CN104573210B - 离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法 - Google Patents

Abstract

一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，首先根据原地浸析时的注液井分布来确定采样点，采集尾矿中不同部位和深度的矿样；按液固比4:1到10:1用水过800目筛；筛下物过滤，洗涤，并测定滤液和洗液中的稀土和铵含量；滤出的筛下采用pH2‑3的10%氯化钠溶液按液固比10:1分三次浸取，测定浸取液中的铵及稀土含量；根据测定数据和取样量，计算矿样中游离态和交换态铵和稀土的含量；绘制空间分布图并确定矿层结构和水渗透性，计算稀土回收率。该法可用于所有原地浸析尾矿的分析，确定离子吸附型矿床的结构和渗透性，计算稀土收率，为环境影响评价和后续原地浸析技术的设计提供依据。

Description

离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法

技术领域

本发明涉及一种通过测定离子吸附型稀土原地浸出尾矿中残留稀土和铵含量分布数据来确定矿层结构和水渗透特征并计算稀土回收率的方法，为制定原地浸析方案提供依据，属于稀土矿床和湿法冶金领域。

技术背景

离子吸附型稀土的原地浸出效率与矿床的结构和水渗透特征紧密相关。而在现行的原地浸析技术中还缺乏有针对性的工艺设计依据和方法，导致稀土浸出效率波动大，有的区域浸取过度，而有的地方浸取不足。浸取过度的直接结果是浸取剂利用效率低并容易产生滑坡，浸取不足是回收率低和脱尾严重的主要原因。为了防止浸取过度或不足的产生，需要事先确定矿床的结构和水渗透特征，进而确定出有针对性的浸取方案。

为了设计合理的原地浸析工艺，需要有详细的地质资料，这需要有详细的地质普查工作。而现行的地质普查的主要内容是在矿山的不同地点采集样品，然后混样，分样，测定其中的稀土含量。这些数据对于计算地质储量是有参考意义的。但并没有关于矿层结构和水渗透性的数据，因此，对于设计原地浸析工艺没有多少参考意义。所以，现行的已经实施的原地浸析采矿工程中，稀土的回收率仍然比较低，而且还没有一个比较有说服力的数据。

由于矿层结构的复杂性和不均匀性，如果没有详细的有关矿层结构和水渗透性的数据，要设计出能够适应该类矿床稀土提取的原地浸析工艺是十分困难的。一个直接的方法是对原矿的地质结构和水渗透性进行研究和测定。为此，我们曾提出了依据原矿中稀土含量的空间分布和稀土分异规律来确定矿层结构和水流方向的基本设想，并正在开展相应的研究工作，取得了一定的进展。但工作量大，离实际应用还有相当的距离。

发明内容

本发明目的是针对现有技术不足提供一种基于来对原地浸矿尾矿中的铵残留和稀土残留的分析数据来确定矿层结构和水渗透特征并计算稀土回收率的方法。

本发明的基本依据是尾矿中不同部位的黏土矿物样品中的游离和交换态稀土和铵的含量与其浸取过程浸取剂与黏土矿物的接触程度直接相关，而这种接触程度又与矿层结构差异导致的水渗透性相关。由于铵的稳定性问题，铵残留量还与停止注液后的时间和雨水量相关。因此，根据不同时期尾矿中不同部位黏土矿物样品中游离和交换态稀土和铵含量的测定结果及其空间分布特征，可以确定矿床的结构和水渗透特征并计算稀土回收率。

根据该类矿床的特点，我们可以把离子吸附型稀土的矿层界面分成表层区、全风化层、半风化层和基岩等结构性区域。这些区域由于矿层的致密性程度不同，其水渗透性表现出较大的差异。在全风化层内，其孔隙度较大，水渗透性好，是浸矿时浸矿剂溶液容易流经的区域。而对于半风化层，其致密度更高，缺乏孔孔隙，只有颗粒之间的接触界面，水的流动性不是很好，往往是流体滞流的区域。而在表层，则由于粘土矿物的比例更高，流体的流动性也不够好。而尾矿中硫酸铵或稀土在这些不同部位的残留量与该矿的矿层结构和各部位的水渗透性相关。例如：对于正在进行之中的原地浸取尾矿，稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，因此，稀土含量低和铵含量高的区域是水渗透性好的区域，也是容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量较高和铵含量低的区域是水渗透性不好的区域，也是容易产生滞留和浸取不足的区域；对于停止注液有较长时间的原地浸取尾矿，滞留区域内稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，而水渗透性好的过流区域的稀土残留量与铵残留量都低，也是容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量和铵含量都比较高的区域是水渗透性不好的区域，也是容易产生滞留和浸取不足的区域；而对于稀土含量较高和铵含量极低的区域，则是注液未曾达到的区域，属于浸矿盲区。

