CN102392129B - 一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统 - Google Patents

一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102392129B
CN102392129B CN201110365057.8A CN201110365057A CN102392129B CN 102392129 B CN102392129 B CN 102392129B CN 201110365057 A CN201110365057 A CN 201110365057A CN 102392129 B CN102392129 B CN 102392129B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vacuum
ore
ore body
pipe
leachate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110365057.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102392129A (zh
Inventor
吴声
廖春生
王嵩龄
刘艳
程福祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHINA MINMETALS(BEIJING)RESEARCH INSTITUTE
Original Assignee
Minmetals (beijing) Rare Earth Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minmetals (beijing) Rare Earth Research Institute Co Ltd filed Critical Minmetals (beijing) Rare Earth Research Institute Co Ltd
Priority to CN201110365057.8A priority Critical patent/CN102392129B/zh
Publication of CN102392129A publication Critical patent/CN102392129A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102392129B publication Critical patent/CN102392129B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法,采用真空方式收集浸出液,在矿体与真空出液口间设置具有阻隔空气作用的多孔毛细导液层,在毛细作用传导的真空压力下由矿体向真空出液口传输浸出液。本发明还给出了实现该方法的系统。采用本发明的方法和系统,有利于提高真空出液面积和系统真空度并大幅度降低维持真空所需要的能耗,以降低矿层持水量,扩大控制范围,提高出液效率。

