[發明專利]一種確定離子型稀土浸礦過程源匯項的方法

有效

• 申請號: 201811397711.1
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109207722B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王觀石;龍平;胡世麗;彭陳亮;秦磊
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所 36116
• 代理人: 曾上

本發明涉及一種確定離子型稀土浸礦過程源匯項的方法，適用于離子型稀土礦浸礦過程的模擬和最優浸礦劑的濃度的確定。本發明包含四個步驟：(1)確定稀土礦樣的離子交換選擇系數；(2)確定稀土礦樣的稀土品位；(3)建立浸礦過程的源匯項模型；(4)確定源匯項模型中的參數。本發明結合對流?彌散方程，可以模擬離子型稀土浸礦過程，可以確定最優浸礦劑的濃度，為原地浸礦確定浸礦劑的濃度提供依據。當采用最優濃度為12.0g/L的硫酸銨溶液進行柱浸試驗，得到的稀土浸取率高達96.3％。

技術領域

本發明屬于原地浸礦領域，涉及一種確定離子型稀土浸礦過程源匯項的方法。

背景技術

南方離子型稀土富含中重稀土資源，中重稀土對高端科技產品的發展起著至關重要的作用。現階段主要以硫酸銨為浸礦劑，采用原地浸礦的工藝開采離子型稀土礦。原地浸礦的工藝為在礦區按孔間距為1.0m～2.0m布置注液孔網，根據探礦資料確定硫酸銨單耗，往注液孔內注入一定濃度的硫酸銨溶液，溶液中的銨根離子與吸附在稀土礦樣顆粒表面的稀土離子發生離子交換，解吸下來的稀土離子隨溶液流入收液工程，待硫酸銨溶液注完后，向注液孔內注入上清液，待母液中的稀土離子小于0.01g/L后，完成開采(參見期刊《巖土工程學報》中文章“離子型稀土原地浸礦注液孔周含水率分布的計算模型”，2018第5期)。影響離子型稀土礦開采的主要因素為注液孔網的布置、硫酸銨溶液濃度、硫酸銨用量和收液工程的布置，其中硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量是影響稀土浸取率的主要因素。

現在確定硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量主要采用兩種方式(見中國專利“離子型稀土原地浸礦的浸礦劑濃度計算方法”，申請號201810130892.5)，一種是根據前期開采的經驗，結合探礦資料，確定硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量，由于地質條件的復雜性，各個礦山的地質條件有明顯差異，通過經驗確定的硫酸銨濃度往往不在合理的濃度范圍內，若濃度過高，會使周邊水體的氨氮超標，造成環境污染，若濃度過低，稀土浸出不充分，造成資源浪費，而且增加浸礦周期；另一種是現場取樣進行室內柱浸試驗，根據室內柱浸試驗的結果為實際開采的硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量提供參考(參見期刊《科學技術與工程》中文章“浸礦劑濃度對稀土浸取效果的影響”，2015第28期)，由于實際礦山的地質條件復雜、稀土品位分布不均勻，室內柱浸試驗難以較為準確的模擬實際礦山的地質條件和品位分布，因而室內柱浸試驗的結果對準確確定實際浸礦過程的硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量的指導意義很有限。

建立合適的數學模型，通過探礦資料獲取實際礦山的水運動參數、溶質運移參數和稀土品位等的分布信息，采用數值計算的方法模擬浸礦過程是充分考慮實際礦山的地質條件和稀土品位分布，確定硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量最直接有效的方法。離子型稀土浸礦過程可以分為外部溶液的銨根離子交換吸附在稀土礦樣顆粒表面稀土離子的浸出過程和稀土離子與銨根離子隨溶液向下流動的運移過程，由此可見，離子型稀土浸礦過程實質是銨根離子和稀土離子在礦體內的溶質運移過程(浸出過程為源匯項，運移過程主要受對流和彌散的影響)，科學研究銨根離子和稀土離子在礦體內的溶質運移過程，建立相應的溶質運移模型、模擬浸礦過程，是從科學的角度確定硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量。關于離子在礦體內的運移過程，已經做了大量研究，運移的機理和模型已相對成熟，而浸出過程的研究很少，提出確定離子型稀土浸礦過程源匯項的方法對科學確定硫酸銨溶液的濃度和硫酸銨用量、綠色開采離子型稀土礦具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種確定離子型稀土浸礦過程源匯項的方法。

本發明的技術方案：

一種確定離子型稀土浸礦過程源匯項的方法，包括以下步驟：

第一步，確定稀土礦樣的離子交換選擇系數：