CN108374097B - 中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺领域，针对原地浸矿工艺在复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山应用中的不足，根据稀土矿山地形地貌及地质特征，提出的一种风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，以提高浸出液回收率，减少浸出液渗漏，增强原地浸矿工艺适用性。主要包括集液巷道、导流孔、切割拉槽及防渗处理四个工序：集液巷道布置于风化壳淋积型稀土矿矿体下方底板，平行山体走向；集液巷道两侧壁分别倾斜向上钻取两排导流孔，导流孔交错布置；导流孔两侧切割拉槽，拉槽和导流孔形成一人工截流底板，可截取流经区域90％以上的浸出液；拉槽槽下部和导流孔下半部圆弧灌浆防渗，集液巷道底面防渗处理。

Description

中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺

技术领域

本发明为中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，涉及溶浸采矿领域风化壳淋积型稀土原地浸矿工艺技术。

背景技术

风化壳淋积型稀土矿是一种赋存在花岗岩风化壳中，以“离子”态吸附在黏土矿物载体上的稀土矿，是世界稀缺、我国储量最大的稀土矿种，主要分布于我国南方地区。因其具有重要的工业应用价值，被视为我国的优势和战略资源。

风化壳淋积型稀土矿中离子吸附态的稀土矿物，可被电解质溶液中化学性质更为活泼的离子交换出来，进入溶液中形成含稀土离子的母液，这一特性成为了风化壳淋积型稀土矿提取的技术依据与工艺原理。风化壳淋积型稀土矿的开采提取先后经历了池浸、堆浸和原地浸三种工艺过程。因原地浸矿工艺在技术和环保上的主要优势，现广泛应用于各风化壳淋积型稀土矿山。

对于简单地质类型的风化壳淋积型稀土矿山（如：矿体下部基岩出露于基准侵蚀面以上，且矿体底部贴近下部基岩的裸脚式风化壳淋积型稀土矿；矿体下部基准侵蚀面以上不出露基岩，但矿体底部边界贴近地下水的的全覆式风化壳淋积型稀土矿），因其含有自然基岩底板或者地下水封闭，采用原地浸矿工艺，浸出液回收率可达95%以上，能取得很好的应用效果。

但对于较复杂地质类型的风化壳淋积型稀土矿山（如：矿体渗透性较差的全覆式风化壳淋积型稀土矿山和矿体底部远离下部基岩及渗透性较差的裸脚式风化壳淋积型稀土矿山），因矿体渗透性较差，采用导流收液浸出液回收率仅50%左右。复杂地质类型的风化壳淋积型稀土矿山（如：矿体渗透性很好的全覆式风化壳淋积型稀土矿山和矿体底部远离下部基岩及渗透性很好的裸脚式风化壳淋积型稀土矿山），因矿体渗透性很好，如矿体底板不做任何处理，浸出液回收率在30%以下。

较复杂和复杂地质类型的风化壳淋积型稀土矿储量约占风化壳淋积型稀土矿总储量的90%，沿用现有的原地浸矿工艺，不采取全面截流的处理方法，浸出液回收率低、渗漏严重，导致稀土资源的流失浪费以及环境的污染破坏。随着稀土资源的日益匮乏及生态环境的日益重视，粗放和僵化的资源开采方式是不可取的，因而有必要对原地浸矿工艺进行深入研究，提出一种技术经济上可行的浸出液全面截流技术，使得浸出液回收率达到90%以上，减少稀土资源的流失及其带来的环境污染。

发明内容

本发明针对原地浸矿工艺在复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山应用中的不足，根据稀土矿山地形地貌及地质特征，提出的一种风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，以提高浸出液回收率，减少浸出液渗漏，增强原地浸矿工艺适用性。

(1)针对复杂矿山。包括矿体底部侵蚀基准面上无未风化基岩出露的，基岩埋深不明的全覆式风化壳淋积型稀土矿山以及侵蚀基准面上有基岩但距矿体底部较远的裸脚式风化壳淋积型稀土矿山等。

(2)组合截流工艺。根据矿山的地形地貌及地质特征，通过集液巷道、导流孔、切割拉槽和防渗处理工序的组合，实现浸出液截流和资源高效回收。

(3)机械设备施工。导流孔和切割拉槽的实施均采用高压水枪，保证施工效率和质量。

(4)采用先进材料。拉槽槽下部、导流孔下半部圆弧以及集液巷道底面的防渗均采用新型材料。

本发明中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，适用于复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山，主要包括集液巷道、导流孔、切割拉槽及防渗处理四个工序。

具体通过如下方案实现：

(1)风化壳淋积型稀土矿矿体下方底板开挖集液巷道。巷道平行山体走向每隔16～18m并排布置。

(2)集液巷道两侧壁分别倾斜向上钻取两排导流孔。导流孔斜向上倾斜，倾斜角度3°，上下两排导流孔交错布置，孔距0.6m，排距0.3m。

(3)导流孔两侧切割拉槽。拉槽与水平面保持一定倾斜角度，拉槽与导流孔构成一人工截流底板，使浸出液流向指定区域，可截取流经区域90％以上的浸出液。

(4)截流底板防渗。拉槽槽下部和导流孔下半部圆弧灌注防渗浆液，集液巷道底面防渗处理。

(5)集液巷道支护。采用圆木顶部加小木条及杂草的支护方式，防止矿土塌落。

进一步，所述复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山包括矿体底部侵蚀基准面上无未风化基岩出露的、基岩埋深不明的全覆式风化壳淋积型稀土矿山；以及包括侵蚀基准面上有基岩但距矿体底部较远的裸脚式风化壳淋积型稀土矿山。

