CN110479747B - 一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于稀土矿区土壤氨氮污染处理技术领域，公开了一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法及系统，保留或修复已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施；在高位池中注入清水，每隔3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度；再配制氯化钾溶液注入高位池；每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度；然后重新在高位池中注入清水；每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于10mg/L且氯化钾浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门。本发明充分利用原地浸矿工艺设施，采用水和离子交换溶液交替溶浸、挤出的方法可实现净化土壤氨氮污染的目的。
Description
技术领域
本发明属于稀土矿区土壤氨氮处理技术领域，尤其涉及一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法及系统。
背景技术
目前，针对离子型稀土矿床主要采用原地浸矿工艺采收其中稀土。原地浸矿工艺采收离子型稀土矿床中稀土的主要工艺流程为：首先在矿山山体地表往下挖掘出注液井和注液孔，在合适的地层钻出集液孔，再掘出收液巷道(集液沟)后，向注液井孔中注入含铵浸矿液(通常为硫酸铵溶液)，使浸矿液中的铵离子与吸附于矿区土壤中的稀土离子发生离子交换，交换后的铵离子残留于矿土中，而解吸后的稀土离子则进入浸出液，继续注入大量浸矿液，挤出已发生交换作用的稀土浸出液，使其进入集液系统后进行收集提炼。
由于硫酸铵等浸矿液中的铵离子对稀土离子的置换吸附以及硫酸铵浸矿液的渗流与渗漏，开采后的矿区土壤中残留大量氨氮，并不断累积。在雨水尤其是酸雨的作用下，矿土中的氨氮发生解吸溶出并随雨水淋滤迁移，给周边地表、地下水系等造成更严重的氨氮扩散性污染。离子型稀土矿床多年的开采使矿区土壤中残留了大量的氨氮，形成的淋滤液已对周边水系造成了严重的氨氮污染，而离子型稀土原矿每年仍以数千万吨的规模在开采，矿区及周边水系的氨氮污染仍将不断加剧，进而氨氮引起的水体富营养化、藻类大量繁殖(藻华)、水生动物死亡等问题仍将持续恶化；另水溶液中部分氨氮经硝化反应转变为硝态氮与亚硝态氮等致癌物质，还会严重威胁人类健康。因此，亟需对离子型稀土矿区土壤氨氮进行净化处理。
综上所述，现有技术存在的问题是：
目前尚无成熟的离子型稀土矿区土壤氨氮污染净化处理方法。经原地浸矿后，矿区土壤中残留的大量氨氮主要以两种形式存在：一种是以吸附的形式存在于矿区土壤粘土矿物中，另一种是由于浸矿时渗流、渗漏造成的残存含铵浸矿液，其以水溶液的形式存在于矿土水分中。对于上述两点，现有技术均不能有效解决。
解决上述技术问题的意义：
本发明在不另行开挖矿山山体破坏矿区生态环境的条件下，充分利用已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施，采用水和离子交换溶液交替溶浸、挤出的方法来实现对矿区土壤氨氮污染的净化，具有操作简单、处理成本低、效率高、效果好等优势，且可实现对矿区土壤氨氮污染的深度净化。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法及系统。
本发明是这样实现的，一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，包括以下步骤：
步骤一，保留或修复已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施。
步骤二，在高位池中注入清水。
步骤三，注液管网到各注液井的注液速度为1～10L/min进行注液。
步骤四，两天后，每隔3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于20～30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤五，配制0.001～0.02mol/L氯化钾溶液注入高位池。
步骤六，注液管网到各注液井的注液速度为1～10L/min注液。
步骤七，两天后，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于15～25mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤八，重新在高位池中注入清水。
步骤九，设定注液管网到各注液井的注液速度1～10L/min进行注液。
步骤十，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于10mg/L且氯化钾浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
进一步，步骤十运行结束后，还需进行：以水溶液形式将存在于废弃离子型稀土矿土壤中的氨氮进行去除。
本发明的另一目的在于提供一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除系统。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明充分利用原地浸矿工艺设施，采用水和离子交换溶液交替溶浸、挤出的方法可实现净化土壤氨氮污染的目的。
本发明经矿区土壤取样检测，土壤氨氮含量从净化处理前的平均845mg/Kg减低到平均23.7mg/Kg，矿区土壤氨氮综合去除率达97.2％。
附图说明
图1是本发明实施例提供的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
目前尚无成熟的离子型稀土矿区土壤氨氮污染净化处理方法。经原地浸矿后，矿区土壤中残留大量氨氮，其主要以两种形式存在：一种是以吸附的形式存在于矿区土壤粘土矿物中，另一种是由于浸矿时渗流、渗漏造成的残存含铵浸矿液，其以水溶液的形式存在于矿土水分中。对于上述两点，现有技术均不能对稀土矿区土壤氨氮进行有效处理，污染净化程度低。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
步骤一，保留或修复已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施。
步骤二，在高位池中注入清水。
步骤三，注液管网到各注液井的注液速度为1～10L/min进行注液。
步骤四，两天后，每隔3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于20～30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤五，配制0.001～0.02mol/L氯化钾溶液注入高位池。
步骤六，注液管网到各注液井的注液速度为1～10L/min注液。
步骤七，两天后，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于15～25mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤八，重新在高位池中注入清水。
步骤九，设定注液管网到各注液井的注液速度1～10L/min进行注液。
