底板深潜式离子型稀土矿原地浸析采矿试验研究(下)

1、文章编号:1008-7524(200312-0009-03底板深潜式离子型稀土矿原地浸析采矿试验研究(下!肖智政,汤洵忠,王新民,李建雄(中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083摘要:针对试验采场的工程及水文地质情况,在国内首次试验了底板深潜式离子型稀土矿原地浸析采矿的新方法,主要包括采场规模及储量计算、试验工艺技术流程、试验采场的总体设计、试验过程、试验监测系统及监测结果等。结果表明试验是成功的。关键词:底板深潜式;离子型稀土矿;原地浸析中图分类号:TD865文献标识码:A5试验过程5.1浸析区的划分两试验采场均依山脊、山坡、山脚依次划分为三个浸析区,各浸析区的注液间隔时间不同。第一

2、试验采场每浸析区注液间隔时间为7d,即第一浸析区注液7d后,第二浸析区开始注液,第二浸析区注液7d后,第三浸析区才开始注液。此时第一浸析区已注液14d,以此来解决山脊部位矿层厚、品位高所需溶浸液多与浸出母液从上往下依次挤出地下水的问题。第二试验采场由于在矿体底板(依原有地下水位所划定的底板上布置了起渗液作用的集液暗沟网系统;山脊、山坡、山脚各处溶液及浸出母液在地下运行距离大体相等,因此,三个浸析区注液间隔时间大大缩短,每区间隔时间仅为2d。5.2注液首先在第一试验采场开始第一浸析区注液,平时日注液量100m3左右,第二注液区于7d后开始注液,两区注液量为200m3左右,第三浸析区在第一浸析区注

3、液14d后开始注液,三区同时注液时,每天注液量300m3左右,共注液11000 m3,在第一浸析区开始注液30d后集液沟开始出液。左沟REO:0.06g/L,右沟REO:0.08g/L,集液池REO:0.06g/L,收液量略大于注液量。第二试验采场由于注液井平均加深了2 3m,注液量大增。注液开始时,第一注液区日注液量达200m3,尔后随注液区不断增多,日注液量为600m3左右,16d后沟中液量大量增加,母液浓度也不断上升(什么时候出液情况不明,因为主沟与一采区相连,一采残液干扰较大,到19d 后,左沟REO:O.25g/L,右沟REO:0.20g/L,集液池综合液0.22g/L。收液量略大于

4、注液量。5.3浸出曲线因左集液主沟受外界影响因素较小,现以左沟母液来说明采场浸出曲线(参见图1与图2。从图1可以看出,一采区注液一个月后开始出液,注液后3个月左右才到达高峰,高峰期母液也只有0.3g/L左右。8个月之后,母液浓度仍在0.2g/L左右,没有出现高浓度母液,总产量只有9.5I,造成该采场原地浸析效果不好。从图2看出,二采区注液15d左右开始出液,母液浓度上升较快,一月后上升到0.6g/L,45 d后上升到0.7g/L,4个月后母浓浓度下降到0. 2g/L,该采场就进入了残采阶段,总产量也达到9!收稿日期:2003-03-0120t稀土的预定目标,原浸析效果较好。图1第一试验采场左主

5、集液沟母液浓度曲线图2第一试验采场左主集液沟母液浓度曲线6试验监测系统及监测结果6.1监测系统的布置采场内的监测主要靠布置在采场内不同位置的内观井来监测,一采区布置了6个内观井,二采区布置了4个内观井。内观井经护井处理,井中央预埋了!100mm的塑料管。采场外布置了一个观察井。位置位于试验区,地下水径流下流方向上,离集液池约10m,井深约4.0m,井中水深常在2.0m左右。6.2监测结果第一试验采场监测的浸出结果为,注液3d 后处于采场中心的内观1井中即开始出液,REO: 0.35g/L,尔后母液稳定上升,井中液柱稳定保持6.0m左右。随后,母液浓度上升到REO:1.5g/ L,然后缓慢下降,