Description

一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统
技术领域
本发明属于湿法治金领域,涉及一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统。 
背景技术
我国南方离子吸附型矿富含中重稀土,具有较高的开采和应用价值,是世界上独一无二的中重稀土宝库。稀土矿随花岗岩的风化而以离子形式吸附于高岭土上,开采容易。 
目前,离子吸附型矿的浸出工艺主要有池浸、堆浸和原地浸矿三种工艺。池浸工艺是将矿土与浸矿剂在池中交换后弃去余土并回收溶液的方法。堆浸工艺是将矿土开采后堆积于不透水的平台上,将浸矿剂自堆顶淋洗,并于堆底收集浸出液的方法。池浸和堆浸工艺的稀土浸出率较高,浸矿剂消耗较少,但是这两种工艺需开挖大量表土,每吨稀土氧化物产生超过1200立方的尾沙,环境破坏和水土流失严重。 
原地浸矿工艺是我国稀土工作者自行开发的技术,在风化层底部基岩条件较好的矿山顶部开孔注入浸矿剂,在矿山底部适当位置收集浸出液。原地浸矿技术可以在不破坏植被的情况下,将高岭土层所吸附的大部分的稀土置换出来。但是该技术对矿山的不透水基岩条件有较高的要求,对于基岩条件不具备的矿山,部分浸矿剂将直接渗入矿山底部并进入地下水无法收集,造成稀土损失和对地下水的污染。目前,原地浸矿技术平均每吨稀土耗硫酸铵5-6T,而理论耗量在2.5T左右,即一倍以上的过量硫酸铵进入废水中被排放。 
目前南方离子吸附型矿一般采用硫酸铵、氯化铵、氯化钙等浸出剂,原地浸矿或堆浸后,采用碳酸氢铵沉淀得到碳酸稀土精矿,经灼烧后得到稀土氧化物精矿,中国专利申请94110881.3(公开号为CN1108700A,公开日为1995年9月20日)、94102455.5(公开号为CN1042142C,公开日 为1999年2月17日)、01125180.8(公开号为CN1401797A,公开日为2003年3月12日)等公开了相关技术。 
在实际操作过程中,原地浸矿技术具有较高的技术要求。注液不当导致矿层含水量高,易于引发山体滑坡等事故;浸矿剂侧向渗入土壤层会导致植被死亡;同时,目前工艺中为保证稀土收率,需注入大量的水进一步将矿层中较多的残余浸出液顶洗出来,从而增加了总的耗水量和排放量;更严重的是,对于基岩条件较差的矿山,矿层含液量高将导致大量浸出液渗入地下水,造成稀土损失和对地下水的污染。 
采用真空负压出液的方式,理论上可以降低矿层含液量,提高出液速度,更适用于基岩透水的矿山。中国专利申请89104757.3(公告号为CN1048564CA,公告日为1991年1月16日)公开了一种采取真空负压出液的离子型稀土矿原地浸取工艺,采取真空封底方法进行浸出液回收。但是,目前的真空出液系统设计均较简单,因此存在控制范围小、母液流失较多、效率不高等缺点,影响了其实际应用。 
提高真空出液效率的必要条件包括较高的真空度和较大的真空出液面积。但是,由于地质、水文、生物作用等造成离子吸附型稀土矿的矿体具有一定的不均匀性,在真空作用下,易于生成裂隙并进入大量空气,因而随着真空出液面积的增加,真空系统漏气问题将更为严重,采取简单真空出液系统难于在较大的真空出液面积下得到较高的真空度。 
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的是提供一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统。通过该方法实现的系统,能够在较大的真空出液面积下得到较高的真空度,以降低矿层持水量,扩大控制范围,提高出液效率。 
为达到以上目的,本发明采用的技术方案是:一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法,采用真空方式收集浸出液,在矿体与真空出液口间设置具有阻隔空气作用的多孔毛细导液层,在毛细作用传导的真空压力下由矿体向真空出液口传输浸出液。 
进一步,可以使用微孔陶瓷管作为多孔毛细导液层以传输浸出液。 
再进一步,所述的微孔陶瓷管的孔径为0.5~2微米。 
进一步,也可以在矿体与真空出液口间加注泥浆,并在真空作用下形成与矿体和出液系统紧密结合的多孔毛细导液层。 
再进一步,在矿体中开凿横井,并将外包滤布或滤网的多孔管置于横井内作为真空出液管,与真空出液管平行安装多孔管作为多孔注浆管,启动真空系统使真空出液管真空后,由多孔注浆管加注泥浆,直至加满横井,形成多孔毛细导液层。 
一种离子吸附型矿原地浸矿出液的系统,包括设置在矿体表面的注液井、设置在矿体底部的出液系统以及与出液系统连接的真空系统和气水分离器,所述的出液系统中设置有具有阻隔空气作用的多孔毛细导液层。 
进一步,可以使用微孔陶瓷管作为多孔毛细导液层。 
再进一步,所述的微孔陶瓷管的孔径为0.5~2微米。 
进一步,也可以在矿体与真空出液口之间加注泥浆,并在真空作用下形成与矿体和出液系统紧密结合的多孔毛细导液层。 
再进一步,在矿体中开凿横井,并将外包滤布的多孔管置于横井内作为真空出液管,与真空出液管平行安装多孔管作为多孔注浆管,启动真空系统,使真空出液管真空后,由多孔注浆管向横井内加注泥浆至满,形成多孔毛细导液层。 
本发明的有益效果是: 
