风化壳淋积型稀土矿

我国风化壳淋积型稀土矿20世纪60年代末期首先在江西省龙南足洞发现离子吸附重稀土矿及寻乌河岭离子吸附轻稀土矿后，相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现，但以江西比较集中、量大。离子吸附型稀土矿是一种国外未见报导过的我国独特的新型稀土矿床。经20多年的研究，查明该类型矿分布地面广，储量大，放射性低，开采容易，提取稀土工艺简单、成本低，产品质量好等特点。已探明工业储量100万吨（REO），远景储量1000多万吨。目前年生产含REO>60 %混合稀土精矿1万吨（REO）。

一、矿石性质

风化淋积型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化而形成，矿体覆盖浅，矿石较松散，颗粒很细。在矿石中的稀土元素80%～90%呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上；吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质（如 Na Cl、（NH₄）₂ SO₄、NH₄Cl、NH₄Ac等）溶液中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。

二、稀土提取工艺及技术指标

（一）氯化钠法

20世纪60年代末期发现该矿床后， 1970年即研究出“氯化钠池浸法”工艺 ，它是20世纪70年代处理这种类型矿石的主要方法。从采场运来的矿石，送进一个长方形的水泥池中浸泡，浸出液从池底的过滤层的排出口排出，浸渣人工清除，浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀，过滤的滤饼即为草酸稀土，经灼烧、水洗、再灼烧得混合稀土氧化物。

（二）硫酸铵池浸法

氯化钠浸矿法存在浸矿时间长，氯化钠浓度大，消耗量大，钠离子共沉淀多，影响一次灼烧产品，纯度只能达到70 %，需对一次灼烧产品水洗脱钠，再灼烧的复杂工艺，并且浸渣（尾矿）中含有大量氯化钠，造成土地盐化，污染环境。制定了用3%～5%硫酸铵溶液浸泡矿石、滤液草酸沉淀（由于草酸较贵，20世纪80年代末期已开始用碳酸氢铵代草酸作稀土沉淀剂，现在已应用在部份厂矿中生产晶型碳酸稀土）。草酸稀土一次灼烧即可获得含REO>90%的混合稀土氧化物，滤液补加硫酸铵返回再用。与氯化钠相比，硫酸铵浸矿能力强，用量少，铵离子沉淀少，灼烧时易挥发，浸渣不会造成土壤盐化。化学选矿的工艺流程见图1。

图1  硫酸铵—草酸提取稀土工艺流程

（三）原地浸出法

池浸法工艺技术及设备条件简单，易操作，因而迅速发展，遍地开花。但是池浸法的最大缺点是生产1t氧化稀土，需开采的地表面积达200～800m²，采剥矿量大于1000m³，排放的尾砂量达800～1000m³，造成表土和植被严重破坏，水土流失，环境污染和资源浪费，稀土总回收率只30%～40%。为了克服这些缺点，早在1980～1985年，稀土地矿工作者就提出了地浸法的设想，以后又经“八•五”科技攻关，形成了较系统的工艺技术，地浸法的主要内容就是不把含有稀土的矿石挖出拿走，而是在含有离子型稀土矿的矿区或地段打井，通过地表注液井加入浸矿液，经过渗透和离子交换，有选择地将矿石中的稀土离子浸出并回收的工艺。溶浸液的回收有负压抽液和水封堵漏法，前者适应性较广。收集流出的溶浸液用草酸或碳酸氢铵沉淀，得到稀土氧化物产品，稀土浸取回收率70%～75%，这样地貌、地表和植被不遭破坏，稀土浸取与池浸比较成本低1200～3000元/ t REO。经过1990～1995年的科技攻关，地浸法获得了成功。现成已在江西龙南等部分矿山得到应用。