异丁酸，第三有机酸为异丁酸。其余制备方法和参数与实施例6保持一致。
实施例16
本实施例与实施例9的不同之处为，异丁酸、苹果酸和柠檬酸的摩尔比为0.5:1:1。
其余制备方法和参数与实施例9保持一致。
实施例17
本实施例与实施例9的不同之处为，异丁酸、苹果酸和柠檬酸的摩尔比为2.5:1:0.5。
其余制备方法和参数与实施例9保持一致。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处为，步骤(1)所述浸矿剂溶液中仅含有第一有机酸，也就是不含有第二有机酸。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处为，步骤(1)所述第一有机酸和第二有机酸替换为硫酸镁。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处为，步骤(1)所述第一有机酸和第二有机酸替换为硫酸铵。
其余制备方法和参数与实施例1保持一致。
图1示出了实施例1-17和对比例1-3采用的离子型稀土矿的XRD图谱，由图可知，所使用稀土原矿主要含有正长石KAlSi3O8、钙长石CaAl2SiO8等物质，图谱对应PDF卡片均含有长石、石英、高岭土(黏土矿物的XRD衍射峰有重叠)等物质。原矿属于黑云母花岗岩离子型稀土矿，主要为全风化层矿物，基质多由细小的黑云母和分散的砂质组成。
图2示出了有机酸与硫酸镁浸出不同元素的PCA分析图，其中，YDS代表异丁酸，PGS代表苹果酸，NMS代表柠檬酸，JSS代表酒石酸，YS代表乙酸，KHXS代表抗坏血酸。
性能测试
对实施例1-17和对比例1-3制备得到的含稀土元素的浸出液进行浸出率的测试，测试流程如下：
对于制备得到含稀土元素的稀土浸出液，用硝酸和高氯酸消解残留有机酸后采用电感耦合等离子体发射光谱仪测试，并计算出离子相稀土浸出率，其计算公式如下所示：
式中：η为离子相稀土浸出率；m1为浸出液中总稀土含量；m2为原矿中离子相稀土含量；
其中，浸出液中总稀土含量的计算公式为：
式中：m1为浸出液中总稀土含量；c1为ICP-OES测试总稀土离子浓度；V为稀释上机测试的稀释液总体积；n为稀释倍数；m为原矿总质量。
离子相稀土含量测试方法参照XB/T 619-2015中离子型稀土原矿化学分析方法中的离子相稀土总量的测定。
测试条件：测试仪器为耶拿PQ9000电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)，稀土元素各谱线选择如表3所示。
表3
采用以上测试方法对实施例1与对比例1-3制备的浸出液进行了测试，如图3所示，由图可知，采用本发明提供的方法得到的稀土浸出率明显优于对比例1-3。
实施例1-19和对比例1-3的测试结果统计于表4中。
表4
| 离子相稀土浸出率/％ | |
| 实施例1 | 96.36±0.72 |
| 实施例2 | 100±0 |
| 实施例3 | 99.85±0.15 |
| 实施例4 | 89.87±2.20 |
| 实施例5 | 81.52±3.51 |
| 实施例6 | 98.89±0.32 |
| 实施例7 | 88.31±1.33 |
| 实施例8 | 96.73±0.35 |
| 实施例9 | 99.35±0.13 |
| 实施例10 | 98.95±0.15 |
| 实施例11 | 93.55±0.96 |
| 实施例12 | 88.93±1.92 |
| 实施例13 | 85.13±2.31 |
| 实施例14 | 90.36±1.95 |
| 实施例15 | 87.17±2.10 |
| 实施例16 | 93.81±0.52 |
| 实施例17 | 95.60±0.36 |
| 对比例1 | 83.52±0.45 |
| 对比例2 | 72.29±2.01 |
| 对比例3 | 73.31±2.03 |
分析：
由上表可知，本发明以多种有机酸组合的多元浸矿体系作为有机酸浸矿剂，通过离子交换反应，实现了稀土阳离子与有机酸根的强力络合，极大的抑制了稀土离子在黏土矿物上的再吸附，并实现了稀土离子高效的浸出效率。
实施例5相比于实施例1-4和实施例6-11，浸矿剂溶液中的用于置换稀土阳离子的H+浓度较低，因此离子交换能力下降，使得稀土离子的浸出效率下降。
由实施例1与实施例12-13的数据结果对比可知，乙酸和苹果酸的摩尔比过小，会导致浸矿过程中苹果酸用量过大，浸矿成本增加；乙酸和苹果酸的摩尔比过大，会导致被乙酸交换出的部分稀土阳离子再吸附回黏土矿物和黏土矿物中的固化有机物上，苹果酸强化络合的稀土阳离子数量减少，最终导致稀土浸出率降低。
由实施例1与实施例14、实施例6与实施例15的数据结果对比可知，在采用相同的浸矿参数和相同的浸矿剂浓度时，复合有机酸浸矿剂的浸出率优于单一有机酸浸矿剂的浸出率，这主要是因为采取相同种类的有机酸进行浸矿时，有机酸浸矿体系对稀土离子的络合能力劣于复合有机酸的多元络合体系。
由实施例1与对比例1的数据结果对比可知，多元有机酸组成的多元浸矿体系对离子相稀土的浸出效果明显优于单一有机酸的单一浸矿体系。采用单个有机酸，会降低离子相稀土的浸出率。
由实施例1与对比例2-3的数据结果对比可知，有机酸浸矿体系对离子相稀土的浸出效果明显优于化学浸矿剂硫酸镁和硫酸铵。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种浸出离子型稀土矿中离子相稀土的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和溶剂混合，得到浸矿剂溶液；
(2)将所述浸矿剂溶液和离子型稀土矿混合，进行反应，得到含稀土元素的浸出液；
其中，所述第一有机酸和第二有机酸独立地包括乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸或抗坏血酸中任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一有机酸和所述第二有机酸的摩尔比为(0.5-1.5):(0.5-1.5)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有机酸浸矿剂还包括第三有机酸，所述第三有机酸包括乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸或抗坏血酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述第一有机酸、第二有机酸和第三有机酸的摩尔比为(1-3):1:(0.1-1)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述浸矿剂溶液的浓度为0.02-2mol/L，优选为0.05-1mol/L；
优选地，步骤(1)所述溶剂包括水。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合后，调节混合后的溶液的pH值；
优选地，所述pH值为1-5。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述离子型稀土矿和所述浸矿剂溶液的固液比为1:(1-12)；
优选地，步骤(2)所述反应的时间为4-12h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的方式包括池浸法、堆浸法、柱浸法或原地浸矿法中的任意一种，优选为柱浸法；
优选地，所述柱浸法的具体步骤包括：
将离子型稀土矿置于浸矿柱中，然后加入浸矿剂溶液。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述柱浸法中，浸矿剂溶液的加液速率为0.1-5mL/min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一有机酸、第二有机酸和水混合，调节混合后的溶液的pH值至1-5，得到浓度为0.02-2mol/L的浸矿剂溶液；
(2)将离子型稀土矿置于浸矿柱中，按照1:(1-12)的固液比加入浸矿剂溶液，反应4-12h，得到所述含稀土元素的浸出液；
其中，所述第一有机酸和第二有机酸独立地包括乙酸、异丁酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、或抗坏血酸中任意一种或至少两种的组合。
10.一种如权利要求1-9任一项所述方法的应用，其特征在于，所述方法应用于提取离子型稀土矿中的离子相稀土。
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