第一、本发明在原地浸矿过程中,在矿体和真空出液口之间设置孔径为0.5-2μm的微孔介质层作为多孔毛细导液层,真空压力可通过毛细作用在多孔毛细导液层中进行传导,在上述孔径范围内,毛细管力可与外加真空压力(最大为0.1MPa)平衡,此时介质微孔中持有一定量的液体,仅允许液体通过,从而有效地避免空气进入真空系统,有利于提高真空出液面积和系统真空度,并大幅度降低维持真空度所需要的能耗。 
第二、采用本发明的方法,停止注入浸矿剂后,在真空毛细作用下,粘土层中浸矿剂的残余吸附量将显著低于无真空条件的残余吸附量,使得矿体中残余浸出液吸附量有较大幅度的降低,有利于提高浸出液的回收率,并可以较大幅度的减少浸矿剂、后续淋洗用水消耗量与废水排放量,大大降低成本。 
第三、由于本发明在矿体和真空出液口之间设有多孔毛细导液层,在真空毛细作用下,粘土层中液体开始流动的临界持液量降低,流速加快,有利于浸出过程的进行,矿层持液量降低还可有效地防止发生山体滑坡及溶液侧渗导致植被死亡等事故。 
附图说明
图1是实现本发明所述方法及系统的一种实施方式的系统结构图; 
图2是实现本发明所述方法及系统的另一种实施方式的系统结构图。 
附图标记: 
1矿体,2多孔毛细导液层,3真空出液管,4多孔注浆管,5气水分离器,6导液管,7真空系统,8出口,9注液井,10陶瓷微孔管 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。 
图1是实现本发明所述方法及系统的一种实施方式的系统结构图。如图1所示,在矿体1的下部开凿横井,在横井中设有外包滤布或滤网材料的真空出液管3以及与真空出液管3平行的多孔注浆管4,真空出液管3与气水分离器5的上部连接,并且与真空出液管3连接的导液管6和气水分离器5的下部连接,气水分离器5与真空系统7连接。在进行浸矿时,首先开启真空系统7,在真空出液管3达到合适的真空度时,向多孔注浆管4中注入泥浆,从而在横井中形成与矿体和真空出液管3均紧密结合的多孔毛细导液层2。向矿体1的注液井9中连续注入浸矿剂,由真空系统7 和气水分离器5保持系统的真空度,浸出液自真空出液管3的出口(即真空出液口)流入导液管6,由导液管6的出口8输出。操作时,可以在近矿体处和远矿体处设置近参考井与远参考井,根据二者的液位差调整相关工艺参数。 
图2是实现本发明所述方法及系统的另一种实施方式的系统结构图,如图2所示,在矿体1的下部开凿横井,在横井中埋设微孔陶瓷管10作为多孔毛细导液层,微孔陶瓷管10与气水分离器5的上部连接,气水分离器5与真空系统7连接。在进行浸矿时,首先向矿体1的注液井9中连续注入浸矿剂,开启真空系统7,由真空系统7和气水分离器5保持系统的真空度,浸出液自微孔陶瓷管10流入导液管6,由导液管6的出口8输出。 
实施例1 
实施例1用于说明采用本发明的方法进行原地浸矿出液的效率。 
如图1所示,模拟矿体基岩制备3×3m的底板,底板上开有渗水的小孔,根据矿体实际情况,将矿土堆积在模拟的基岩底板上,制成离子吸附型矿体模型。按照原地浸矿工艺在矿体模型表面安装注液管(相当于注液井9),然后在矿体模型底部开凿横井,在横井内设置外包200目滤网的硬质PVC多孔管作为真空出液管3以及与真空出液管3平行的PE管作为多孔注浆管4(管上每0.05米对开5mm的孔),真空出液管3外接气水分离器5,气水分离器5与真空系统7连接。开启真空系统7后,向多孔注浆管4内泵入泥浆,直到真空出液管3的真空度达到0.06MPa以上后开始自注液管9加入浸矿剂,浸出液自真空出液管3经导液管6引出到出口8输出。经10天试验,溶液平均回收率为95.2%。 
对比例1 
对比例1用于说明采用PE材质的真空出液管3以及未设多孔注浆管4时进行原地浸矿出液的效率。 
按照实施例1的方法制备相同规格的离子吸附型矿体模型。按照原地浸矿工艺在矿体模型上安装均为PE材质的注液管(相当于注液井9)和真 空出液管3,真空出液管3外接气水分离器5,气水分离器5与真空系统7连接。开启真空系统7,真空度最高仅可达到0.01MPa,自注液管加入2g/L硫酸铵溶液作为浸矿剂,浸出液自出口8输出。经10天试验,溶液平均回收率仅为80.2%。 
实施例2 
实施例2用于说明采用本发明的方法进行原地浸矿出液的效率。 
如图2所示,模拟矿体基岩制备1×1m的底板,底板上开有渗水的小孔,根据矿体实际情况,将矿土堆积在模拟的基岩底板上,制成离子吸附型矿体模型。按照原地浸矿工艺在矿体模型表面安装PE材质的注液管(相当于注液井9),并在矿体模型底部安装孔径为0.5~2μm的微孔陶瓷管10,将微孔陶瓷管10一端封闭,另一端接气水分离器5,气水分离器5与真空系统7连接。开启真空系统7,当微孔陶瓷管10的真空度达到0.09MPa后,向注液管中加入2g/L硫酸铵溶液作为浸矿剂,浸出液自微孔陶瓷管10中流出,经导液管6引到出口8输出。经10天试验,溶液平均回收率为98.3%。 
对比例2 
对比例2用于说明采用PE材质的多孔管代替实施例2中的微孔陶瓷管时进行原地浸矿出液的效率。 
按照实施例2的方法原地浸矿出液,所不同的是,用PE材质的多孔管代替微孔陶瓷管。经10天试验,溶液平均回收率仅为75.2%。 
本发明所述结构并不限于具体实施方式中所述的实施例,本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式,同样属于本发明的技术创新范围。 

