JP2013535598A - その位置での溶脱のための第２チャンネルを有する液体ガイド及び回収方法 - Google Patents

Abstract

第２チャンネルを有する本発明の溶脱液回収方法は、１）多数の液体回収チャンネルを鉱体内に形成し、２）この液体回収チャンネルの両側に第２チャンネルを設け、主チャンネルと第２チャンネルによって、レアアースの豊富な溶液のための多チャンネルガイドと回収制御面を形成し、３）封じ壁の下部正面を、出口に設けたボール弁によって制御される導管によってチャンネル出口に接続し、４）測定及び生産プロセスにおいて圧力を交互に増、減せしめることによって多チャンネル溶液回収システムを液体回収計画制御面に形成し、５）非ミネラル液とレアアースの豊富な溶液の損失割り合を変えることによってレアアースリサイクル率を増大することより成る。本発明のプロセスによればレアアースを多く含む溶液のリサイクルを促進し、環境汚染を減少できる。

Description

本発明は採鉱の技術分野、特に、イオン吸収型レアアースを抽出するため鉱体をその位置で(in situ)溶脱するための液体回収方法に関するものである。

従来、イオン吸収型レアアースのためのその位置での溶脱及び液体回収技術には２つの種類があった。

液体回収技術の第１のものでは回収のため母液を閉塞するための人工の仮(false)の底を用いる。この技術では液体回収チャンネルと閉塞孔を用い、非漏出処理を施こした液体回収ネットワークを作るためセメントスラリを用い、人工母液回収システムを設定している。然しながら、このような母液回収システムには明確な幾つかの欠点がある。その第１は、閉塞孔の非漏出処理によって閉塞孔がしばしばふさがれ、閉塞孔の頂壁と上半分の側壁のための非漏出処理が不幸にもしばしば非通気性材料でなされ、従って母液の正しい回収を妨げ、母液の損失割合が増加することである。第２に、上記閉塞孔で母液の浸透を完全に阻止することができないことである。最後に、この母液回収システムでは非ミネラル液とレアアース母液の損失割合を効果的に減少できず、レアアース母液の回収が好ましくなく、レアアース回収率が減少し、レアアース回収率の改良が妨げられ、環境汚染をもたらすことである。

液体回収技術の第２のものでは人工の水封ベース板を作るため鉱物形成の少ないまたは廃地に水を注入して飽和せしめる液体回収技術である。人工水封ベース板の最も明白な欠点は、作成時間が過剰に長く、母液回収により長い時間を要し、母液濃度が低く、一方、人工水封ベース板を総べての地質構造のものに使用することはできず、山の側面スロープの安定度を十分に維持することは困難なことである。従って、人工水封ベース板を従来の採鉱に用いるのは稀である。

本発明の目的は、レアアースを抽出するための鉱体に達する第２チャンネルを有する液体回収方法を得るにあり、この方法によれば、レアアース回収率を高めるため、技術制御面の下の鉱物形成の少ない、または、廃地の含水量を増加し、鉱物形成の少ない、または廃地に浸透する非ミネラル液の比を増大し、一方、下方に浸透する母液の比を減少して非ミネラル液の大部分（８０％以上）を技術制御面を通して下方に浸透せしめることである。この方法によれば母液の損失割合を減少でき、レアアース母液の回収を促進でき、環境汚染を減少でき、レアアースの回収率を高めることができる。

本発明はレアアースを抽出するため鉱体をその位置で溶脱するための第２チャンネルを有する液体回収方法であって

１）鉱体内に多数の液体回収チャンネルを設け

２）この液体回収チャンネルの両側に第２チャンネルを設けることを特徴とする。圧力を交互に増減して液体回収チャンネルと、第２チャンネルと、チャンネル間の鉱地を含む多チャンネル母液排出及び液体回収技術ネットワークを形成し、多チャンネル母液排出及び液体回収技術ネットワークと鉱物形成の少ない、または、含水比の大きい廃地と協同して母液回収制御システムを作り、

３）遮断壁を液体回収チャンネルに沿って設け、遮断壁の前面下部を導管を介して液体回収チャンネルの出口に接続し、上記導管を上記出口におけるボール弁スイッチによって制御し、

