一、 前言

我国的稀土资源极为丰富，具有分布广，矿种全、类型多的特点。其中离子型稀土矿资源为我国所独有，国外尚未见报导。

水平真空带式过滤机早在30年前就已问世，经过长期发展，在机械结构方面更日趋完善。它作为一种固液分离设备，在湿法冶金、选矿、化工等部门得到了广泛应用，但用作浸矿设备，浸取离子型稀土矿，在国内外尚属首次。

二、 水平真空带式过滤机

目前，水平真空带式过滤机可分为两大类:一类是滤带与真空箱同步向前移动，当移动到一定位置后，泄掉真空，真空箱迅速返回到原处，重新恢复真空，吸上滤带再继续前进，如此往复循环；另一类是真空箱固定不动，与胶带之间构成运动密封。荷兰制造的Pannevis型机和我国生产的GSP型机均属于前一类型。

由荷兰Pannevis机械厂在六十年代末创制的连续水平真空带式过滤机，是具有独特过滤结构的高效新颖过滤装置，由于高强度的聚脂合成纤维滤布在该机上的应用，既作过滤滤带，又作传送带，增长了使用寿命。

用于浸取离子型稀士矿的水平真空带式过滤机是参考荷兰Pannevis过滤机，结合离子型稀土矿的物理化学性质及稀土矿山现行浸矿工艺特点而设计的。

(一) 结构

水平真空带式过滤机由滤布、真空滤盘、机架、布料装置、压紧装置、真空切换阀、滤布导向装置、滤布张紧装置、驱动头轮等组成，此外，还有传功系统、自动排液箱、淋洗液分布器、空气压缩机及真空泵等配套设备。

(二) 工作原理

调速电机带动驱动头轮，滤布(滤带)随头轮前进，滤盘在气缸和真空作用下，由行程开关控制前进或返回。在真空行程时，真空切换阀切断大气，接通真空，滤盘内形成真空腔。由于真空作用，滤布紧贴在滤盘上同步前进。当滤盘碰到前进限位行程开关时，切换阀换向，瞬时切断真空，并接通大气，滤盘真空破坏。与此同时，气缸迅速将滤盘拉回到起始位置，而滤布照常前进。当滤盘碰到返回限位行程开关时，切换阀换向，切断大气，接通真空，开始下一真空行程。如此周而复始，实现连续操作。

三、 离子型稀土矿

七十年代首先在江西南部发现了花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿，近年来在江西南部的邻省地区也相继发现该类稀土矿床。但其储量规模、配分类型和品位等均不及江西。

(一) 离子型稀土矿性能特征

离子型稀土矿，稀土元素的赋存状态是多相的:即离子吸附相、单矿物相、类质同相和微固体分散相。而以离子相稀土为主，其占有率大致为75~95%。稀土以离子态吸附在高岭石、埃洛石、白云母、黑云母、水化黑云母和磁铁矿等矿物上。同时在粘土类矿物上也吸附着不定量的其它阳离子(主要有氢、钾、钠、钙、镁、铝、铁、锰和铅等离子)。因此，离子相稀土的含量既取决于含矿母岩的类型和所含易风化稀土矿物的量及其风化的程度，也取决于所含吸附稀土矿物的类型含量及其对稀土吸附的饱和程度。离子相稀土主要富集在粒度小的粘土类矿物中。

离子吸附型稀土矿与化合物形态的稀土矿截然不同。吸附在粘土类矿物上的离子态稀土具有类似于离子交换吸附反应的物理化学特征。离子型稀土具有稳定性和可交换性。在无离子的中性水中不溶解，也不被水解。但可与电解质中的阳离子发生交换反应，且反应是可逆的。在一定的条件下，离子型稀土可全部地被洗提下来。

(二) 离子型稀土矿提取工艺

根据离子型矿床和离子吸附态稀土的性能特征，首先研制成了食盐浸矿-草酸沉淀-灼烧-水洗-灼烧得到混合稀土氧化物的工艺。由于该工艺需进行二次灼烧，操作工序多且会降低稀土的收率；食盐的消耗量大，尾矿中吸有大量的食盐，影响生态环境。针对上述工艺存在的问题，八十年代初对工艺进行了改进研究，研制成功了硫酸铵浸矿—草酸沉淀—灼烧生成混合稀土氧化物的工艺。目前大部分的离子型稀土矿山均采用此工艺。不论是食盐浸矿工艺还是硫酸铵浸矿工艺，现行矿山生产中的浸矿部分都是采用碱池自然渗滤浸矿。

四、 水平真空带式过滤机浸取离子型稀土矿 (一) 池浸的问题

处理离子型稀土矿，采用碱池进行自然渗滤浸取(池浸)稀土，这种方法存在一些缺点:浸取周期长、处理能力小、劳动强度大、浸出率低、资源利用差且易烂池等，与离子型稀土矿原矿品位低、处理量大、粒度分布范围广等特点不相适应。采用水平真空带式过滤机浸取离子型稀土矿可以克服池浸生产存在的缺点。