稀土回收率的计算以往主要是依据企业的产品量与确定的动用矿块内的稀土储量的比值来确定。而所述的动用矿块主要是注入了浸矿剂的区域。因此，一些企业便可以采取采富弃贫的做法只对品位高的区域进行浸取，而使其周边的大部分含稀土的区域的稀土未能纳入采矿范围而浪费。由于注入溶液的流经区域也不限于所选定的注液区域，可以向其周边扩展，而将未计入采矿范围的稀土提取出来，这将使计算出来的回收率超过100％。因此，我们认为，稀土回收率的计算应该以所采矿床稀土含量万分之二以上区域的稀土总量为基数，以企业生产的实际稀土产量为依据来计算；另外一个与工业浸取相关的指标是浸取率，它应该以浸矿剂流经区域的稀土含量下降值为依据来进行计算。浸取率与回收率之间的差异则可以反映原地浸矿的收液率。

在以往的几十年间，在龙南、信丰、安远、寻乌等地有不少的矿山采用了原地浸析工艺。但有关它们的提取效率还没有可信度高的数据，也没有相应的可信度高的测定和计算方法。而这些大量的稀土尾矿可供我们去分析和研究该类矿床的结构特点和水渗透特征，提出计算稀土回收率的一般方法，为后续原地浸析工艺的优化设计提供科学依据。不同地区的离子吸附型稀土矿床虽然有很大差别，但其风化剖面有类似性，因此，对于不同结构类型的风化剖面的水渗透性进行研究，确定矿层结构与水渗透性之间的关系，对于同类型矿床的开采具有普遍的指导意义，可以作为后续矿山原地浸析工艺设计的科学依据。

本发明提出的方法包括样品采集、样品加工、分析测试和数据分析等内容。在样品采集上，考虑到了矿床不同空间位置和原地浸析不同部位的代表性问题；在样品加工和分析上通过样品分级取样来保证分析结果的代表性和重现性要求，分别测定了游离状态和吸附状态的稀土和铵含量，便于从交换平衡的角度来分析问题。

本发明所述方法包括：

[1]根据原地浸析时的注液井位置和范围，确定采样点，采集该类矿床原地浸析尾矿中的不同部位和不同深度的矿样；

[2]用纯水对所取样品进行湿法筛分，液固比为4:1到10:1，所用筛子为100目和800目筛、筛下物连同水一起过滤，滤干后用适量纯水洗涤；

[3]收集滤液和洗涤水，测定其总体积和其中的稀土和铵浓度，用于计算游离铵和稀土的含量；铵的测定采用纳氏比色法，稀土含量测定采用偶氮砷III比色法，并用ICP-MS方法对比；

[4]收集的矿样风干后称重，计算各粒级组分的重量比；

[5]取筛下粘土矿物，采用pH2-3的10％左右的氯化钠溶液进行交换浸取，分三次浸取，每次浸取的液固比为10:1，离心分离后的上清液合并，采用上述相同的方法测定总体积和其中的铵含量及稀土含量；

[6]根据测定的数据和取样量，计算粘土矿物中游离态和交换态铵和稀土的含量；

[7]根据所测数据及其空间分布来确定矿层结构和水渗透性。

本发明所述矿层结构和水渗透性的确定方法依尾矿的不同而有所不同，具体方法是：

[1]对于进行中的原地浸取尾矿，稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，因此，稀土含量低和铵含量高的区域是水渗透性好的区域，也容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量较高和铵含量不高的区域是水渗透性不好的区域，也容易产生滞留和浸取不足的区域；

