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1、离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺一、工艺概述我国稀土资源非常丰富，稀土元素总共包含有十五种元素，因为 在自然界 中含量稀少，但是应用又非常广泛，多称我工业上的味精， 稀土资源资源有 矿石类， 存在于独居石中， 另外近二十多年发现并开 采的离子吸附型稀土 矿。 本文研究的是离子吸附型稀土原地浸矿母液 回收工艺，其特点是，该工 艺包括以下步骤：确定稀土母液回收导流 孔工程控制面的导流孔施工的位 置， 并且在该位置形成陡坎； 形成沿 山体走向的一系列并列的导流孔， 并 且使得由所有导流孔组成的收液 工程控制面与矿体底部构成的空间曲面处于 同一位置或略低位置； 在 各导流孔的下部形成用于收集稀土母液
2、的集液明 沟； 在各导流孔的上 部形成用于预防非母液水汇入至集液明沟的避水沟； 以及避水沟与避 水沟排出管路连通； 集液明沟与集液明沟收集管路连通； 而在集液明 沟的最低端， 将收集的稀土原地浸矿母液引流至母液中转池。 可减少 施工排土量，大大缩短施工时间，增加施工的安全性，有效降低生产 成本，保护生态环境。二、工艺技术原理本文研究的是离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，属于原地 浸取开采 技术其基本原理是， 离子吸附型稀土经常赋存于花岗岩风化 壳或火山凝灰岩 中，不管风化壳有多厚，其下部一定是花岗岩岩基； 山体的切割深度一般较 小；潜水位一般较高 （离矿体底部距离较小 ）； 矿土的渗透性能一
3、般不会 太好， 且在生产过程中矿土渗透性和含水量 会产生有利于稀土浸出液回收的变化。 在根据现有技术的离子吸附型 稀土原地浸矿母液回收技术中， 通常 采用挖掘巷道的人工假底收液工 艺或自然收液法收液工艺。 例如，需要根据 矿体形状等因素设计集液 巷道，按照设计，由人工挖掘集液巷道并对巷道用 树木及板皮等进行 支护，再在巷道中实施其它收液工程， 例如实施稀土母液 收集的导流 孔 （一般用高压水枪实施 ），并实施相应的防止塌方和防渗技 术措施。 因此，其缺点是工期较长、费用较高、排放废土较多、管理较困 难， 容易产生片帮等安全隐患， 且在矿体底部的倾角较大时存在施工困难 等问题；再例如，需要在待采
4、山头的山脚挖掘明沟来收集稀土浸出液， 其操 作非常简单，但应用条件非常苛刻，更重要的是，该工艺的浸矿 效果差、尾 液 （即稀土母液浓度开始降低至 0.03g l 后的稀土母液 ）拖 延时间长、 极易产生山体滑坡、 极易残留大量稀土浸出液和稀土浸矿 剂，极易导致严重 的环境污染问题。三、工艺技术内容 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，是提供一种离子 吸附型 稀土原地浸取母液回收工艺，其施工简单、施工周期短、成本较低， 并可省去现有工艺所需的支护材料和防渗材料，可缩短施工时间、 提高安全 性、减少废土的排放、保护生态环境。提供了一种离子吸附 型稀土原地浸矿 母液回收工艺，其特征在于：该工艺包括以
5、下步骤： 确定稀土母液回收导流 孔工程控制面的导流孔施工的位置， 并且在该 位置实施人工陡坎； 形成沿 山体走向的一系列并列的导流孔， 并且使 得由所有导流孔组成的收液工程控 制面与矿体底部构成的空间曲面 处于同一位置或略低位置； 在各导流孔的下部形成用于收集稀土母液 的集液 明沟；在各导流孔的上部形成用于预防非母液水汇入集液 明沟的避水沟； 以 及避水沟与避水沟排出管路连通； 集液明沟与集液 明沟收集管路连通； 而 在集液明沟的最低端， 将收集的稀土原地浸矿 母液引流至母液中转池。 优 选地，确定稀土母液回收工程控制面的因 素包括矿土渗透性、 当地潜水位、 矿体底部与基岩之间距离以及矿块 生
6、产过程中各部位含水率的动态变化。 导 流孔使用液压钻机或高压水枪进行施工。人工陡坎的高度为30-100cm，导 流孔之间的距离为15-150cm。优选地，收集的稀土原地浸矿母液通过管道引流至母液中转池。 收集的非稀土母液水通过管路排出山体。优选地，所述导流孔 在不允许沿山 体走向的局部地段可偏离山体走向。 当矿体底部的倾角 较大时，设置两层或 多层沿山体走向的导流孔。 导流孔的倾角对应于 矿体底部的倾角。 导流孔 之间的相对位置与垂直导流孔方向的矿体剖 面的底部形状基本一致。根据离 子吸附型稀土原地浸矿母液回收工 艺，取消了由人工挖掘集液巷道的作业， 因此可大大减少施工过程中 废土的排放，换言
