CN106640082A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了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。所述提高稀土回收率的系统和稀土矿山集液系统包括沿风化层下部设置在集液巷道的上方的用于截留并分离非稀土浸出液的环山避水沟。通过上述系统能截留并分离非稀土浸出液，如雨水等，避免非稀土浸出液进入集液巷道中并与稀土浸出液混合。与现有技术相比，该操作提高了稀土浸出液浓度，降低了其中杂质含量，以及后续从稀土浸出液中分离稀土的难度，相应地，也有利于提高稀土回收率。
Description
技术领域
本发明属于稀土提取回收技术领域，具体涉及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，特别涉及一种提高全覆式离子吸附型稀土矿山稀土回收率的系统和应用其的稀土矿山集液系统。
背景技术
中国稀土量占世界稀土总量的80％，是我国重要的矿产资源和战略资源。其中南方的离子吸附型稀土矿床为风化壳型，其原岩多为含稀土的花岗岩和火山岩，山体的切割深度一般较小，潜水位一般较高，原岩风化形成高岭土、蒙脱石等粘土矿物，稀土矿物风化产生的稀土离子吸附在粘土矿物上而形成离子吸附型稀土矿。
上述离子吸附型稀土矿中的稀土资源较难回收，如何提高其中的稀土资源回收率已成为技术人员的难题，虽然技术人员开发了离子吸附型稀土原地浸矿工艺，并取得了一定的经济效益和环境效益，但在开采注液、收液过程中存在诸多盲区，导致收液率得不到提高。此外，南方雨水较多，露天开采过程中雨水、泉水、山水等其他非稀土浸出液容易混入其中，降低了稀土浸出液的浓度，增加了其中的杂质，导致其对稀土的浸出效果变差，随之也增加了稀土回收成本。
面对上述技术问题，现有技术中并无一个系统性的解决方法。现有技术中离子型稀土矿山的注液系统一般采用两种方法，一种是不设置引流管道，直接将注液水龙头与注液孔相对，注液时稀土浸出液直接注入注液孔中；另一种是采用管道和漏斗与注液水龙头对接，管道插入注液孔中一定距离，通过管道引流至稀土矿块内。利用上述注液方式得到的稀土浸出效率较低，且大量注入的稀土浸出液易导致稀土矿块内部结构松散，引发山体滑坡等风险；再者，现有的清污分流技术尚不够完善，只提供了裸脚式无巷道的矿块避水沟布置方式，即直接在导流孔上方布置一条避水沟，对避水沟的规模和参数并没有形成规范；另外，对于稀土矿块周边的溪流、水塘等易影响稀土浸出液浓度的因素，没有相应的解决方案。
通过上述分析得知：在开采离子吸附型稀土矿山，特别是全覆式离子吸附型稀土矿山时，稀土浸出液易受外界雨水、溪流等不利环境的影响，导致其浓度变低且杂质含量高，进而影响稀土回收率。
发明内容
为此，本发明所要解决的在开采离子吸附型稀土矿山，特别是全覆式离子吸附型稀土矿山时，稀土浸出液易受外界雨水、溪流等不利环境的影响，导致其浓度变低且杂质含量高，影响稀土回收率的缺陷，进而提高了一种稀土浸出液浓度较高、杂质含量少以及稀土回收率高的提高稀土回收率的系统及应用其的稀土矿山集液系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所提供的提高稀土回收率的系统，包括沿风化层下部设置在集液巷道的上方的用于截留并分离非稀土浸出液的环山避水沟。
优选地，还包括沿山脚设置在所述集液巷道靠山体外部一侧的排洪沟，用于阻止非稀土浸出液进入所述集液巷道。
优选地，还包括设置在注液孔中的注液支管，所述注液支管深入所述注液孔内部一端的管壁上设置有若干通孔。
优选地，所述集液巷道的两侧壁均设有上、下两排成W折线型分布的导流孔；上、下两排所述导流孔的排距为0.2m，所述导流孔间的孔距为0.2m，所述导流孔的孔倾角为5－7°。