４）圧力変化により、測定及び生産において鉱体の上側と技術制御ネットワークの下側間に圧力差の小さい区域を形成し、最終的に多チャンネル母液回収技術システムを形成し、

５）特定の液体回収条件の下で、遮断壁を作ることなく及びチャンネル底部に非漏出処理を施こすことなく第１液体チャンネルと第２液体チャンネルを単に形成することを特徴とする。

本発明においては、液体回収チャンネルを、単一の調査壁の位置の鉱体の質(grade)、鉱体の質の分布、水力学の原理に応じて位置せしめる。液体回収チャンネルの位置は以下の原理に応じて定める。

１）液体回収チャンネルの底が、鉱体の底より鉱体の厚さの０．０１５〜０．０２％上部の位置であり、

２）液体回収チャンネルが山の形に沿って配置され、

３）液体回収チャンネルが好ましくは良い質の鉱体を通して配置され、第２液体チャンネルが液体回収チャンネルの両側に配置され、第２液体チャンネルと液体回収チャンネルが協同して多チャンネル母液排出及び液体回収制御技術ネットワークを形成する。

複数の遮断壁を液体回収チャンネル内に設ける。これら遮断壁はチャンネルの外周に埋められた非通気性の壁であり、非ミネラル液体が流出するのを阻止し、技術制御面（または制御面）の下に非ミネラル液を浸透せしめる。チャンネルがつぶれるのを防ぐため上記遮断壁の前後に支持柱を設ける。ネットワーク内には液体回収チャンネルの出口方向に向って２０〜３０ｍの間隔で上記遮断壁を設け、最後の遮断壁が上記出口から１０ｍ離れるようにする。遮断壁は多数設ける。上記遮断壁はチャンネル支持柱の前後に互に隣接して配置し、遮断壁がつぶれないようにする。この遮断壁はチャンネルの周りのレンガの列によって作り得る。

上記遮断壁の前は非遮断材料で満たし、この遮断壁の下部を導管によって液体回収チャンネルの出口に接続する。チャンネルと導管のため十分な非遮断手段を作る必要がある。上記導管はその出口に設けたボール弁スイッチによって制御する。このボール弁スイッチは母液があるか否かを検出するために用いる。圧力の増減により上記鉱体の上側と技術制御面の下側間に圧力差のある区域を形成し、最終的に多数路母液回収制御技術システムを形成する。多数路母液回収制御技術システムと鉱物形成の少ないまたは含水比の大きい廃地が協同して母液回収制御システムを作る。出口に設けたボール弁スイッチによって制御された、遮断壁の下部前方に設けた導管の主な目的は、非ミネラル液の浸透と母液回収を制御することにある。上記非遮断材料はまき(fire wood)である。上記導管はプラスチックのコイルまたはＰＶＣパイプで作り得る。

１）上記技術制御面の下側にできるだけ非ミネラル液を加え(drive)、技術制御面を通して下側に母液が浸透するのを減少せしめ、２）チャンネル間の鉱地内の圧力を増、減して多チャンネル母液回収技術制御システムを形成するため、導管内に母液があるか否かを毎日チェックすることが必要である。母液が認められたときは、ボール弁スイッチを開き、多チャンネル液体回収チャンネルと鉱物形成の少ない、または、水で飽和された廃地が協同して母液回収システムを作るようにする。母液が無い場合にはボール弁を閉じる。非ミネラル液の特性に応じた柔軟な方法で、毎日の調査を例えば、１日１回とする。多数回の調査の後、多チャンネル母液回収制御ネットワークを最終的に形成し、この制御ネットワークと、その下側の水で飽和またはやや飽和された水封面が協同して高い圧力差を有する水封多チャンネル母液排出及び母液回収システムを形成するようにする。

好ましくは山の輪郭または外形に沿って２〜３本の１次液体回収チャンネルを主として配置し、できるだけ質の良い鉱体に挿通せしめる。このチャンネルは１〜２の少ない傾斜とし、非ミネラル液の浸透を容易ならしめる。特別な地質条件の下で、遮断壁を設けることなく水封ベース板を形成するためチャンネル内の鉱体に沿った技術制御面の下に多くの非ミネラル液を浸透せしめるため静圧グラウト(grouting)方法を用いるのが好ましい。