[2]对于停止注液有较长时间的原地浸取尾矿，滞留区域内稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，而过流区域的稀土残留量与铵残留量都低，因此，稀土和铵含量都低的区域是水渗透性好的区域，也容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量和铵含量都比较高的区域是水渗透性不好的区域，也容易产生滞留和浸取不足的区域；而对于稀土含量较高和铵含量极低的区域，则是注液未曾达到的区域，属于浸矿盲区。

本发明所述稀土回收率的计算方法，以该矿床稀土含量万分之二以上区域的稀土总量为基数，以企业生产的实际稀土产量为依据来计算；浸取率的计算是以浸矿剂流经区域的稀土含量下降值为依据来进行计算；浸取率与回收率之间的差异则可以反映原地浸矿的收液率。

采用本发明的基本方法，不仅可以确定各种类型的离子吸附型原地浸析尾矿中的矿层结构和不同区域的渗透性大小，指导后续类似矿山的离子吸附型稀土的原地浸析技术的工艺设计，而且还可以系统确定尾矿中残留稀土的多少及其分布，为从尾矿中进一步提取稀土提供直接的设计依据。具有非常广泛的应用前景。

附图说明

图1样品采集的一般方案；

图2样品加工和分析方案；

图3龙南某矿点原地浸析尾矿中的铵残留量分布示意图；

图4龙南某矿点原地浸析尾矿中的稀土残留量分布示意图；

图5粘土吸附氨氮量随平衡浓度的变化；

图6粘土吸附稀土量随平衡浓度的变化。

具体实施方式

实施例1

实际尾矿样品中铵氮含量测定结果

取4个干净的250mL锥形瓶，用电子天平分别称取10.0g新鲜土样，加入100mL纯水，进行水浸出；同样，用4个的锥形瓶中分别称取10.0g新鲜土样，加入100mL pH＝2的10％NaCl溶液，进行酸盐浸出；用保鲜膜密封锥形瓶，置于振荡机里振荡60min，然后取出把浑浊液倒入离心管中在12000r/min的转速下离心10min后取上清液，沉淀洗入锥形瓶中，上清液过滤后取滤液用于测吸光度。同样的方法洗多次，直到测出的吸光度值变化不大。

表1和表2分析结果说明浸取次数与浸出量的关系，以及平行样品之间的误差情况，水浸取和酸盐洗出铵氮量相对标准偏差第一次洗出时均较小，次数越多，相对标准偏差有增大趋势，水浸取和酸盐浸出三次土样基本平衡，其RSD值较小，有参考价值。

表1水浸取样品的分析结果(游离铵)

	一次	二次	三次	四次	五次	两次和	三次和	四次和	五次和
										样品1(ug/g)	49.942	22.910	13.778	7.724	7.237	72.852	86.630	94.354	101.591
样品2(ug/g)	49.739	22.985	12.723	10.925	10.192	72.724	85.447	96.372	106.564
										样品3(ug/g)	50.558	21.765	13.382	9.650	6.734	72.323	85.705	95.355	102.089
样品4(ug/g)	50.357	22.633	13.611	14.608	8.112	72.990	86.601	101.209	109.320
										AVERAGE	50.149	22.573	13.373	10.727	8.069	72.722	86.096	96.822	104.891
RSD	0.75	2.48	3.46	27.06	18.91	0.40	0.71	3.14	3.53

表2酸盐浸取样品的分析结果(总铵)

	一次振荡	二次振荡	三次振荡	二次和	三次和
						样品1(ug/g)	511.037	55.531	9.797	566.568	576.365
样品2(ug/g)	511.561	55.921	10.102	567.482	577.584
						样品3(ug/g)	510.782	59.688	7.566	570.47	578.036
样品4(ug/g)	514.002	49.596	8.319	563.598	571.917
						AVERAGE	511.846	55.184	8.946	567.030	575.976
RSD	0.288	7.557	13.473	0.499	0.485