7、之，该工艺使废土排放量降到 了最低，防止了因挖 掘巷道排放的废土造成的水土流失； 根据本发明， 取 消了由人工挖掘 集液巷道及其相关的作业， 因此可大大缩短原地浸矿收液工 程的施工 时间；根据本发明， 去除了现有工艺对树木、 板皮等支护材料的 需求， 可减少或不使用现有工艺的防渗材料； 根据本发明，不需要实施巷 道， 避免了现有工艺在实施巷道过程中可能产生如片帮等安全隐患， 最大 限度的增加了施工安全，降低了生产成本，节约了能源，也降低了管 理难 度，工程施工质量较易保证。四、附图说明 图 1 为母液收集系统中垂直于导流孔方向的剖示图； 图 2 为母液收集系统中沿导流孔方向的剖示图。五、工艺技
8、术特点1. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特征是该工艺包括 以下步 骤：确定稀土母液回收导流孔工程控制面的导流孔施工的位 置，并且在该位 置形成陡坎； 形成沿山体走向的一系列并列的导流孔， 并且使得由所有导流 孔组成的收液工程控制面与矿体底部构成的空 间曲面处于同一位置或略低位 置； 在各导流孔的下部形成用于收集稀 土母液的集液明沟； 在各导流孔的 上部形成用于预防非母液水汇入至 集液明沟的避水沟； 避水沟与避水沟排出 管路连通； 集液明沟与集液 明沟收集管路连通； 而在集液明沟的最低端， 将收集的稀土原地浸矿 母液引流至母液中转池。2. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特点是确
9、定稀土母 液回收 工程控制面的导流孔施工的位置的因素包括矿土渗透性、 当地 潜水位、矿体 底部与基岩之间距离以及矿块生产过程中各部位 （主要 指收液工程附近矿 土 ）含水率的动态变化。3. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特点是导流孔使用 液压钻 机或高压水枪 （优选液压钻机 ） 进行施工，导流孔的直径 10-20cm。4. 离子吸附型稀土所述的原地浸矿母液回收工艺，其特点是陡坎的高度为30-100cm,导流孔之间的距离为15-150cm。5. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特点是收集的稀土 原地浸矿母液通过管道（ 优选 PVC 管）引流至母液中转池。6. 离子吸附型稀土原地浸矿
10、母液回收工艺，其特点是收集的非矿 母液水通过管路排出山体，集液明沟的宽度15-30cm，深度15-30cm；避水沟 的宽度 15-30cm,深度 15-30cm。7. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺所述的原地浸矿母液 回收工 艺， 其特征在于： 所述导流孔在不允许沿山体走向的局部地段 可偏离山体 走向。8. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特点是当矿体底部 的倾角 较大时，设置两层或多层沿山体走向 （也可偏离山体走向 ）的导 流孔。9. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特点是导流孔的倾 角对应 于矿体底部的倾角。10. 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其特点是导流孔之 间的
11、相对 位置与垂直导流孔方向的矿体剖面的底部形状基本一致。六、工艺技术应用方式在图 2中，附图标记 5 示出了粘土化层。 附图标记 6 示出了矿体。 附 图标记 7 示出了无矿带。 离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺提 供了一 种离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺，其根据矿土渗透 性、当地潜水 位、 矿体底部与基岩 8 之间距离、并考虑矿块生产过程 中各部位含水率的 动态变化等因素在山体表面 （山腰或山脚 ）选择适当 的位置，即确定稀土 母液回收工程控制面导流孔施工的位置； 根据选 取的位置，实施 30-100 公 分的人工陡坎 3，为下一步使用液压钻机 或高压水枪提供施工平面。 根据确 定的稀