多くの液体回収チャンネルを１５〜２０ｍの間隔で平行に配置するのが好ましい。

上記液体回収チャンネルと第２チャンネル区域が共に台形であり、液体回収チャンネルの下底と上底の幅が上記第２チャンネルの幅の夫々１．４〜１．６倍であり、一方液体回収チャンネルの高さが第２チャンネルの高さの０．８〜１．０倍であることがより好ましい。

液体回収チャンネルは下底の幅が１．２ｍ、上底の幅が０．７ｍ、高さが１．７ｍの台形区域であり、第２チャンネルは下底の幅が０．８ｍ、上底の幅が０．４ｍ、高さが１．６〜１．７ｍである台形区域であることが好ましい。

上記第２チャンネルが５〜１０ｍの間隔で、また液体回収チャンネルに対して９０°の角度で液体回収チャンネルの両側に配置され、または、上記第２チャンネルが互に平行であることが好ましい。

特別な地質条件の下で、上記液体回収チャンネルと第２チャンネルの底には非漏出処理が施こされていないことが好ましい。

上記液体回収チャンネルと第２チャンネルの底には薄められたセメントスラリによる非漏出処理が施こされることがより好ましい。

液体回収チャンネル内に、これに隣接するチャンネル支持柱の前面でチャンネルの外周に並べたレンガによって遮断壁を作るのが好ましい。特別な地質条件の下では遮断壁を設けないことが好ましい。

上記遮断壁の前部はまきで満たし、下部は１．５”〜３”（内径５ｃｍ）のプラスチックコイルまたはＰＶＣパイプを介して出口に接続する。

測定と生産においてボール弁スイッチを多数回開、閉し、技術制御面の下側と鉱地の上側間に圧力差を形成し、鉱体の上側と技術制御面の下側間に圧力の上昇、減少によって圧力差のある区域を形成し、最終的に高圧力差のある水封された多チャンネル母液回収システムを形成する。

本発明においてはイオン吸収型レアアースのその位置での溶脱に際し、非ミネラル液を効果的に用いる。花崗岩風化(granite weathering crust)、または、火山性イオン吸収型レアアースには約１５％の水が含まれている。静圧溶脱におけるグラウト方法においては含有水（非ミネラル液）を初めに取りだす(drive out)。この方法により多くの非ミネラル液（約８０％以上）を鉱物形成の少ない及び廃地内に浸透せしめる。更に、他の操作により液体回収技術制御面の下側と鉱地の上側間の圧力差を増大せしめ、多チャンネル母液排出及び液体回収制御面を形成する。本発明によれば、鉱物形成の少ない、及び廃地の水分含有量を増加でき、レアアース母液が下方に浸透するのを妨げ、溶脱剤の消費を減少し、母液の損失割合を減少できる。本発明により形成された多チャンネル母液回収制御面によりレアアース母液回収率を向上でき、環境汚染を減少でき、レアアース資源回収率を１０％以上増加でき、即ちレアアース回収率が改良されることが理論的、実際的に証明されている。