实施例2

尾矿中稀土含量测定方法及其与铵残留量的相关性分析

稀土含量测定的浸取方法也与铵分析一样，同步进行。样品采集后进行湿法分级，并与水浸铵分析相结合。由于原始矿样的不均匀性以及稀土和铵主要吸附在细颗粒粘土的表面，所以，实际分析中采用800目下的矿样来展开。

表3为龙南某矿山距离注液井10米左右开挖矿井的不同深度矿样的铵量和稀土量的分析结果。可以看出：随着深度的增加，矿中铵量增加，稀土量降低。在3米以下的矿中铵氮含量急剧增加，而稀土量降低，证明它们之间有负相关。面上1-2米处稀土含量还比较高，铵氮量低。这些数据能够反映原地浸矿过程中稀土的浸取情况。利用不同位置测试结果，可以评价稀土回收率和尾矿的环境安全性。

表3龙南足洞矿原地浸矿外围矿井800目下尾矿中稀土离子和铵残留量

稀土	B-1-0	B-1-1	B-1-2	B-1-3	B-1-4	B-1-5	B-1-6
								轻umol/g	0.8089	0.5995	0.1464	0.05774	0.03296	0.03744	0.03468
重umol/g	5.2025	4.0399	0.9809	0.3922	0.1670	0.1967	0.1690
								总量umol/g	6.0121	4.6402	1.1280	0.4506	0.2007	0.2349	0.2044
氨氮umol/g	0.378	0.407	1.096	2.259	0.696	6.667	17.11

实施例3

龙南地区原地浸矿尾矿的分析结果

龙南足洞地区A区原地浸矿样品取自2013年11月。如图1所示，我们从山顶往下，分别在山顶、山腰上、山腰中和山腰下四个部位分别打井取样。其中山顶、山腰上和山腰中为注液洞区域，且山腰中为最低一排注液洞，而山腰下则在注液洞区域外面。采样井是从相邻两个注液洞之间的中点往下开挖的，每隔1米取样一个。

图2为样品采集后的样品加工与处理程序说明图。对于每一个样品，我们先湿法分级，分别测定，最后按颗粒级配和所测数据计算原样品中铵和稀土的权重值。图3，4为龙南原地浸矿尾矿中氨氮和稀土残留量分布图。

结果表明：铵和稀土残留量在空间的分布是不均匀的，且有一定规律。在注液洞区域、表土下全风化层中的氨氮浓度较低，而中心部位半风化层中的氨氮含量较高。导致这一不均匀分布的原因可以认为是两方面因素共同影响的结果。一是矿层分布的不均匀性，一般来讲，全风化层孔隙度好，渗透性好，这一区域往往是水流集中的区域。而半风化层的孔隙度差，渗透性也差。而且，从上往下，风化程度减小，所受的压力增大，因此，孔隙度降低，渗透性变差。在矿床中心区域可以认为是致密区，浸矿溶液不容易进来，即使进来了也不好出去，可以认为是浸矿溶液的滞留区，也即存在浸矿剂的滞流现象。由于矿床的不均匀性，而水溶液总是往阻力小的方向流动。所以，溶液进入矿体后的流动方向主要取决于矿层各方向或各区域的松紧程度。在全风化区域，矿层中的孔隙度大，水流阻力小，所以，很容易成为硫酸铵浸取的沟流或偏流区域，也即：注入的硫酸铵溶液大部分将在全风化层区域流动，所以，对该区域的稀土交换比较彻底，细颗粒的粘土也容易被流体冲刷而压实在侧面的表层区域，导致侧面和中心半风化层区域的稀土交换率偏低。二是残留铵的不稳定性，吸附在黏土矿物上的铵由于结合力不强，在水淋和浸泡下可以被浸出。所以在注液完成后停留的时间越长，水流越多越集中的区域，氨氮含量也会越低。所以在风化层区域的氨氮含量都很低，而中心区域的氨氮含量比较高。

