[發明專利]離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法

有效

• 申請號: 201710162437.9
• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN106932555B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 洪本根;王觀石;胡世麗;龍平;羅嗣海
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;C22B3/04;C22B59/00
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所 36116
• 代理人: 曾上

本發明涉及離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法，適用于原地浸礦注液孔網參數設計。本發明包含7個步驟，分別為：(1)測試礦體的飽和體積含水率；(2)測試礦體的土?水特征曲線；(3)設定單孔注液影響邊界的飽和度，計算影響邊界的負壓水頭值；(4)計算單孔注液影響范圍內的平均滲透系數；(5)計算注液孔底所在平面上影響邊界與注液孔周的距離；(6)計算體積含水率隨徑向距離變化快慢的常數；(7)計算單孔注液的影響半徑。本發明在測試土性參數的基礎上，利用所建立的模型，可以計算出單孔注液的影響半徑，為原地浸礦注液孔網參數設計提供依據。

技術領域

本發明涉及離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法，適用于原地浸礦注液孔網參數設計。

背景技術

原地浸礦是提取離子型稀土資源的第三代工藝，該工藝通過注液孔向礦體注入浸礦劑溶液，使其與稀土離子發生交換反應，再向注液孔注入上清液，稀土離子進入上清液中形成浸出液，浸出液從收液工程流出，用沉淀劑沉淀浸出液中的稀土離子，實現資源回收的目的(見池汝安等所著書籍《稀土礦物加工》P303，北京科學出版社,2014,06.)。

對于整個原地浸礦工藝而言，注液孔網布置是其核心之一，在推廣原地浸礦工藝的10余年中，工程技術人員總結了一套布置注液孔的經驗做法：注液孔布置成菱形狀；注液孔深度一般為見礦0.5～1m，注液孔直徑一般為0.15～0.3m；對于坡度＜15°，注液孔間距和排距為1.0～2.0m×1.0～2.0m；對于坡度在15°～30°，注液孔間距和排距為1.5～3.0m×1.5～3.0m；對于坡度＞30°，注液孔間距和排距為2.5～3m×2.5～3m或不布置(見全國稀土標準化技術委員會(SAC/TC229)的《離子型稀土礦原地浸出開采技術規范》報批稿P9,2015,02.)。

網孔布置的合理與否將直接影響到稀土資源回收率，主要表現在三個方面：(1)注液孔間距布置過大，在注液強度一定的情況下，浸礦劑不能入滲到更遠的區域，容易造成浸礦盲區，降低稀土資源回收率；(2)注液孔間距布置過小，就會加大投入成本，同時也容易造成竄孔現象，一旦發生竄孔，進一步增加浸礦盲區范圍，降低資源回收率；(3)注液孔間距太小，容易造成注液強度偏大，進而容易發生滑坡，滑坡區域的資源也難以回收(見賴兆添等發表于《稀土》期刊的“采用原地浸礦工藝的風化殼淋積型稀土礦山三率問題的探討”2010,31(02):P86-88.和饒睿等發表于《稀土》期刊的“離子型稀土原地浸礦采場滑坡特征及防控試驗研究”.2016,37(06):P6-31)。

實際上，合理確定孔間距，不僅要考慮坡度，更應該考慮礦體的滲透性、注液強度和土水特性等方面的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法。

本發明的技術方案：一種離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法，包括以下步驟：

第一步：測試礦體的飽和體積含水率，

現場取樣測試礦體試樣的密度和質量含水量，采用關系式(1)計算礦體的飽和體積含水率；

關系式(1)：

關系式(1)中：θ_s為飽和體積含水率，d_s為礦體試樣顆粒相對密度，w為礦體試樣的質量含水量，ρ為礦體試樣的密度，ρ_w為水的密度；

第二步：測試礦體的土-水特征曲線，

采用現有技術測試礦體不同體積含水率對應的基質吸力，通過關系式(2)擬合測試數據，確定擬合參數；

關系式(2)：