液体回収チャンネルに第２チャンネルを連結した、本発明の液体回収チャンネルの平面図である。

本発明の実施例を図１に従って以下説明する。

鉱体の底より上記鉱体の厚さの０．０１５％〜０．０２％だけ高く、鉱体のレアアースグレード分布及び水理学原理に応じて、第１液体回収チャンネル１を山の外形または傾斜に沿って配置し、この液体回収チャンネル１が高いグレードの鉱体をできるだけ通して延びるようにする。これらチャンネル１は１〜２°緩やかに傾斜する。第２チャンネル８を５〜１０ｍの間隔で液体回収チャンネル１の両側に配置する。チャンネル１の底にはセメントスラリで非漏出処理を施こす。液体回収チャンネル１の両側壁に多数の支持柱７を設ける。液体回収チャンネル１を作成した後液体回収チャンネル１を幾つかのセグメントに分割するため２０〜３０ｍの間隔で支持柱７の近くに遮断壁３を作る。各遮断壁３の底を母液回収のためコイル状パイプまたはＰＶＣパイプ４によって出口に連結する。遮断壁３によって分離された液体回収チャンネル１の各セグメントには出口に連結された１つのコイル状パイプまたはＰＶＣパイプ４を設ける。遮断壁３の前面にあける（ボール弁６から側方に離間した）チャンネルに非遮断処理のため非遮断用のまきを満たす。ボール弁スイッチ６をコイル状パイプまたはＰＶＣパイプ４の出口に連結する。測定または生産においては、上記液体回収チャンネル１と第２チャンネル８によって形成された制御面に沿って非ミネラル液を下方に浸透せしめる。母液があるときのみ、液体回収システムを作動せしめる。圧力を釈放し、鉱体の上側と技術制御面の下側との間に高い圧力勾配を形成し、最終的には多チャンネル母液回収技術システムを形成せしめる。この多チャンネル母液回収技術システムと鉱物形成の少ないまたは水で飽和された廃地で協同して母液回収システムを形成する。

Claims (10)

1. １）鉱体内に多数の液体回収チャンネルを設け、２）この液体回収チャンネルの両側に第２チャンネルを設け、圧力を増減して上記液体回収チャンネルと、第２チャンネルと、チャンネル間の鉱地を含む多チャンネル母液排出及び回収技術ネットワークを最終的に形成し、３）遮断壁を液体回収チャンネル内に設け、遮断壁の下部を導管を介して液体回収チャンネル出口に接続し、上記導管を上記出口におけるボール弁スイッチによって制御し、４）圧力変化により、測定または生産において鉱体の上側と技術ネットワークの下側間に圧力差を形成し、最終的に多チャンネル母液回収技術システムを形成し、多チャンネル母液回収技術ネットワークと、鉱物形成の少ないまたは交換水含有比を有する（即ち、非ミネラル液で飽和された）廃地により共同して母液回収システムを形成し、５）特定の条件において、遮断壁を作ることなく及びまたはチャンネル底部に非漏出処理を施こすことなく上記液体回収チャンネルと第２チャンネルを単に形成することを特徴とする、レアアース抽出のため鉱体をその位置で溶脱する第２チャンネルを有する液体回収方法。
2. １）液体回収チャンネルの底が、鉱体の底より鉱体の厚さの０．０１５〜０．０２％上部の位置であり、
   ２）液体回収チャンネルが山の形に沿って配置され、及びまたは
   ３）液体回収チャンネルがレアアースの多い鉱体を通して配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
3. 上記液体回収チャンネルの傾斜が１〜２°であり、上記液体回収チャンネルが２０〜３０ｍの間隔で山の輪郭または傾斜に沿って配置されている２〜３本の平行チャンネルであることを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
4. 上記第２チャンネルが５〜１０ｍの間隔で、また液体回収チャンネルに対して９０°の角度で配置され、または、上記第２チャンネルが互に平行であることを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
5. 上記液体回収チャンネルの底に、薄められたセメントスラリによって非漏出処理が施こされていることを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
6. 上記液体回収チャンネルの両側に配置された第２チャンネルの底に薄められたセメントスラリによって非漏出処理が施こされていることを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
7. 上記遮断壁が、チャンネルの外周に埋められた非通気性の壁であり、この遮断壁の前部と後部がチャンネルのつぶれを防ぐ構成であることを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
8. 上記遮断壁の前部は非遮断材料で満たされ、上記遮断壁の下部における液体回収パイプがチャンネル出口に迄延び、非ミネラル液の浸透と母液回収を制御するためボール弁スイッチが用いられることを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
9. 鉱地の上側と技術制御ネットワークの下側間の圧力差を増、減せしめるため上記ボール弁スイッチを多くの回数開、閉操作し、最終的に高い圧力差を有する水封多チャンネル母液回収システムを形成することを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。
10. 上記液体回収チャンネルと第２チャンネル双方の区域が台形であり、液体回収チャンネルの下底と上底の幅が上記第２チャンネルの幅の１．４〜１．６倍であり、一方液体回収チャンネルの高さが上記第２チャンネルの高さの０．８〜１．０倍であることを特徴とする請求項１記載の液体回収方法。

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