表4中列出了吸附有铵的黏土矿物在用水浸泡时浸出液中铵量的分析结果，可以看出铵是可以被水浸淋出来的。这一结果还可以从图5和6中黏土矿物对铵和稀土的吸附等温线来对比说明。铵的吸附等温线接近于一线性关系，也就是说只要有固液两相接触，固相和液相中的铵含量比值是接近恒定的，只要固相中有铵，平衡时的液相中也必然有铵。因此，水可以不断地将铵浸出，尾矿中的铵是不稳定的。而稀土的等温线是一个非常优惠的等温线，在低浓度的稀土溶液中黏土矿物也能把稀土吸附上去，而且固相和液相中的稀土浓度比值相当大。所以，在单纯的水溶液中稀土是不容易被浸出的。

表4纯水振荡浸出氨氮数据

	1次	2次	3次	4次	5次	6次
							氨氮含量(ug/g)	15.51	7.94	6.91	6.92	5.14	5.42

基于上面的讨论，我们可以认为：在均匀注入铵盐浸矿剂的尾矿中，铵残留的分布可以直接反映矿层中液流的流动性大小。图3中所示的铵的不均匀分布实质上就反映了矿层的不均匀性。铵含量低的区域是水流容易通过的地方，因为在雨水浸淋下，铵被带出，水流量越大，铵残留越低。所以，在矿层中心区域是液体的滞留区域，而在矿层下1-3米的区域是液流的通畅区域，也是容易产生沟流的区域，因为水流进入矿层后的流动方向是液流阻力最小的方向。在全风化层，液流通畅，加入的浸矿剂很容易往这一区域通过，所以对该区域的稀土也交换的比较彻底，浸出率高。这可以从图4中稀土的空间分布数据得到证明。

稀土含量的分布特征也证明了在中心部位的矿层中有一定量的稀土残留，而在全风化层渗透性好的区域，稀土含量低。按全风化层原矿稀土品位千分之一来计算，该区域的稀土浸出率达到90％以上，而中心部位半风化层的稀土品位按万分之五计算，其浸出率在80％左右。

在注液洞外围的广大区域(山腰下)，氨氮含量低，稀土浓度较高，达到万分之五左右。其浸出率接近于零，也就是说该区域的稀土没有被浸出。按照离子吸附型稀土采矿率的定义：硫酸铵等浸取剂经过的矿物量与整个矿床量的比值为采矿率，那么，实际的采矿率为：(1-未注浸矿剂区域所占的比例)×100％。根据对一些原地浸矿矿山的观察，这种未开采区域(稀土品位在万分之二以上)所占的比例在30-50％之间，其稀土品位为全风化层中的40-50％。也就是说，离子吸附型稀土矿床的原地浸矿的采矿率在50-70％之间。

实施例4

安远地区原地浸矿尾矿的分析结果

表5是2013年在安远蔡坊乡某原地浸矿尾矿上注液洞外围所采掘的矿样的分析结果。尾矿中的铵残留量低，稀土含量较高，且随采样深度增加而减小。说明铵还没有到达该区域，大部分稀土没有被交换浸出。稀土含量从上到下呈下降趋势，说明稀土在上层富集。尤其是轻稀土铈在表层的富集度高。

表5安远尾矿(800目下)中稀土离子和铵残留量分析结果(2013年取样)

	AY-6-0	AY-6-2	AY-6-3	AY-6-4	AY-6-5
						La	0.12728	0.04915	0.04639	0.06942	0.12040
Ce	0.32411	0.03668	0.02759	0.07734	0.08690
						Pr	0.04137	0.01061	0.01219	0.02020	0.02186
Nd	0.15522	0.03882	0.04591	0.07449	0.07221
						Eu	0.00074	0.00033	0.00040	0.00055	0.00116
Sm	0.03680	0.00995	0.01857	0.01649	0.01171
						Gd	0.03076	0.01488	0.01798	0.02219	0.01866
Tb	0.00412	0.00314	0.00428	0.00364	0.00250
						Dy	0.02184	0.02242	0.03348	0.01978	0.01354
Ho	0.00435	0.00651	0.00955	0.00557	0.00453
						Er	0.01440	0.01972	0.03210	0.01373	0.01228
Tm	0.00225	0.00295	0.00487	0.00125	0.00183
						Yb	0.01343	0.02283	0.01675	0.00584	0.01187
Lu	0.00205	0.00373	0.00225	0.00094	0.00210
						Y	0.21762	0.75061	0.72068	0.65283	0.59236
Sc	0.00366	0.00768	0.00701	0.01573	0.02611
						轻稀土	0.68552	0.14554	0.15105	0.25849	0.31422
重稀土	0.31082	0.84679	0.84194	0.72577	0.65967
						轻umol/g	4.32737	0.50596	0.56265	0.3753	0.2856
重umol/g	1.96206	2.94386	3.13621	1.05373	0.59958
						总量umol/g	6.31256	3.47651	3.72496	1.45187	0.90891
氨氮umol/g	0.54222	0.19111	1.05611	0.40000	0.46611