(二) 带式过滤机浸矿

江西省科学院自八十年代初以来，较全面地研究了水平真空带式过滤机浸取离子型稀土矿的工艺和设备，工艺流程和浸矿设备不断得到改进。相继完成了0.36M²带式过滤机浸取稀土矿实验室试验，1M²带式过滤机浸取稀土矿矿山现场试验，以及10M²带式过滤机浸取稀土矿工业生产试验，并均已通过鉴定，目前己在离子型稀土矿山推广应用。

1.布料  采用三坡倒锥漏斗型料斗，由出料口闸门控制矿层厚度。该装置广泛用于胶带给料机上，计量准确，出料均匀，带速一定时，瞬时出料量稳定，累计出料与时间关系呈直线。

2.压紧  采用气动机械压紧，其行程由行程开关控制，压打频率由二位四通滑阀控制，压打力由调节气量的进气阀控制，可以自由调节压打频率、压打力及行程。

3.逆流浸矿  水平真空带式过滤机浸取离子型稀土矿，不但可用一段(单级)浸矿，也可用二段逆流或三段逆流浸矿。一段浸矿的特点是简单，影响因素少，易于控制。二段逆流或三段逆流浸矿的特点是液固比小，母液浓度高和硫酸铵耗量低。对于一段浸矿、二段逆流浸矿和三段逆流浸矿分别进行了试验，一段浸矿较简单，其工艺流程见图 2，带式过滤机二段逆流浸矿见图 3，带式过滤机三段逆流浸矿类似于二段逆流，只是将二次母液返回浸矿得三次母液。

4.水洗及干燥  经硫酸铵溶液浸矿后，矿物中大部分的离子相稀土被淋洗交换下来，进入溶液中(稀土母液), 由于真空作用稀土母液被抽入自动排液箱中，排入母液贮槽。矿物中还残存有少量的离子相稀土，须加水洗涤下来。水洗后让矿层充分抽干，以降低尾矿的含水量和稀土含量。

5.尾矿卸除和滤布再生  一般在头轮转动时尾矿会自动脱落。还可采用薄型刮刀，装在刀架上，可调整刀口和滤带之间隙，卸除尾矿。滤布在排料后离开头轮，进入配有喷水装置的清洗槽进行冲洗。

6.矿种适应性试验  共对不同地点的八种矿样进行了试验，结果表明，带式过滤机对多种离子型稀土矿均能适应。

7.含水量试验  原矿水分高低取决于气候状况和粘土含量。雨天，粘土含量高，原矿水分大。带式过滤机对原矿水分含量高达17%也能适应，对浸滤无多大影响，但母液浓度有所下降。含湿量上限受加料，压打限制，一般雨停几小时即可生产。

8.矿层厚度试验  带式过滤机浸矿采用薄层浸矿，但不可太薄，因矿层太薄，浸矿剂与矿石中离子相稀土交换作用不充分，浸出效果差。矿层太厚，则真空抽滤困难，浸取周期长，影响生产能力，必须针对不同的稀土矿，在适宜的矿层厚度范围内浸矿。

9.长期运行试验  10M²水平真空带式过滤机浸矿，长期连续运行471小时，总投矿量960吨。结果表明，带式过滤机主机运行正常平稳，结构合理，机械性能良好，工艺指标稳定可靠，试验重现性好。此外，还进行了硫酸铵用量，浸矿液固比，矿石压紧与不压，矿石予浸和滤布选择等试验。

带式过滤机浸取离子型稀土矿，给料、布料、压紧、逆流浸取、水洗、干燥、卸除尾矿和滤布清洗等多种功能，集中于一台设备完成，从而达到了简化工艺，提高效能之目的。适合于离子型稀土矿浸矿的水平真空带式过滤机，目前核工业部华东地勘局国营八五二厂已有定型产品生产。

五、 结语

1.带式过滤机结构合理，性能良好，运行平稳，适合于离子型稀土矿山连续机械化生产。

2.带式过滤机浸取离子型稀土矿，工艺先进，流程简短，操作方便，处理能力大。

3.带式过滤机浸取离子型稀土矿，对物料的适应性强，可对不同稀土矿种，不同含水量，不同粘土含量和不同稀土品位的稀土矿进行浸矿，浸出率高，资源利用好。

4.采用薄层浸矿，真空抽滤，缩短了浸取周期，减少了杂质含量，提高了生产能力。

5.能根据离子型稀土矿的特性，合理选择浸矿方法和流程，矿层厚度、滤带速度、压打频率和液固比等可灵活调节。可自由选择合适的操作条件，以达到最佳的技术经济指标。

6.可以进行二段或三段逆流浸矿，降低了浸矿液固比，提高了母液浓度，有利于后面工序的处理。

用带式过滤机浸取离子型稀土矿，浸取率大于90%，母液浓度大于1g/L，过滤强度大于200Kg/M²·hr。