CN109182750B - 一种风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，包括如下步骤：对稀土矿开设注液井和导流孔，并设置集液池；然后在矿山脚下寻找不同高度的汇水面，并沿由高至低的方向，依次建立多级截流池，根据各级截流池收集得到的渗漏液中稀土含量的情况，分别将收集得到的渗漏液作为稀土浸出液或回收应用于调制浸取液。本发明首次提出在风化壳淋积型稀土矿原地浸出工艺的浸出液回收系统的基础上，进一步引入多级截流池，有效防止或减少含有稀土和铵盐浸取剂的浸出液渗漏，有效改善矿区地下水和地表水的氨氮废水污染，显著提高稀土的回收率，并减少浸取剂的消耗，具有显著的环境和经济效益。

Description

一种风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法。

背景技术

我国是风化壳淋积型稀土矿最早工业利用的国家，目前风化壳淋积型稀土矿的开发主要采用原地浸出工艺，该工艺不需挖矿，不破坏矿山的山形与山貌，不毁坏植被，不会造成水土流失，而且矿山地表的植被和生态恢复快，因此被认为是一种风化壳淋积型稀土矿的绿色回收工艺。原地浸出工艺将浸取液从山体表面的注液井注入，经过矿体内部扩散和渗透，使浸取剂与矿体相互作用，把稀土离子交换于溶液中，通过矿体底部的导流孔，将稀土浸出液导出和收集于集液池，再进行除杂、沉淀回收稀土。

在风化壳淋积型稀土矿的原地浸出过程中，难免存在浸出液的渗漏，有些矿山浸出液的渗漏量超过50％，严重影响矿山的经济效益。对于地质构造复杂、没有假底板且存在裂隙和节理沟的风化壳矿体在原地浸出过程中可能容易造成浸出液渗漏问题。对于有假底板和风化壳发育未深入地下水潜水面的矿山，绝大部分的渗漏是由于导流孔未达到的矿体内部而产生渗漏，主要有三种：(1)导流孔在假底板之上或导流孔未涉及到矿体，浸出液渗流直接穿过；(2)节理沟沟流穿过导流孔；(3)无假底板矿浸出液渗流。

对于一个年产约2000吨混合氧化稀土的风化壳淋积型稀土矿中型矿山，日回收混合氧化稀土约5吨，以旱季平均稀土浸出液稀土浓度(REO)0.5g/L、稀土母液中稀土回收率88％计算，日收集稀土浸出液1.14万立方米，浸出液回收通常在80-90％，注进的浸取液的量为1.27-1.43万立方米。这些浸出液含有稀土和浸取剂，以稀土浓度和浸取剂浓度分别为0.5g/L和1.46％计，每天渗漏损失的稀土和浸取剂分别为约600kg和18吨。按每吨稀土14万元和矿山每吨硫酸铵价格为800元计，每天多收稀土价值达8.4万元，可节省浸取剂消耗的费用约1.44万元，合计可达9.84万元，经济效益显著。因此，如果不对浸出液渗漏加以控制，不仅浪费宝贵的稀土资源和浸取剂，而且渗漏的浸出液直接污染地下水和地表水，污染了矿区的水资源，严重影响矿区人民的健康。

发明内容

本发明的主要目的在于针对风化壳淋积型稀土矿原地浸出浸出液渗漏污染环境并造成资源浪费等问题，提供一种风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，针对现有原地浸出体系，增设多级截流池，可有效解决。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：

一种风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，包括如下步骤：对稀土矿开设注液井和导流孔，并设置集液池；然后在矿山脚下寻找不同高度的汇水面，并沿由高至低的方向，依次建立多级截流池，根据各级截流池收集得到的渗漏液中稀土含量的情况，分别将收集得到的渗漏液作为稀土浸出液或回收应用于调制浸取液。

优选的，所述多级截流池包括一到三级截流池。

上述方案中，所述各级截流池的池面相对水平面设置60-70度的倾角。

上述方案中，所述各级截流池的池面呈扇形结构。

上述方案中，所述截流池的底部夯实，池底设置防水隔层。

上述方案中，所述多级截流池中，相邻的两级截流池之间的高度间隔为30～60米。

上述方案中，各级截流池收集所得渗漏液中，如果稀土浓度(REO)超过0.1g/L可直接输进集液池，与浸出液混合用于沉淀回收稀土；如果稀土浓度(REO)低于0.1g/L就输送至浸取剂的配液池，可用于下次原地浸出，残留的稀土会在下次回收稀土时一并回收，有利于进一步提升稀土回收率。