优选地，所述环山避水沟的长度L根据当地的降雨量可得，计算方程如下：
L＝900ΨF(1+0.6lgP)/0.12t0.54；
其中，P-重现期(单位：a)；t-降水历时(min)；
Ψ-径流系数，其数值小于1；F-风化层面积(hm2)。
优选地，所述环山避水沟的宽度为0.4m－0.5m，高度为0.3m－0.4m。
优选地，所述导流孔孔深为所述集液巷道侧壁宽度的2/5－3/5。
优选地，所述注液支管插入至所述注液孔内1m-3m深。
优选地，所述环山避水沟尾部与所述排洪沟连通。
本发明还提供了一种稀土矿山集液系统，包括置于风化层和基岩之间的集液巷道、设置在风化层上方的注液孔；还包括权上述提高稀土回收率的系统。
与现有技术相比，本发明存在如下有益效果：
(1)本发明实施例所提供的提高稀土回收率的系统，包括沿风化层下部设置在集液巷道的上方的环山避水沟，通过设置该环山避水沟，能截留并分离非稀土浸出液，如雨水等，避免非稀土浸出液进入集液巷道中并与稀土浸出液混合。与现有技术相比，该操作提高了稀土浸出液浓度，降低了其中杂质含量，以及后续从稀土浸出液中分离稀土的难度，相应地，也有利于提高稀土回收率。
(2)本发明实施例所提供的提高稀土回收率的系统，在沿山脚设置在集液巷道靠山体外部一侧的排洪沟，通过排洪沟阻止了非稀土浸出液进入集液巷道，提高了稀土浸出液浓度，降低了其中杂质含量。再通过将环山避水沟尾部与排洪沟连通，使环山避水沟中的非稀土浸出液通过排洪沟排至远离山体的地方，避免影响稀土浸出液。
(3)本发明实施例所提供的提高稀土回收率的系统，在注液孔中设置注液支管，并在注液支管深入注液孔内部一端的管壁上设置有若干通孔，通过该设置，能使稀土浸取剂的浸润面更广，注液孔不容易坍塌和堵塞，能较好的引导稀土浸取剂浸泡至整个矿体，并在注液孔周围均匀分布，降低了山体滑坡的风险，同时，提高了稀土矿中稀土的浸出效率，提高了稀土的回收率。
(4)本发明实施例所提供的提高稀土回收率的系统，在集液巷道的两侧壁均设有上、下两排成W折线型分布的导流孔，上下两排导流孔的排距为0.2m，导流孔间的孔距为0.2m，孔倾角为5－7°，通过上述导流孔能快速截留稀土浸出液，并引导至集液巷道中，提高了稀土回收率。
(5)本发明实施例所提供的稀土矿山集液系统，在风化层和基岩之间的设置集液巷道，在风化层上方设置注液孔，并设置上述的提高稀土回收率的系统，在稀土矿山上建立清污分流系统，通过环山避水沟收集雨水等非稀土浸出液，通过排洪沟分割稀土矿山与溪流、水塘等，避免其影响稀土浸出液，同时环山避水沟收集的非稀土浸出液进入排洪沟，排至外界，实现了清污分流，减少环境污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中提高稀土回收率的系统和稀土矿山集液系统的工程布置图。
图2是本发明中提高稀土回收率的系统和稀土矿山集液系统的侧视图(从集液巷道口方向看)。
图3是本发明中集液巷道内部导流孔的布置图。
图4是本发明中环山避水沟的结构示意图。
图5是本发明中注液支管的结构示意图。
图6是本发明中注液支管在注液孔中的布置示意图。
附图标记：
1-腐殖层；2-风化层；3-半风化层；4-基岩；5-注液孔；6-集液巷道；7-排洪沟；8-环山避水沟；9-收液装置；10-导流孔；11-注液支管；12-注液阀门；13-注液漏斗；14-通孔；15-铁芒箕填充物。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
实施例1
本实施例提供了一种提高稀土回收率的系统，如图1和2所示，该系统包括沿风化层2下部设置在集液巷道6的上方的用于截留并分离非稀土浸出液的环山避水沟8。
