[發明專利]一種離子吸附型礦原地浸礦出液的方法和系統

有效

• 申請號: 201110365057.8
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102392129A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 吳聲;廖春生;王嵩齡;劉艷;程福祥
• 申請（專利權）人: 五礦（北京）稀土研究院有限公司
• 主分類號: C22B3/04
• 分類號: C22B3/04;C22B3/02
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;王瑛

技術領域

本發明屬于濕法治金領域，涉及一種離子吸附型礦原地浸礦出液的方法和系統。

背景技術

我國南方離子吸附型礦富含中重稀土，具有較高的開采和應用價值，是世界上獨一無二的中重稀土寶庫。稀土礦隨花崗巖的風化而以離子形式吸附于高嶺土上，開采容易。

目前，離子吸附型礦的浸出工藝主要有池浸、堆浸和原地浸礦三種工藝。池浸工藝是將礦土與浸礦劑在池中交換后棄去余土并回收溶液的方法。堆浸工藝是將礦土開采后堆積于不透水的平臺上，將浸礦劑自堆頂淋洗，并于堆底收集浸出液的方法。池浸和堆浸工藝的稀土浸出率較高，浸礦劑消耗較少，但是這兩種工藝需開挖大量表土，每噸稀土氧化物產生超過1200立方的尾沙，環境破壞和水土流失嚴重。

原地浸礦工藝是我國稀土工作者自行開發的技術，在風化層底部基巖條件較好的礦山頂部開孔注入浸礦劑，在礦山底部適當位置收集浸出液。原地浸礦技術可以在不破壞植被的情況下，將高嶺土層所吸附的大部分的稀土置換出來。但是該技術對礦山的不透水基巖條件有較高的要求，對于基巖條件不具備的礦山，部分浸礦劑將直接滲入礦山底部并進入地下水無法收集，造成稀土損失和對地下水的污染。目前，原地浸礦技術平均每噸稀土耗硫酸銨5-6T，而理論耗量在2.5T左右，即一倍以上的過量硫酸銨進入廢水中被排放。

目前南方離子吸附型礦一般采用硫酸銨、氯化銨、氯化鈣等浸出劑，原地浸礦或堆浸后，采用碳酸氫銨沉淀得到碳酸稀土精礦，經灼燒后得到稀土氧化物精礦，中國專利申請94110881.3(公開號為CN1108700A，公開日為1995年9月20日)、94102455.5(公開號為CN1042142C，公開日為1999年2月17日)、01125180.8(公開號為CN1401797A，公開日為2003年3月12日)等公開了相關技術。

在實際操作過程中，原地浸礦技術具有較高的技術要求。注液不當導致礦層含水量高，易于引發山體滑坡等事故；浸礦劑側向滲入土壤層會導致植被死亡；同時，目前工藝中為保證稀土收率，需注入大量的水進一步將礦層中較多的殘余浸出液頂洗出來，從而增加了總的耗水量和排放量；更嚴重的是，對于基巖條件較差的礦山，礦層含液量高將導致大量浸出液滲入地下水，造成稀土損失和對地下水的污染。

采用真空負壓出液的方式，理論上可以降低礦層含液量，提高出液速度，更適用于基巖透水的礦山。中國專利申請89104757.3(公告號為CN1048564CA，公告日為1991年1月16日)公開了一種采取真空負壓出液的離子型稀土礦原地浸取工藝，采取真空封底方法進行浸出液回收。但是，目前的真空出液系統設計均較簡單，因此存在控制范圍小、母液流失較多、效率不高等缺點，影響了其實際應用。

提高真空出液效率的必要條件包括較高的真空度和較大的真空出液面積。但是，由于地質、水文、生物作用等造成離子吸附型稀土礦的礦體具有一定的不均勻性，在真空作用下，易于生成裂隙并進入大量空氣，因而隨著真空出液面積的增加，真空系統漏氣問題將更為嚴重，采取簡單真空出液系統難于在較大的真空出液面積下得到較高的真空度。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種離子吸附型礦原地浸礦出液的方法和系統。通過該方法實現的系統，能夠在較大的真空出液面積下得到較高的真空度，以降低礦層持水量，擴大控制范圍，提高出液效率。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案是：一種離子吸附型礦原地浸礦出液的方法，采用真空方式收集浸出液，在礦體與真空出液口間設置具有阻隔空氣作用的多孔毛細導液層，在毛細作用傳導的真空壓力下由礦體向真空出液口傳輸浸出液。

進一步，可以使用微孔陶瓷管作為多孔毛細導液層以傳輸浸出液。

再進一步，所述的微孔陶瓷管的孔徑為0.5～2微米。

進一步，也可以在礦體與真空出液口間加注泥漿，并在真空作用下形成與礦體和出液系統緊密結合的多孔毛細導液層。

再進一步，在礦體中開鑿橫井，并將外包濾布或濾網的多孔管置于橫井內作為真空出液管，與真空出液管平行安裝多孔管作為泥漿加注管，啟動真空系統使真空出液管真空后，由泥漿加注管加注泥漿，直至加滿橫井，形成多孔毛細導液層。

一種離子吸附型礦原地浸礦出液的系統，包括設置在礦體表面的注液井、設置在礦體底部的出液系統以及與出液系統連接的真空系統和氣水分離器，所述的出液系統中設置有具有阻隔空氣作用的多孔毛細導液層。

進一步，可以使用微孔陶瓷管作為多孔毛細導液層。

再進一步，所述的微孔陶瓷管的孔徑為0.5～2微米。