6、58d后REO:1.30g/L。观察时间近2个月,与其它稀土矿区监测到的内观井情况完全不同,其它矿区如湖南江华内观井可见稀土约10d,广东平远内观井中可见稀土约为20d 左右,江西龙南矿区一般内观井中,只能观察到7 d左右。说明,该试验区的矿石渗透性能差,浸出母液不能及时外渗,长期保留在矿体中。从第一试验采场内观5个井(有一个井报废的资料来看,矿石中稀土浸出情况良好,也确有迭加浸出效果,处于采场山坡外的内观5井,井中母液最高浓度达3.6g/L。一采区所有观察井,观察到58d 后,全部加注顶水(经处理后的上清液。第二试验来场的监测浸出结果为,注液5d后开始出液,尔后母液稳定上升,13d后上升到1

7、.5 g/L,而后又稳定下降,到36d后井中基本上检测不出稀土。井中母液只观察到1个月就消失了。说明母液已经渗走进入了设置在下面的集液暗沟网系统中,这一结果较其它矿区虽然仍不是很理想,但较第一采区有了明显的改善。外观察井监测结果。处于集液池外的外观井,约一个月左右观察一次,自试验开始到全部结束,时间1a,此井中检测不出稀土,说明稀土基本上没有外渗。7试验结果(1各试验采场产量见表1表1各试验采场稀土产量表t浸出月份1234567891011累计一采场0.4 1.91 1.97 1.38 1.00.970.850.720.309.50二采场 2.337.50 6.70 3.9720.5(2原矿浸

8、出率鉴于资金与施工条件,且二采区仍在残采,因此只能在一采区施工一个采场内检查井,表2列出了该井复查结果。此检查井在一采内观1的旁边,四个注液井对角线连线的交叉点上可代表采场浸出效果。1表2第一试验采场原矿浸出率表%井号井深/m0-l l-22-33-44-55-66-77-88-99-l0l0-ll平均内观0.200.430.630.850.700.750.980.85l.020.850.720.725检查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从表2可以看出,试一采场原矿浸出率很高,造成一系产量偏低的原因有待认真分析。(3试验期间吨稀土技术经济指标如表3。表3试验期间吨稀土技术经济指标地质储量/t 实收稀土/t采选总收率/%消耗硫铵/t吨稀土耗铵/t消耗草酸/t吨稀土耗草酸/t消耗碳铵/t吨稀土消耗碳铵/t吨稀土成本/元试一采场26.539.535.8l60l6.8420.9 2.2l9 2.024930(全部以草酸稀土计算试二采场27.4520.574.68l808.7845.l 2.24l 2.08结论两个采场的试验,充分证明该矿中钇富铕型离子型稀土原地浸析采矿是可行的。在底板

10、深潜的风化壳条件之下,只要控制好集液暗沟网系统在矿体的原有地下水位之下,便可以确保母液的收集率大于90%以上,原矿浸出率大于90%,稀土综合收率可达75%左右。二采区采用的暗沟网系统及加深注液井的技术是行之有效的。在试验基本取得成功的同时,也还有一些问题值得我们继续加以研究。首先,对于试验区的离子型稀土矿原地浸析采矿硫铵消耗明显高于其它矿区及浸出母液偏低的问题,有待在今后试验中进一步研究解决,特别是从成矿条件,矿石中多元素碱土金属离子化特征予以研究。其次,试一采场原矿浸出率高于90%,母液收集率也大于90%而稀土回收率只有35.8%。经过初步分析,产生此种情况有四个主要原因,一是从采后重掘的坑

11、道检查结果来看,在地下水位带其稀土品位,大大高于未采前品位,从0.2%左右上升至0.8%左右,证明此带中再吸附了不少稀土;二是从一采内观4中检测发现,此井中尚有0.62g/L,50cm 深的母液,说明采场中尚含有部分稀土母液未渗进集液沟;三是由于异重流原理产生的母液往地下水位之下渗进造成部份损失。一采区由于未开挖集液暗沟网系统,经8个月之久的液水挤压,加之母液比重大于水的比重,无疑将会造成母液的下渗损失,这也是底板深潜式矿床今后开采时应优先考虑的问题;四是构造裂隙带造成的损失,一采在山脊部位有一条贯穿采场南北的长石脉,脉宽约l0cm,从左右两集液沟揭露情况来看,此石脉较为破碎,属含水与导水裂隙

12、,集液沟虽将此脉掘断,但不能完全排除其外渗的可能。9参考文献:(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 底板深潜式离子型稀