1、文章編號:1008-7524(200312-0009-03底板深潛式離子型稀土礦原地浸析采礦試驗研究(下!肖智政,湯洵忠,王新民,李建雄(中南大學資源與安全工程學院,湖南長沙410083摘要:針對試驗采場的工程及水文地質情況,在國內首次試驗了底板深潛式離子型稀土礦原地浸析采礦的新方法,主要包括采場規模及儲量計算、試驗工藝技術流程、試驗采場的總體設計、試驗過程、試驗監測系統及監測結果等。結果表明試驗是成功的。關鍵詞:底板深潛式;離子型稀土礦;原地浸析中圖分類號:TD865文獻標識碼:A5試驗過程5.1浸析區的劃分兩試驗采場均依山脊、山坡、山腳依次劃分為三個浸析區,各浸析區的注液間隔時間不同。第一

2、試驗采場每浸析區注液間隔時間為7d,即第一浸析區注液7d后,第二浸析區開始注液,第二浸析區注液7d后,第三浸析區才開始注液。此時第一浸析區已注液14d,以此來解決山脊部位礦層厚、品位高所需溶浸液多與浸出母液從上往下依次擠出地下水的問題。第二試驗采場由于在礦體底板(依原有地下水位所劃定的底板上布置了起滲液作用的集液暗溝網系統;山脊、山坡、山腳各處溶液及浸出母液在地下運行距離大體相等,因此,三個浸析區注液間隔時間大大縮短,每區間隔時間僅為2d。5.2注液首先在第一試驗采場開始第一浸析區注液,平時日注液量100m3左右,第二注液區于7d后開始注液,兩區注液量為200m3左右,第三浸析區在第一浸析區注

3、液14d后開始注液,三區同時注液時,每天注液量300m3左右,共注液11000 m3,在第一浸析區開始注液30d后集液溝開始出液。左溝REO:0.06g/L,右溝REO:0.08g/L,集液池REO:0.06g/L,收液量略大于注液量。第二試驗采場由于注液井平均加深了2 3m,注液量大增。注液開始時,第一注液區日注液量達200m3,爾后隨注液區不斷增多,日注液量為600m3左右,16d后溝中液量大量增加,母液濃度也不斷上升(什么時候出液情況不明,因為主溝與一采區相連,一采殘液干擾較大,到19d 后,左溝REO:O.25g/L,右溝REO:0.20g/L,集液池綜合液0.22g/L。收液量略大于

4、注液量。5.3浸出曲線因左集液主溝受外界影響因素較小,現以左溝母液來說明采場浸出曲線(參見圖1與圖2。從圖1可以看出,一采區注液一個月后開始出液,注液后3個月左右才到達高峰,高峰期母液也只有0.3g/L左右。8個月之后,母液濃度仍在0.2g/L左右,沒有出現高濃度母液,總產量只有9.5I,造成該采場原地浸析效果不好。從圖2看出,二采區注液15d左右開始出液,母液濃度上升較快,一月后上升到0.6g/L,45 d后上升到0.7g/L,4個月后母濃濃度下降到0. 2g/L,該采場就進入了殘采階段,總產量也達到9!收稿日期:2003-03-0120t稀土的預定目標,原浸析效果較好。圖1第一試驗采場左主

5、集液溝母液濃度曲線圖2第一試驗采場左主集液溝母液濃度曲線6試驗監測系統及監測結果6.1監測系統的布置采場內的監測主要靠布置在采場內不同位置的內觀井來監測,一采區布置了6個內觀井,二采區布置了4個內觀井。內觀井經護井處理,井中央預埋了!100mm的塑料管。采場外布置了一個觀察井。位置位于試驗區,地下水徑流下流方向上,離集液池約10m,井深約4.0m,井中水深常在2.0m左右。6.2監測結果第一試驗采場監測的浸出結果為,注液3d 后處于采場中心的內觀1井中即開始出液,REO: 0.35g/L,爾后母液穩定上升,井中液柱穩定保持6.0m左右。隨后,母液濃度上升到REO:1.5g/ L,然后緩慢下降,

6、58d后REO:1.30g/L。觀察時間近2個月,與其它稀土礦區監測到的內觀井情況完全不同,其它礦區如湖南江華內觀井可見稀土約10d,廣東平遠內觀井中可見稀土約為20d 左右,江西龍南礦區一般內觀井中,只能觀察到7 d左右。說明,該試驗區的礦石滲透性能差,浸出母液不能及時外滲,長期保留在礦體中。從第一試驗采場內觀5個井(有一個井報廢的資料來看,礦石中稀土浸出情況良好,也確有迭加浸出效果,處于采場山坡外的內觀5井,井中母液最高濃度達3.6g/L。一采區所有觀察井,觀察到58d 后,全部加注頂水(經處理后的上清液。第二試驗來場的監測浸出結果為,注液5d后開始出液,爾后母液穩定上升,13d后上升到1