12、土母液回收工程控制面导流 孔施工的位置，在完成的施工工作面上， 间隔 15-150 公分按设计的 导流孔方向及倾角，使用液压钻机或高压水枪 （在山体较小时使用较 方便 ）施工用于浸出液回收的导流孔，最终形成沿山 体走向方向的相 互平行的导流孔 1 组成的收液工程控制面， 并最终形成由 所有导流孔 1 组成的收液工程控制面，由所有导流孔组成的收液工程控制面 与矿 体底部构成的空间曲面相比， 处于同一位置或略低位置。 导流孔 1 沿 山体走向方向，如条件不允许，可设置垂直山体走向或其它方向 的导流孔 1。当矿体底部的倾角较大时，可设置两层或多层沿山体走 向 （条件不具备 时可垂直山体走向或其它方向
13、 ）的导流孔 1，但最终也 是形成由所有导流孔 1 组成的收液工程控制面， 其与矿体底部构成的 空间曲面处于同一位置或略 低于矿体底部构成的空间曲面。 根据实际 情况可在同一位置实施两排导流孔 1；导流孔 1 的倾角符合沿导流孔 方向所切矿体形成剖面的矿体底部的倾 角； 导流孔相对位置与垂直导 流孔方向的矿体剖面的矿体底部形状基本一 致。 一般情况下导流孔不 进行防渗处理， 但也可对其进行防渗处理。 为了 施工方便及更好地控 制导流孔的方向， 可沿确定的导流孔工程位置实施人工 陡坎 4（一般为 30-100 公分）。在导流孔 1 的下部通过实施明沟收集母 液， 即集液沟 2。 特别是，通过在导
14、流孔出口下部施工明沟连接各导流孔出 口以收集浸 取液，在适当位置通过管路将母液导入中转池；也就是说，根据 已经 完成的导流孔位置，在其下部 （紧贴导流孔出口处 ）实施明沟，用于 收 集由导流孔流出的稀土浸取液；在明沟的最低端，用 PVC 管或其他管 道 将收集的稀土浸取液 （母液）引流至母液中转池；为防止山体表面非 母液水 （如雨水等 ）汇入母液收集明沟，在导流孔的上部适当位置实施 明沟，收集 山体表面非母液水并通过 PVC 管或其他管道排出。 在导流孔上部实施明沟 （避水沟 4），即排水沟，以预防非母液水 （如自 然降水等 ）汇入母液收 集沟 2。特别是，在导流孔出口上部适当位置采 用明沟方
15、式建立山体避水系 统， 防止自然降水汇入稀土母液； 避水沟 4 与避水沟排出管路连通；而集 液沟 2与集液沟收集管路连通。在离 子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺的 技术方案中， 如果矿体底部的 倾角较大或矿体底部变化较大， 按以上方案 实施有困难或可能造成资 源浪费， 则可对不同区域实施不同层位的导流孔， 其最终目标是形成 由所有导流孔组成的收液工程控制面， 其与矿体底部构成 的空间曲面 处于同一位置或略低位置。在本离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺的技术方案中的适当 位置是 指根据矿土渗透性、当地潜水位、矿体底部与基岩之间距离、 并考虑矿块生 产过程中各部位含水率的动态变化等因素综合确定，
16、一 是确定该工艺的适应 性， 二是在可使用该工艺的情况下按照以上因素 综合确定导流孔施工的位 置、导流孔方向以及导流孔倾角。根据本离子吸附型稀土原地浸矿母液回收工艺的工艺，可进一步 减少离 子吸附型稀土原地浸矿在施工人工收液假底过程中的排土量， 减少水土流失的隐患； 大大缩短了原地浸矿收液工艺的施工时间， 增 加了 施工的安全性； 去除了以往收液工艺对树木等支护材料及其它辅 助材料的需 求，有效降低了生产成本，间接保护了生态环境。为了确 定稀土母液回收工 程控制面的导流孔施工的位置，需由矿土（指工程施工部分的矿土 ）渗透性、当地潜水位位置、矿体底部与基岩之间距 离大 小、以及在生产过程中矿体底部与基岩 （或潜水位 ）之间的矿体含 水率的 变化来确定。 如果矿土渗透性好， 则工程控制面尽可能地靠近 当地潜水位 或基岩， 但还需要考虑因矿前液的下渗提高了潜水位以及 潜水位（或基岩） 与矿体底部之间部分 （即无矿带 ）的含水率，这反过来 又使得矿土渗透性 变差。而渗透性差的情况下则尽可能贴