优选的，所述各级截流池周围设置防洪沟，防止雨后地表水进入截流池，保持截流池的稀土浓度。

风化壳淋积型稀土矿原地浸出，浸出液渗漏是不可避免；由于浸出液渗漏，最终都是沿着地下水的汇水方向汇集，因此寻找原地浸出矿山的汇水面，在汇水面建池截流，截流池通常就是一个露天坑，一般随汇水面的空间环境而设置。截流池的建设其它三面像一个扇型，保持倾角60-70度的自然状况，便于渗漏浸出液渗透流进，但要保证不塌，底层必须夯实，铺上一张厚质的塑料薄膜作为隔水材料布，从底部一直铺到下游的坝上，以保证不漏；为了更有效地截流浸出液的渗漏，可在汇水面的每隔30-60米建一个截流池，一般建2-3个截流池，可很好防止浸出液的泄漏损失。一般一级截流池的溶液可直接输进集液池，与浸出液混合用于沉淀回收稀土。三级截流池输进二级截流池，汇合后二级截流池直接输回浸取剂的配液池，残存的少量稀土留在浸取剂液中，再次原地浸出时回收。为了防止雨后地表水进入截流池，一定要设排洪沟，以保持截流池的稀土浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本发明首次提出在风化壳淋积型稀土矿原地浸出工艺的浸出液回收系统的基础上，进一步引入多级截流池，有效防止或减少含有稀土和铵盐浸取剂的浸出液渗漏，有效改善矿区地下水和地表水的氨氮废水污染，有利于生态环境的保护，具有显著的环境和社会效益。

2)本发明可根据各级截流池收集的渗漏液中稀土含量情况，回收利用，分别作为稀土浸出液或回收调配浸取液，在有效改善地下水污染等问题的前提下，可显著提高稀土的回收率，并减少浸取剂的消耗，具有显著的经济效益。

3)本发明涉及的浸出液渗出截流方法简单、操作方便，可有效提升稀土回收率、减少浸取剂消耗，并可有效改善地下水污染问题，具有重要的经济和环境效益。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

针对江西某风化壳淋积型稀土矿，矿床风化壳厚度约18米，矿床底部具有未风化基岩作为假底板，而且假底板在地下水潜水面之上，适合采用原地浸出来回收稀土，其原地浸出渗漏截流方法包括如下步骤：

在矿山底部山谷里，寻找浸出液渗漏的汇集处(汇水面)，构建一级截流池；截流池的池面呈扇形结构且相对水平面设置60度的倾角，底部需夯实以确保不垮塌，铺上一张厚质的塑料薄膜作为隔水材料布，从底部一直铺到下游的坝上，呈漏斗型，使渗漏浸出液渗进截流池；截流池靠山的一边和左右两边都开有防洪沟，引开降雨产生的地表水；在一级截流池下方间隔30米(高度)处，设置二级截流池，并顺序设置三级截流池，三级截流池与二级截流池的高度间隔为40米，结构与一级截流池相似，也开有防洪沟；然后进行原地浸取，在浸取时采用间歇式注液，注入约10000立方米的2％硫酸铵浸取剂液，开展原地浸出后，收集渗漏浸出液，收到稀土浸出液约8200立方米。

采用本实施例所述方法，除集液池收集得到的8200立方米稀土浸出液外，一级截流池收到约800立方米的渗漏浸出液，稀土浓度(REO)达到0.23g/L，硫酸铵浸取剂浓度为1.2％，直接输送到稀土浸出液的集液池回收稀土，可额外回收184公斤稀土和9.6吨硫酸铵；二级截流池收到渗漏液约600立方米，稀土浓度为0.08g/L，三级截流池收到渗漏液约500立方米，稀土浓度为0.02g/L，两个截流池的渗漏液汇合直接输送到浸取剂配液池，与稀土沉淀母液一起配制2％的浸取剂液用于再次浸出回收稀土。(注：整个工艺收液超过了注液量，表明有少量地下水进入了截留池。)

实施例2

针对广东某风化壳淋积型稀土矿，矿床风化壳厚度约15米，矿床底部具有未风化基岩作为假底板，而且假底板在地下水潜水面之上，因此适合采用原地浸出来回收稀土，其原地浸出渗漏截流方法包括如下步骤：