Claims (2)

1.一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法,采用真空方式收集浸出液,其特征为,在矿体与真空出液口间设置具有阻隔空气作用的多孔毛细导液层,在毛细作用传导的真空压力下由矿体向真空出液口传输浸出液;通过在矿体与真空出液口间加注泥浆,并在真空作用下形成与矿体和出液系统紧密结合的多孔毛细导液层,多孔毛细导液层的形成方法是:
在矿体中开凿横井,并将外包滤布或滤网的多孔管置于横井内作为真空出液管,与真空出液管平行安装多孔管作为多孔注浆管,启动真空系统使真空出液管真空后,由多孔注浆管加注泥浆,直至加满横井,形成多孔毛细导液层。
2.一种离子吸附型矿原地浸矿出液的系统,包括设置在矿体(1)表面的注液井(9)、设置在矿体(1)底部的出液系统以及与出液系统连接的真空系统(7)和气水分离器(5),其特征在于,所述的出液系统中设置有具有阻隔空气作用的多孔毛细导液层(2);通过在矿体(1)与真空出液口之间加注泥浆,并在真空作用下形成与矿体(1)和出液系统紧密结合的多孔毛细导液层(2),多孔毛细导液层(2)的形成方式是:
在矿体(1)中开凿横井,并将外包滤布的多孔管(3)置于横井内作为真空出液管(3),与真空出液管(3)平行安装多孔管作为多孔注浆管(4),启动真空系统,使真空出液管(3)真空后,由多孔注浆管(4)向横井内加注泥浆至满,形成多孔毛细导液层(2)。
CN201110365057.8A 2011-11-17 2011-11-17 一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统 Active CN102392129B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110365057.8A CN102392129B (zh) 2011-11-17 2011-11-17 一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110365057.8A CN102392129B (zh) 2011-11-17 2011-11-17 一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102392129A CN102392129A (zh) 2012-03-28
CN102392129B true CN102392129B (zh) 2014-01-08

Family

ID=45859509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110365057.8A Active CN102392129B (zh) 2011-11-17 2011-11-17 一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102392129B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102747222A (zh) * 2012-07-20 2012-10-24 武汉工程大学 风化壳淋积型稀土矿原地浸取时防止山体滑坡的复合铵盐浸取剂
CN103555939A (zh) * 2013-11-15 2014-02-05 赣州有色冶金研究所 一种离子型稀土矿的浸矿方法与系统
CN106591606B (zh) * 2016-11-29 2018-11-06 中国矿业大学 一种旋喷模块式稀土采矿方法
CN108331525B (zh) * 2018-01-23 2019-01-22 徐州聚科机电设备有限公司 一种就地浸矿装置
CN108998663A (zh) * 2018-09-30 2018-12-14 许瑞高 一种用硫酸铝钾作浸矿剂浸取离子吸附型稀土工艺
CN109469472B (zh) * 2018-12-19 2020-12-11 四川共拓岩土科技股份有限公司 一种离子型稀土矿原地浸取开采方法
CN110066919B (zh) * 2019-04-25 2020-10-27 中国地质科学院矿产综合利用研究所 一种离子型稀土开采用真空抽提装置及方法
CN111944996B (zh) * 2020-07-10 2022-05-17 五矿(北京)稀土研究院有限公司 一种气封减渗的原地浸矿方法
CN112853124B (zh) * 2021-01-05 2022-05-24 江西离子型稀土工程技术研究有限公司 一种离子型稀土矿原地浸矿注液的工艺方法
CN114000859B (zh) * 2021-10-25 2022-11-08 紫金矿业集团股份有限公司 一种基于溶浸采矿法的采矿装置及采矿方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916301A1 (de) * 1978-04-25 1979-11-08 Wyoming Mineral Corp Verfahren zum auslaugen von wertvollen mineralien aus erzen
CN1048564A (zh) * 1989-07-06 1991-01-16 赣州有色冶金研究所 离子型稀土矿原地浸取工艺
US5221159A (en) * 1990-03-28 1993-06-22 Environmental Improvement Technologies, Inc. Subsurface contaminant remediation, biodegradation and extraction methods and apparatuses
CN1847615A (zh) * 2005-04-29 2006-10-18 林江颖 一种离子型稀土矿原山采矿方法
CN101915073A (zh) * 2010-08-03 2010-12-15 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 原地浸取注液工艺
CN101936166A (zh) * 2010-08-03 2011-01-05 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 具有导流孔的原地浸取引流收液工艺
CN201802363U (zh) * 2010-08-03 2011-04-20 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 原地浸取注液系统
CA2703276A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-05 Karnalyte Resources Inc. Method for improving ore extraction