上述系统中，通过设置环山避水沟8，能截留并分离非稀土浸出液，如雨水等，避免非稀土浸出液进入集液巷道6中并与稀土浸出液混合。与现有技术相比，该操作提高了稀土浸出液浓度，降低了其中杂质含量，以及后续从稀土浸出液中分离稀土的难度，相应地，也有利于提高稀土回收率。
为了进一步降低非稀土浸出液对稀土浸出液的影响，如图1和2，还设置了排洪沟7，其沿山脚设置在集液巷道6靠山体外部一侧，通过设置排洪沟7阻止了非稀土浸出液进入收液装置9和集液巷道6中。
进一步地，收液装置9为集液沟或集液池，收液装置9与集液巷道6连通以收集从集液巷道6中流出的稀土浸出液。
如图5和6，在注液孔5中还设置了注液支管11，该注液支管11深入注液孔5内部一端的管壁上设置有若干通孔。该通孔能使稀土浸取剂的浸润面更广，注液孔不容易坍塌和堵塞，能较好的引导稀土浸取剂浸泡至整个矿体，并在注液孔周围均匀分布，降低了山体滑坡的风险，同时，提高了稀土矿中稀土的浸出效率，提高了稀土的回收率。
优选地，注液支管11插入至注液孔5内1m-3m深(视腐殖层1厚度定)。
如图2和3所示，集液巷道6的两侧壁均设有上、下两排成W折线型分布的导流孔10；上、下两排导流孔10的排距为0.2m，导流孔10间的孔距为0.2m，导流孔的孔倾角为5－7°。通过设置上述导流孔能快速截留稀土浸出液，并引导至集液巷道中，提高了稀土回收率。
优选地，导流孔10孔深为集液巷道6侧壁宽度的2/5－3/5，导流孔10采用水泥沙浆进行防渗处理。导流孔10的形状具体可为圆柱状。
需要说明的一点是，集液巷道6具有一定高度，如可为1.5-2m，导流孔10孔距密集，且布置地点是集液巷道6内部。采用该导流孔10能充分拦截集液巷道6两侧稀土浸出液，并将引流至集液巷道6中。
进一步地，环山避水沟8的长度L根据当地的降雨量可得，计算方程如下：L＝900ΨF(1+0.6lgP)/0.12t0.54；其中，P-重现期(单位：a)；t-降水历时(min)；Ψ-径流系数，其数值小于1；F-风化层面积(hm2)。在本实施例中，环山避水沟8的长度L可根据稀土矿山近10年暴雨强度资料和开采矿块汇水面积，以及稀土矿山的山型地貌计算，如图4所示，环山避水沟8的宽度为0.4m－0.5m，高度为0.3m－0.4m。
进一步地，环山避水沟8的形状可以设置成倒梯形，下底长度为0.3m，上底长度为0.4m，环山避水沟8内壁采用挂网水泥沙浆做防渗处理。
进一步地，环山避水沟8可依据稀土矿山的山势，环绕山体且呈上升趋势设置，能及时方便地引流雨水等非稀土浸出液。
在上述技术方案的基础上，如图2所示，环山避水沟8尾部与排洪沟7连通，使环山避水沟中的非稀土浸出液通过排洪沟7排至远离山体的地方，避免影响稀土浸出液。
需要说明的一点是，排洪沟7的长度同样可以根据环山避水沟8的长度计算公式进行计算，设置的排洪沟7阻止了稀土矿山山脚下的雨水、泉水及其他水渗入或流入集液巷道6。
进一步地，如图6所示，注液支管11上口用注液漏斗13衔接，注液漏斗13上面设置注液阀门12，下口附近管壁钻孔，形成若干通孔14，注液孔5内填充有铁芒箕填充物15，通过铁芒箕填充物15能使稀土浸取剂更充分均匀地分散至稀土矿体中，减缓了稀土浸取剂对稀土矿体的冲刷，保护了矿体的稳定性，降低了滑坡的发生概率。
优选地，注液支管11分为插入腐殖层1中的第一部分和插入风化层2中的第二部分，第一部分的长度为1.5-2m，第二部分的长度为0.5-1.5m。通孔14设置于第二部分上。
优选地是，第二部分上最上端的通孔14刚穿过腐殖层1到达风化层2。
注液孔5和注液支管11的直径大小可根据需要进行设置，如注液孔5的直径为Φ0.18m，注液支管11的直径可为Φ0.025m。
