[發(fā)明專利]一種離子型稀土礦原地浸礦注液的工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110008539.1
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112853124B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建中;李華杰;劉毛球;王林生
• 申請（專利權(quán)）人: 江西離子型稀土工程技術(shù)研究有限公司
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/02;C22B3/04
• 代理公司: 北京知呱呱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

本發(fā)明公開了一種離子型稀土礦原地浸礦注液的工藝方法，該工藝方法包括如下步驟：S1.打孔：在離子型稀土礦體的側(cè)面間隔鉆出多個橫向注液孔，橫向注液孔橫向穿設(shè)于礦體中，或者，從礦體四周指向礦體中心；多個橫向注液孔在礦體高度方向上呈多層分布，位于同一層的多個橫向注液孔在水平方向相間隔分布；S2.插管：向每個橫向注液孔中插入硬質(zhì)長條物，然后沿著硬質(zhì)長條物向橫向注液孔中插入連接管；S3.注液浸礦：通過連接管向橫向注液孔中注入浸礦劑；S4.注水淋洗：通過連接管向橫向注液孔中注水。本發(fā)明工藝方法布置多層橫向注液孔、加壓調(diào)節(jié)流量并分層分段控制注液；避免浸礦劑形成徑流直接貫穿礦體；稀土浸出率達到96％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及稀土開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離子型稀土礦原地浸礦注液的工藝方法。

背景技術(shù)

離子型稀土是一獨特的礦種，是戰(zhàn)略物資，具有較高的經(jīng)濟價值。為保護環(huán)境，國家只允許原地浸礦的開采方式，這種開采方式是在礦體4上部打豎直孔注入浸礦劑，浸礦劑流經(jīng)礦土置換出稀土離子形成稀土浸出液，在礦體4底部收集含稀土的浸出液。其特點是不開挖山體、不破壞植被，屬于溶浸采礦范疇。

離子型稀土礦的稀土元素呈離子態(tài)分布在完全風(fēng)化的山體巖土中。稀土礦體4厚度從幾米至二十余米，少數(shù)也有幾十米的。礦體4上部是植被和無礦黏土層，無礦層厚度(即礦體4埋深)幾米至十余米，礦體4底部也是無礦黏土或基巖。開采方式采用原地浸礦工藝，工程布置及注液浸礦過程見圖5。說明如下：在山頂最高處建有高位池1，在山體6上部無礦區(qū)8豎直布置若干注液孔(井)30，注液孔(井)30深度達到礦體4即可；在車間配制好的浸礦劑泵入高位池1，高位池1與注液孔(井)30之間有注液軟管2，浸礦劑從高位池1源源不斷流入注液孔(井)30；注液孔(井)30中的浸礦劑在自然壓力作用下向下和周邊滲透至礦體4中，與賦存的稀土離子交換形成稀土浸出液；浸礦劑(含稀土浸出液)不斷向下和周邊滲透繼續(xù)置換出稀土離子；在礦體4底部無礦區(qū)8布置有截流收液工程7收集滲流下來的稀土浸出液，之后再送入下一步提純富集工序加工形成稀土初產(chǎn)品。從高位池1向注液孔(井)30連續(xù)灌注浸礦劑，使浸礦劑充分浸潤礦體4(陰影部分為已浸潤區(qū))，以保證稀土離子完全析出。注液孔(井)30直徑100-180mm左右，按1.5-2.0米的網(wǎng)度布置，覆蓋整個采場浸礦區(qū)域。見圖5。

稀土元素賦存在完全風(fēng)化的土壤中，多為全風(fēng)化花崗巖的高嶺土，礦土松散、疏密不均，其中還包裹未風(fēng)化或風(fēng)化不完全地質(zhì)構(gòu)造。現(xiàn)有的原地浸礦注液浸礦過程存在的問題是：浸礦劑從豎直注液孔(井)中滲出，浸潤周邊礦土并逐步趨于飽和，之后在浸礦劑液體重力作用下，不斷向下滲透，初始階段在注液孔下形成水滴形浸礦區(qū)域。理想的情況是隨浸礦劑的不斷滲入，浸礦區(qū)域不斷擴大，直至與相鄰注液孔滲出的浸礦劑交融，使礦土完全浸透，這樣才能充分置換出稀土離子。而實際情況是，隨著浸礦劑(包含稀土浸出液，下同)往下滲透，礦體4上部已被浸礦劑浸潤(見圖5中陰影區(qū))，礦體4中的黏土也逐步下沉，達到一定的深度時，黏土充填礦土空隙使?jié)B透速度減慢，滲透速度會低于注液速度，礦土含水(液)量趨于飽和，浸礦劑已集聚了一定的量，在重力作用下浸礦劑會從礦土較為稀疏的空隙優(yōu)先擴散，隨著流量增大，形成地下徑流(見圖5中地下徑流5)，浸礦劑通過徑流向下貫穿直接流入收液工程7。此時浸礦劑在礦體4中橫向擴散的能力減弱，這就使地下徑流5周邊的大片礦體4難以被浸礦劑浸潤(見圖5中礦體4無陰影區(qū)域)，稀土離子無法置換出；對于細粒黏土含量高的礦土，浸礦劑與黏土混合形成的泥漿不斷填充礦土的空隙，使其滲透性變得很差，除了產(chǎn)生地下徑流外，隨著浸礦劑逐步增加，黏土越積越多，直至黏土完全充填礦土的空隙形成地下圍堰，使礦體4浸泡在液體中。集聚的浸礦劑如果不能及時釋放，體量過大時就會沖破圍堰，引起山體崩塌(或滑坡)。這樣，不但不能回收稀土，還產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害。