在矿山底部山谷里，寻找浸出液渗漏的汇集处(汇水面)，构建一级截流池；截流池的底部需夯实以确保不垮塌，铺上一张厚质的塑料薄膜作为隔水材料布，从底部一直铺到下游的坝上，其它三面呈扇型结构，且截流池的池面相对水平面保持向下倾角60度的自然状况，使渗漏浸出液渗进截流池；截流池靠山的一边和左右两边都开有防洪沟，引开降雨产生的地表水；在一级截流池下方间隔40米(高度)处，建立二级截流池，结构与一级截留池相似，也开有防洪沟；然后开展原地浸出，收集渗漏浸出液；在浸取时采用间歇式注液，注液约10000立方米的2％硫酸铵浸取剂液，收到浸出液约8600立方米。

采用本实施例所述方法，除集液池收集得到的8600立方米稀土浸出液外，一级截流池，收到约950立方米的渗漏浸出液，稀土浓度(REO)达到0.24g/L，硫酸铵浸取剂浓度为1.3％，直接输送到稀土浸出液的集液池回收稀土，多收228公斤稀土和12.4吨硫酸铵。二级截流池收到渗流液约500立方米，稀土浓度为0.06g/L，就直接输送到浸取剂配液池，与稀土沉淀母液一起配制2％的浸取剂液用于再次浸出回收稀土。

实施例3

针对中缅边界板瓦的某风化壳淋积型稀土矿矿床风化壳厚度约25米，矿床底部具有未风化基岩作为假底板，而且假底板在地下水潜水面之上，因此可用原地浸出工艺回收稀土，其原地浸出渗漏截流方法包括如下步骤：

在矿山底部山谷里，寻找浸出液渗漏的汇集处(汇水面)，构建一级截流池；截流池的底部需夯实以确保不垮塌，铺上一张厚质的塑料薄膜作为隔水材料布，从底部一直铺到小坝上其它三面呈扇型结构，且截流池的池面相对水平面保持向下倾角60度的自然状况，使渗漏浸出液渗进截流池；截流池靠山的一边和左右两边都开有防洪沟，引开地表水在一级截流池下方间隔30米(高度)处，建立二级截流池，结构与一级截流池相似，也开有防洪沟；然后开展原地浸出，收集渗漏浸出液；在浸取时采用间歇式注液，注液约8000立方米的2％氯化铵作浸取剂液，原地浸出后，收到浸出液约6600立方米。

采用本实施例所述方法，除集液池收集得到的6600立方米稀土浸出液外，一级截流池收到约760立方米的渗漏浸出液，稀土浓度(REO)达到0.21g/L，浸取剂浓度1.3％氯化铵，直接输送到稀土浸出液的集液池回收稀土，多收160公斤稀土和9.9吨氯化铵；二级截流池收到约600立方米，稀土浓度(REO)为0.07g/L，直接输送到浸取剂配液池，与稀土沉淀母液一起配制2％的浸取剂液用于再次浸出回收稀土。

综上所述，本发明所述浸出液渗出截流方法简单、操作方便，可有效提升稀土回收率、减少浸取剂消耗，并可有效改善地下水污染问题，具有重要的经济和环境效益。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。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。而因此所引申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内。

Claims (5)

1.一种风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，包括如下步骤：对稀土矿开设注液井和导流孔，并设置集液池；然后在矿山脚下寻找不同高度的汇水面，并沿由高至低的方向，依次建立一到三级截流池，相邻的两级截流池之间的高度间隔为30～60米；根据各级截流池收集得到的渗漏液中稀土含量的情况，分别将收集得到的渗漏液作为稀土浸出液或回收应用于调制浸取液；

所述矿山脚下为矿山底部山谷里。

2.根据权利要求1所述的风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，其特征在于，所述各级截流池的池面相对水平面设置60-70度的倾角。

3.根据权利要求1所述的风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，其特征在于，所述各级截流池呈扇形结构。

4.根据权利要求1所述的风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，其特征在于，所述截流池的底部夯实，池底设置防水隔层。

5.根据权利要求1所述的风化壳淋积型稀土矿原地浸出渗漏截流方法，其特征在于，所述多级截流池收集所得渗漏液中，稀土浓度超过0.1g/L时，将所得渗漏液直接输进集液池，与浸出液混合用于沉淀回收稀土；稀土浓度低于0.1g/L时，将所得渗漏液输送至浸取剂的配液池，用于下次原地浸出。