上述提高稀土回收率的系统的工作原理大致如下：采用若干根PVC塑料材质的注液支管11插入注液孔5内，深度穿过腐殖层1即可，一般为2-3m，稀土浸取剂从各通孔14均匀地溢出，进入稀土矿体中，浸取其中的稀土，形成稀土浸出液，稀土浸出液通过导流孔10截留，进入集液巷道6中，回收利用。环山避水沟8和排洪沟7则用来收集非稀土浸出液，避免其进入集液巷道6中，环山避水沟8与排洪沟7连通，非稀土浸出液通过排洪沟7排至外界。
实施例2
本实施例提供了一种稀土矿山集液系统，如图1和2所示，包括置于风化层2和基岩4之间的集液巷道6、设置在风化层2上方的注液孔5；其还包括实施例1中的提高稀土回收率的系统。
通过上述稀土矿山集液系统，在稀土矿山上建立清污分流系统，通过环山避水沟8收集雨水等非稀土浸出液，通过排洪沟7分割稀土矿山与溪流、水塘等，避免其影响稀土浸出液，同时环山避水沟8收集的非稀土浸出液进入排洪沟7，排至外界，实现了清污分流，减少环境污染。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种提高稀土回收率的系统，其特征在于，包括沿风化层(2)下部设置在集液巷道(6)的上方的用于截留并分离非稀土浸出液的环山避水沟(8)。
2.根据权利要求1所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，还包括沿山脚设置在所述集液巷道(6)靠山体外部一侧的排洪沟(7)，用于阻止非稀土浸出液进入所述集液巷道(6)。
3.根据权利要求1所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，还包括设置在注液孔(5)中的注液支管(11)，所述注液支管(11)深入所述注液孔(5)内部一端的管壁上设置有若干通孔(14)。
4.根据权利要求1所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，所述集液巷道(6)的两侧壁均设有上、下两排成W折线型分布的导流孔(10)；上、下两排所述导流孔(10)的排距为0.2m，所述导流孔(10)间的孔距为0.2m，所述导流孔的孔倾角为5－7°。
5.根据权利要求1-4任一项所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，所述环山避水沟(8)的长度L根据当地的降雨量可得，计算方程如下：
L＝900ΨF(1+0.6lgP)/0.12t0.54；
其中，P-重现期(单位：a)；t-降水历时(min)；
Ψ-径流系数，其数值小于1；F-风化层面积(hm2)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，所述环山避水沟(8)的宽度为0.4m－0.5m，高度为0.3m－0.4m。
7.根据权利要求1-6任一项所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，所述导流孔(10)孔深为所述集液巷道(6)侧壁宽度的2/5－3/5。
8.根据权利要求1-7任一项所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，所述注液支管(11)插入至所述注液孔(5)内1m-3m深。
9.根据权利要求1-8任一项所述的提高稀土回收率的系统，其特征在于，所述环山避水沟(8)尾部与所述排洪沟(7)连通。
10.一种稀土矿山集液系统，包括置于风化层(2)和基岩(4)之间的集液巷道(6)、设置在风化层(2)上方的注液孔(5)；其特征在于，还包括权利要求1-9中任一项所述的提高稀土回收率的系统。
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