7、.5 g/L,而后又穩定下降,到36d后井中基本上檢測不出稀土。井中母液只觀察到1個月就消失了。說明母液已經滲走進入了設置在下面的集液暗溝網系統中,這一結果較其它礦區雖然仍不是很理想,但較第一采區有了明顯的改善。外觀察井監測結果。處于集液池外的外觀井,約一個月左右觀察一次,自試驗開始到全部結束,時間1a,此井中檢測不出稀土,說明稀土基本上沒有外滲。7試驗結果(1各試驗采場產量見表1表1各試驗采場稀土產量表t浸出月份1234567891011累計一采場0.4 1.91 1.97 1.38 1.00.970.850.720.309.50二采場 2.337.50 6.70 3.9720.5(2原礦浸

8、出率鑒于資金與施工條件,且二采區仍在殘采,因此只能在一采區施工一個采場內檢查井,表2列出了該井復查結果。此檢查井在一采內觀1的旁邊,四個注液井對角線連線的交叉點上可代表采場浸出效果。1表2第一試驗采場原礦浸出率表%井號井深/m0-l l-22-33-44-55-66-77-88-99-l0l0-ll平均內觀0.200.430.630.850.700.750.980.85l.020.850.720.725檢查0.0720.060.0480.0780.04l0.060.04l0.0360.0360.0480.0360.050浸出率64.0086.0492.3890.8294.l492.0095.8

9、l95.7696.4794.3295.0093.l0從表2可以看出,試一采場原礦浸出率很高,造成一系產量偏低的原因有待認真分析。(3試驗期間噸稀土技術經濟指標如表3。表3試驗期間噸稀土技術經濟指標地質儲量/t 實收稀土/t采選總收率/%消耗硫銨/t噸稀土耗銨/t消耗草酸/t噸稀土耗草酸/t消耗碳銨/t噸稀土消耗碳銨/t噸稀土成本/元試一采場26.539.535.8l60l6.8420.9 2.2l9 2.024930(全部以草酸稀土計算試二采場27.4520.574.68l808.7845.l 2.24l 2.08結論兩個采場的試驗,充分證明該礦中釔富銪型離子型稀土原地浸析采礦是可行的。在底板

10、深潛的風化殼條件之下,只要控制好集液暗溝網系統在礦體的原有地下水位之下,便可以確保母液的收集率大于90%以上,原礦浸出率大于90%,稀土綜合收率可達75%左右。二采區采用的暗溝網系統及加深注液井的技術是行之有效的。在試驗基本取得成功的同時,也還有一些問題值得我們繼續加以研究。首先,對于試驗區的離子型稀土礦原地浸析采礦硫銨消耗明顯高于其它礦區及浸出母液偏低的問題,有待在今后試驗中進一步研究解決,特別是從成礦條件,礦石中多元素堿土金屬離子化特征予以研究。其次,試一采場原礦浸出率高于90%,母液收集率也大于90%而稀土回收率只有35.8%。經過初步分析,產生此種情況有四個主要原因,一是從采后重掘的坑

11、道檢查結果來看,在地下水位帶其稀土品位,大大高于未采前品位,從0.2%左右上升至0.8%左右,證明此帶中再吸附了不少稀土;二是從一采內觀4中檢測發現,此井中尚有0.62g/L,50cm 深的母液,說明采場中尚含有部分稀土母液未滲進集液溝;三是由于異重流原理產生的母液往地下水位之下滲進造成部份損失。一采區由于未開挖集液暗溝網系統,經8個月之久的液水擠壓,加之母液比重大于水的比重,無疑將會造成母液的下滲損失,這也是底板深潛式礦床今后開采時應優先考慮的問題;四是構造裂隙帶造成的損失,一采在山脊部位有一條貫穿采場南北的長石脈,脈寬約l0cm,從左右兩集液溝揭露情況來看,此石脈較為破碎,屬含水與導水裂隙

12、,集液溝雖將此脈掘斷,但不能完全排除其外滲的可能。9參考文獻:(略Study on in-situ Ieaching stope ofdeepIy soIepIate ion-absorbed rare earthXIAO Zhi-zheng,TANG Xun-zhong,WANG Xin-min,LI Jian-xiong(SchooI of Resource and Safety of CentraI SouthUniversity,Hunan Changsha,4l0083 Abstract:The authors firstIy experiment a new mining meth

13、od on in-situ Ieaching stope of deepIy soIepIate ion-absorbed rare earth mine after finding out the engineering geoIogic and hydroIogicaI geoIogic,the main parts incIude the scaIe of the stope and reserves caIcuIation,experimentaI technoIogic fIow,totaI design,experimentaI course,experimentaI monitor and resuIts.The resuIts indicates that this experiment is successfuI. Keywords:deepIy soIepIate;ion-absorbed rare earth mine;in-situ Ieachingll 底板深潛式離子型稀