矿样取自原地浸矿井外围的坡地，铵残留量小，稀土残留量高，且从上到下稀土残留量降低。说明铵未到达该区域。

实施例5

表6为2014年在安远蔡坊乡的另一个尾矿上所取样品的分析结果。有三个取样点都处于注液洞开挖的范围内。从结果来看：山顶样品中有铵残留，但不高。而稀土的残留量还比较高，而且从上到下呈增大趋势。3，4米深度的稀土含量在万分之七以上，基本上是处于该地区的原始品位范围。说明该区域的稀土没有被交换浸出，顶部的残留品位在万分之三左右，以底部的稀土品位为基数计算的浸出率在50-60％之间。到山腰部位，铵残留增大了许多，而稀土残留降低了。但表层的稀土含量还是比较高，品位在万分之一以上，一米以下区域的稀土品位则在十万分之五以下，可以认为是交换比较彻底的区域，浸出率在90％以上。再往下，到山坡部位，氨氮残留又下降了，所以稀土残留也增加了，在0-2米区域，稀土含量超过了万分之一，浸出率约80％左右。表7是该尾矿背部未开挖注液洞区域的氨氮和稀土残留量分析结果，在表层到3米之间的区域的氨氮量比山顶的要高，且随深度增加而降低，说明山顶注液后有一部分溶液向山背部渗透，致使表面的稀土在向下迁移，至3米处达到峰值，为千分之一以上，超过了安远该地区的稀土品位值。从3米开始往下，稀土品位呈下降趋势。这些结果表明：在注液洞的另一面坡上，有少量的铵迁入，并使稀土离子发生了迁移，但最终还是滞留在山上。根据上述分析结果可以看出，该浸矿点中稀土残留量大的区域是山顶的下面和山坡的上面，还有广大的未注液区域。山顶的下面往往是半风化层区域，液流不够通畅，属于液流的滞流区域。而在山坡地段，上层的外迁黏土比例高，水流不够通畅，但在其下面是风化好的矿层，渗透性好，所以铵和稀土残留也都比较低。

初步估算，注液区域占整个山头的比例在60％左右。而在这60％区域内的平均浸出率在70-80％之间。因此，以整个风化壳体积内计算的稀土浸出率在40％-50％之间，其收率可能会更低。据业主介绍，该矿点的产量是比较小。

表6安远蔡坊乡原地浸矿尾矿注液洞区域残留氨氮和稀土含量分析结果

山顶部位(浸矿液池旁5米)

样品号(井号-深度)	1-0	1-1	1-2	1-3	1-4
						筛分时析出铵总量ug/g	0.16	0.028	0	0	0.42
筛分时析出稀土总量ug/g	0	0	0	0	2.88
						筛分时溶液pH	5.14	5.38	5.45	5.44	5.21
水洗时析出铵总量ug/g	0.02	0.103	0.567	0.587	0.457
						水洗时析出稀土总量ug/g	0	0	0	0	0
NaCl交换出铵总量ug/g	4.724	4.747	4.668	4.217	6.724
						NaCl交换出稀土总量ug/g	296.84	327.98	402.3	794.11	736.41

山腰部位(注液区，离山顶井位40米)

样品号(井号-深度)	3-0	3-1	3-2	3-3	3-4
						筛分时析出铵总量ug/g	30.72	13.85	17.28	15.78	14.66
筛分时析出稀土总量ug/g	1.06	0	0	0.92	0
						筛分时溶液pH
水洗时析出铵总量ug/g	5.253	2.757	1.846	3.85	3.93
						水洗时析出稀土总量ug/g	2.835	2.585	1.943	1.5	0
NaCl交换出铵总量ug/g	15.425	26.525	21.623	33.23	43.4
						NaCl交换出稀土总量ug/g	127.84	35.195	40.855	17.32	24.03