进一步，所述集液巷道并排布置，所述集液巷道断面类梯形，所述集液巷道底面呈内凹圆弧状，并由山体内部朝开口方向倾斜。

进一步，所述导流孔上下两排交错布置，上排导流孔位于下排两相邻导流孔孔心连线的中垂线上，所述导流孔断面类圆形，所述拉槽断面类矩形。

进一步，所述导流孔和拉槽均采用矿用高压水枪实施。

进一步，所述导流孔下半部圆弧和拉槽槽下部的防渗采用与岩土粘合性强的“堵漏王”材料。

进一步，所述的中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，其特征是：所述集液巷道底面的防渗采用兼具韧性和强度的“水泥毯”材料。

本发明有益效果：

(1)工序简单易实现。本发明工序简单，无需大面积开挖山体和大动作施工，工程量小，施工安全。

(2)浸出液回收率高。本发明可使浸出液回收率达到90％以上，大大提高稀土资源的综合回收利用率。

(3)设备和材料先进。本发明引进较为先进的施工设备和防渗材料，施工效率和质量提高。

(4)环保污染问题减少。本发明减少25％以上的浸出液渗漏，减少浸出液渗漏带来的环境问题。

(5)可行性和适用性强。本发明增强了原地浸矿在复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山的可行性和适用性。

附图说明

图1为截流工艺工程布置纵剖面图。

图2为截流工艺工程布置局部俯视图。

图中：1、表土层，2、矿体，3、集液巷道，4、导流孔，5、拉槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面对发明专利实例中的技术方案进行清楚，完整的描述。当然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

参见附图1-2，本发明针对复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山浸出液回收难问题，提出的一种浸出液截流工艺，该截流工艺主要包括：集液巷道3、导流孔4、切割拉槽5、防渗处理等四个工序。

集液巷道3布置于稀土矿矿体2下方底板，穿过表土层1，平行山体走向进入。巷道断面结构为类梯形，尺寸为顶面×底面×高＝1.2m×1.6m×1.8m。巷道底面呈圆弧状，并由山体内部朝开口方向以3°～5°角度倾斜。

集液巷道3开挖完成后，在巷道两侧壁倾斜向上钻取导流孔4。单侧壁面上下交错布置两排，孔径0.08～0.1m，孔深8～10m，向上倾斜角度3°～5°，孔间距为0.6m，排距为0.3m。

导流孔4形成后，在导流孔4两侧切割拉槽5。单边槽宽0.2～0.3m，槽厚0.01～0.03m，深度8～10m。相邻两拉槽覆盖导流孔孔间域，拉槽与导流孔共同构成一截流底板，使浸出液流入指定区域。

切割拉槽5完成后，在拉槽槽下部及导流孔下半部圆弧灌注“堵漏王”防渗浆液。使浆液均匀铺散在底面，浆液与底面岩土充分结合后形成致密层，起到防渗效果。

集液巷道底面防渗处理。根据底面结构采用“水泥毯”材料构筑防渗面，所形成的防渗面需超过巷道底面，出露于巷道两侧壁0.1m左右，以防浸出液从边缘流失。

采取圆木顶部加小木条及杂草的支护方式。圆木竖立在巷道两侧壁，圆木顶部支小木条，木条上盖杂草。

此发明应用于复制地质条件下风化壳淋积型稀土矿山，浸出液的回收率可达到90％以上，与现有工艺相比浸出液回收率提高25％以上。可很好的解决浸出液渗漏问题，减少环境污染。

以上对本发明的实施例进行描述，但本发明的适用范围并不仅局限于所具体描述的风化壳淋积型稀土矿山，所受保护范围也不仅局限于所具体描述的实施方式，基于本发明主要实施工序所做出的任何改进和润饰都应视为本发明保护范围内。

Claims (6)

1.中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，其特征：适用于复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山，主要包括集液巷道、导流孔、切割拉槽及防渗处理四个工序：

(a)集液巷道布置于风化壳淋积型稀土矿矿体下方底板，平行山体走向；

(b)集液巷道两侧壁分别倾斜向上钻取两排导流孔，所述导流孔上下两排交错布置，上排导流孔位于下排两相邻导流孔孔心连线的中垂线上，所述导流孔断面类圆形；

(c)导流孔两侧切割拉槽，拉槽和导流孔形成一人工截流底板，可截取流经区域90％以上的浸出液，所述拉槽断面类矩形；

(d)拉槽槽下部和导流孔下半部圆弧灌浆防渗，集液巷道底面防渗处理。

2.根据权利要求1所述的中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，其特征是：所述复杂地质条件下风化壳淋积型稀土矿山包括矿体底部侵蚀基准面上无未风化基岩出露的、基岩埋深不明的全覆式风化壳淋积型稀土矿山；以及包括侵蚀基准面上有基岩但距矿体底部较远的裸脚式风化壳淋积型稀土矿山。

3.根据权利要求1所述的中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，其特征是：所述集液巷道并排布置，所述集液巷道断面类梯形，所述集液巷道底面呈内凹圆弧状，并由山体内部朝开口方向倾斜。

4.根据权利要求1所述的中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，其特征是：所述导流孔和拉槽均采用矿用高压水枪实施。

5.根据权利要求1所述的中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，其特征是：所述导流孔下半部圆弧和拉槽槽下部的防渗采用与岩土粘合性强的“堵漏王”材料。

6.根据权利要求1所述的中国南方风化壳淋积型稀土矿浸出液截流工艺，其特征是：所述集液巷道底面的防渗采用兼具韧性和强度的“水泥毯”材料。

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