步骤十，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于10mg/L且氯化钾浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法包括以下步骤：
S101，保留(或修复)已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施。
S102，在高位池中注入清水(自来水、无污染地下水或清洁地表水)。
S103，注液管网到各注液井的注液速度控制在1～10L/min。
S104，两天后，每隔3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
S105，配制0.001～0.02mol/L氯化钾溶液注入高位池。
S106，注液管网到各注液井的注液速度控制在1～10L/min。
S107，两天后，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于25mg/L时关闭注液管网注液阀门。
S108，重新在高位池中注入清水。
S109，设定注液管网到各注液井的注液速度控制在1～10L/min。
S110，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于10mg/L且氯化钾浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤S110运行后，还需进行：以水溶液形式将存在于废弃离子型稀土矿土壤中的氨氮全部去除，对以吸附形式存在于矿区土壤中的氨氮去除率达90％以上。
实施例2
本发明实施例提供的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法包括以下步骤：
步骤一，保留或修复已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施。
步骤二，在高位池中注入清水。
步骤三，注液管网到各注液井的注液速度为1L/min进行注液。
步骤四，两天后，每隔3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于20mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤五，配制0.001mol/L氯化钾溶液注入高位池。
步骤六，注液管网到各注液井的注液速度为1～10L/min注液。
步骤七，两天后，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于15mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤八，重新在高位池中注入清水。
步骤九，设定注液管网到各注液井的注液速度1～10L/min进行注液。
步骤十，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于10mg/L且氯化钾浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
实施例3
本发明实施例提供的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法包括以下步骤：
步骤一，保留或修复已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施。
步骤二，在高位池中注入清水。
步骤三，注液管网到各注液井的注液速度为5L/min进行注液。
步骤四，两天后，每隔3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于25mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤五，配制0.001mol/L氯化钾溶液注入高位池。
步骤六，注液管网到各注液井的注液速度为5L/min注液。
步骤七，两天后，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于17.5mg/L时关闭注液管网注液阀门。
步骤八，重新在高位池中注入清水。
步骤九，设定注液管网到各注液井的注液速度5L/min进行注液。
步骤十，每6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度，当所测得渗滤液氨氮浓度小于10mg/L且氯化钾浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，所述原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法包括以下步骤：
步骤一，保留或修复已完成开采工作稀土矿的原地浸矿设施；
步骤二，在原设施高位池中注入清水；
步骤三，注液管网向各注液井进行注液；
步骤四，测量渗滤液氨氮浓度，小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门；
步骤五，配制氯化钾溶液注入高位池；
步骤六，注液管网向各注液井注液；
步骤七，测量渗滤液氨氮浓度，小于25mg/L时关闭注液管网注液阀门；
步骤八，重新在高位池中注入清水；
步骤九，设定注液管网到各注液井的注液速度；
步骤十，测量渗滤液氨氮浓度，小于10mg/L且氯化钾浓度小于30mg/L时关闭注液管网注液阀门；
步骤十运行结束后，还需进行：以水溶液形式将存在于废弃离子型稀土矿土壤中的氨氮进行去除。
2.如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，步骤三中，注液管网到各注液井的注液速度为1～10L/min。
3.如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，步骤四测量渗滤液氨氮浓度中，需两天后，每隔3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度。
4.如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，步骤五中，配制0.001～0.02mol/L氯化钾溶液注入高位池。
5.如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，步骤六中，注液管网到各注液井的注液速度为1～10L/min注液。
6.如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，步骤七测量渗滤液氨氮浓度中，需两天后，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度。
7.如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，步骤九中，注液管网到各注液井的注液速度1～10L/min。
8.如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法，其特征在于，步骤十中，每3～6小时到积液池入口测量渗滤液氨氮浓度。
9.一种如权利要求1所述的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除方法的原地浸矿稀土矿区土壤氨氮污染去除系统。
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