山坡部位(注液区，离山顶井位80米)

样品号(井号-深度)	4-0	4-1	4-2	4-3	4-4
						筛分时析出铵总量ug/g	0.16	19.71	7.46	14.61	7.51
筛分时析出稀土总量ug/g	3.67	5.56	7.77	2.98	3
						筛分时溶液pH
水洗时析出铵总量ug/g	0.79	3.67	1.94	2.3	2.07
						水洗时析出稀土总量ug/g	0.47	0	0	0	0
NaCl交换出铵总量ug/g	2.99	10.87	5.74	14.61	9.79
						NaCl交换出稀土总量ug/g	109.6	135.8	118.1	46.01	34.11

表7安远蔡坊乡原地浸矿尾矿背部(离山顶10米)区域氨氮和稀土含量分析结果

样品号(井号-深度)	2-0	2-1	2-2	2-3	2-4	2-5	2-6	2-7
									筛分时析出铵总量ug/g	0	0	0	9.52	0	0	0.09	0.08
筛分时析出稀土总量	2.86	2.92	2.83	0.96	1.02	0	0.92	0
									筛分时溶液pH	5.23	5.34	5.34	5.34	5.52	5.53	6.03	5.54
水洗时析出铵总量ug/g	0.67	0.33	0.3	0.20	0.01	0.03	0.37	0.68
									水洗时析出稀土总量	0	0	0	0	0	0	0	1.84
NaCl交换出铵总量	7.91	8.7	5.61	3.74	3.70	2.94	1.26	1.79
									NaCl交换出稀土总量	358.	408.	502.	104	884.	571.	548.	455.

实施例7

寻乌地区原地浸矿尾矿的分析结果

寻乌原地浸矿尾矿取自2014年7月。该尾矿实际上是还在进行中的原地浸出现场。据介绍，该矿的浸出已接近尾声，已经完成了有80％以上的工作量。

所取样品仍然按照我们在龙南的做法，从山顶往下，分山顶、山腰上、山腰中和山腰下四个点掘井采样。由于矿层湿，取样深度不是太深。所取样品的氨氮和稀土残留量分析结果见表8。结果表明：该尾矿中的稀土还远没有浸取完全，在山顶和山腰上区域，随深度的增加，氨氮含量升高而稀土含量降低，证明它们之间有反比关系，是由于铵交换稀土的直接结果。山顶采样井表层的稀土含量最高，超过了千分之一，往下迅速下降。说明表层的渗透性差，而其下面的区域渗透性变好。山腰上的表层和1米处的稀土含量都超过了千分之一，再往下也急剧下降，与山顶的类似，也是表层的渗透性差，而其下面的区域渗透性好。而山腰中的铵残留量要低一些，且在表层最高，往下也急剧下降。稀土含量则相反，在表层的不算高，但也在万分之一以上。往下则迅速增大，到万分之五以上。证明该区域的渗透性变化与上面的有所不同，或是上面硫酸铵往下迁移的结果，导致其表层的铵含量高，被交换的稀土量也高。由于未取到4米以下的样品，未观察到下面的滞流区域，但从山腰中的结果来看，山腰上区域的注入液进入了山腰中的区域，说明在山腰上的下面区域存在着滞流区域，导致了液流的转向流动。

上述样品在筛分和水洗时水浸出的铵量也较多，但稀土量少。

山腰下的样品中的铵含量也比较高，该区域处于收液巷道的下面，是稀土含量并不高的区域。这一区域虽然没有开挖注液洞，但注入了铵，所以铵残留较高。在水筛和水洗时的铵浸出量也很高，也有一定量的稀土。说明这里的铵浸出液还没有脱离体系，处于浸出平衡状态。

由于矿床还处于开采之中，矿层中的残留稀土还比较高，所以其浸取率不高高，多数区域低于50％。外加山腰下的广大区域的稀土都还没有被浸出，所以，其采矿率和浸取率都不算高，还需要较长时间的浸取才能达到要求。