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916301A1 (de) * 1978-04-25 1979-11-08 Wyoming Mineral Corp Verfahren zum auslaugen von wertvollen mineralien aus erzen
CN1048564A (zh) * 1989-07-06 1991-01-16 赣州有色冶金研究所 离子型稀土矿原地浸取工艺
US5221159A (en) * 1990-03-28 1993-06-22 Environmental Improvement Technologies, Inc. Subsurface contaminant remediation, biodegradation and extraction methods and apparatuses
US5277518A (en) * 1990-03-28 1994-01-11 Environmental Improvement Technologies, Inc. Contaminant remediation, biodegradation and removel methods and apparatus
CN1847615A (zh) * 2005-04-29 2006-10-18 林江颖 一种离子型稀土矿原山采矿方法
CA2703276A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-05 Karnalyte Resources Inc. Method for improving ore extraction
CN101915073A (zh) * 2010-08-03 2010-12-15 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 原地浸取注液工艺
CN101936166A (zh) * 2010-08-03 2011-01-05 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 具有导流孔的原地浸取引流收液工艺
CN201802363U (zh) * 2010-08-03 2011-04-20 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 原地浸取注液系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102392129A (zh) 2012-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102392129B (zh) 一种离子吸附型矿原地浸矿出液的方法和系统
CN108314106B (zh) 一种受dnapl污染的地下水原位修复方法
CN101915073B (zh) 原地浸取注液工艺
US11486232B2 (en) Method and device for exploiting natural gas hydrate from marine rock
CN106153395A (zh) 一种地下水集成采样装置
CN109469472A (zh) 一种离子型稀土矿原地浸取开采方法
CN102243146A (zh) 多层储水式柱型土壤渗漏水收集器
CN110055414A (zh) 一种离子型稀土的渗流控制原位开采方法
CN101906536B (zh) 具有副巷道的原地浸取引流收液工艺
CN102330424A (zh) 一种吹填软土的复式真空管井真空预压加固方法
CN102219335B (zh) 蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置
CN106702182B (zh) 一种稀土浸出液的回收系统
CN110479747A (zh) 一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法及系统
CN206095696U (zh) 一种地下水集成采样装置
CN106381405B (zh) 一种稀土矿山集液系统及方法
CN108266912A (zh) 一种利用浅层地热能的回灌系统及回灌方法
CN103215945B (zh) 非均质场地软土地基立体式组合动力排水固结系统和方法
CN102535491A (zh) 边坡地下水截流的埋入式透水板集水虹吸排水方法
CN108817050A (zh) 一种重金属污染土壤的工程-农艺原位修复方法和装置
CN112281883B (zh) 一种降水系统及其运行方法
CN205170944U (zh) 一种稀土矿原地浸矿辅助渗漏装置
CN105256132A (zh) 一种稀土矿原地浸矿辅助渗漏装置及其使用方法
CN110066919B (zh) 一种离子型稀土开采用真空抽提装置及方法
CN106640082B (zh) 一种提高稀土回收率的系统及应用其的稀土矿山集液系统
WO2023173569A1 (zh) 一种弱渗透土层边坡地下水灾害治理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room C0307, 3rd Floor, Science and Technology Complex Building, No. 7 Beinong Road, Huilongguan Town, Changping District, Beijing, 102206 (Changping Demonstration Park)

Patentee after: China Minmetals(beijing)research Institute

Country or region after: China

Address before: 100085 12D-1, B block 28, information road, Haidian District, Beijing.

Patentee before: CHINA MINMETALS (BEIJING) RESEARCH INSTITUTE OF RE Co.,Ltd.

Country or region before: China