表8寻乌原地浸矿尾矿氨氮和稀土残留量分析结果

实施例8

稀土提取效率及相关参数的计算原则

为了计算原地浸矿的稀土浸出率，需要有原矿的可浸出稀土品位数据。对于已经开采而又没有稀土品位测定数据的尾矿，其原始品位只有按估计的品位来计算。例如在龙南足洞和富康地区，风化层区域的平均品位按千分之一计算，半风化层和外围区域的稀土品位按万分之五计算；而在安远蔡坊乡葛坳矿区，风化层区域的平均品位按万分之六计算，半风化层和外围区域的稀土品位按万分之三计算。采用这种方法，可以对以往所开采矿山的稀土提取效率进行简单的评估。由于缺乏原始测试数据，也没有实际的产品量数据。这种方法计算的稀土提取率实际上没有意义的。此时，我们更倾向于用稀土残留量来表达或计算。如果稀土残留量大于0.1g/kg，说明稀土的提取效率肯定低于90％。作为一个开采效率高的尾矿，其稀土残留量应该控制在0.05g/kg以下。

上述稀土残留量的分析数据是评价稀土开采效率的主要依据。

定义：

稀土回收率＝(生产企业的实际稀土产量÷稀土品位万分之二以上区域的稀土储量)×100％

稀土浸出率＝(1-尾矿中残留的稀土量÷稀土品位万分之二以上区域的储量)×100％

采矿率＝(浸矿剂经过区域的矿物量÷稀土品位万分之二以上的矿物总量)×100％

根据上述计算原则，现行稀土矿山原地浸矿的稀土浸出率一般在60-70％之间。其主要损失来源于采矿率低以及中心部位渗透性差导致的浸出率不高。

Claims (3)

1.一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，其特征是：

[1]根据原地浸析时的注液井位置和范围，确定采样点，采集原地浸析尾矿中的不同部位和不同深度的矿样；

[2]用纯水对所取样品进行湿法筛分，液固比为4:1到10:1，所用筛子为20目、100目和800目筛，筛下物连同水一起过滤，滤干后用适量纯水洗涤；

[3]收集滤液和洗涤水，测定其总体积和其中的稀土和铵浓度，用于计算游离铵和稀土的含量；铵的测定采用纳氏比色法，稀土含量测定采用偶氮砷III比色法，并用ICP-MS方法对比；

[4]收集的矿样风干后称重，计算各粒级组分的重量比；

[5]取筛下粘土矿物，采用pH2-3浓度10％的氯化钠溶液进行交换浸取，分三次浸取，每次浸取的液固比为10:1，离心分离后的上清液合并，采用上述相同的方法测定总体积和其中的铵含量及稀土含量；

[6]根据测定的数据和取样量，计算粘土矿物中游离态和交换态铵和稀土的含量；

[7]根据所测数据及其空间分布来确定矿层结构和水渗透性，并计算稀土回收率。

2.根据权利要求1所述的一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，其特征是：矿层结构和水渗透性的确定方法依尾矿的不同而有所不同，具体方法是：

[1]对于进行中的原地浸取尾矿，稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，因此，稀土含量低和铵含量高的区域是水渗透性好的区域，也容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量较高和铵含量不高的区域是水渗透性不好的区域，也容易产生滞留和浸取不足的区域；

[2]对于停止注液有较长时间的原地浸取尾矿，滞留区域内稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，而过流区域的稀土残留量与铵残留量都低； 因此，稀土和铵含量都低的区域是水渗透性好的区域，也容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量和铵含量都比较高的区域是水渗透性不好的区域，也容易产生滞留和浸取不足的区域；而对于稀土含量较高和铵含量极低的区域，则是注液未曾达到的区域，属于浸矿盲区。

3.根据权利要求1所述的一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，其特征是：稀土回收率的计算是以该矿床稀土含量万分之二以上区域的稀土总量为基数，以企业生产的实际稀土产量为依据来计算；浸取率的计算是以浸矿剂流经区域的稀土含量下降值为依据来进行计算；浸取率与回收率之间的差异则可以反映原地浸矿的收液率。