專利名稱：一種離子吸附型稀土原地浸礦母液回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子吸附型稀土原地浸礦母液回收工藝，屬于原地浸取開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
離子吸附型稀土經(jīng)常賦存于花崗巖風(fēng)化殼或火山凝灰?guī)r中，不管風(fēng)化殼有多厚，其下部一定是花崗巖巖基；山體的切割深度一般較小；潛水位一般較高(離礦體底部距離較小)；礦土的滲透性能一般不會太好，且在生產(chǎn)過程中礦土滲透性和含水量會產(chǎn)生有利于稀土浸出液回收的變化。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的離子吸附型稀土原地浸礦母液回收技術(shù)中，通常采用挖掘巷道的人工假底收液工藝或自然收液法收液工藝。·例如，需要根據(jù)礦體形狀等因素設(shè)計集液巷道，按照設(shè)計，由人工挖掘集液巷道并對巷道用樹木及板皮等進行支護，再在巷道中實施其它收液工程，例如實施稀土母液收集的導(dǎo)流孔(一般用高壓水槍實施)，并實施相應(yīng)的防止塌方和防滲技術(shù)措施。因此，其缺點是工期較長、費用較高、排放廢土較多、管理較困難，容易產(chǎn)生片幫等安全隱患，且在礦體底部的傾角較大時存在施工困難等問題；再例如，需要在待采山頭的山腳挖掘明溝來收集稀土浸出液，其操作非常簡單，但應(yīng)用條件非常苛刻，更重要的是，該工藝的浸礦效果差、尾液(即稀土母液濃度開始降低至
O.03g / I后的稀土母液)拖延時間長、極易產(chǎn)生山體滑坡、極易殘留大量稀土浸出液和稀土浸礦劑，極易導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種離子吸附型稀土原地浸取母液回收工藝，其施工簡單、施工周期短、成本較低，并可省去現(xiàn)有工藝所需的支護材料和防滲材料，可縮短施工時間、提高安全性、減少廢土的排放、保護生態(tài)環(huán)境。為此，本發(fā)明提供了一種離子吸附型稀土原地浸礦母液回收工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟確定稀土母液回收導(dǎo)流孔工程控制面的導(dǎo)流孔施工的位置，并且在該位置實施人工陡坎；形成沿山體走向的一系列并列的導(dǎo)流孔，并且使得由所有導(dǎo)流孔組成的收液工程控制面與礦體底部構(gòu)成的空間曲面處于同一位置或略低位置；在各導(dǎo)流孔的下部形成用于收集稀土母液的集液明溝；在各導(dǎo)流孔的上部形成用于預(yù)防非母液水匯入集液明溝的避水溝；以及避水溝與避水溝排出管路連通；集液明溝與集液明溝收集管路連通；而在集液明溝的最低端，將收集的稀土原地浸礦母液引流至母液中轉(zhuǎn)池。優(yōu)選地，確定稀土母液回收工程控制面的因素包括礦土滲透性、當(dāng)?shù)貪撍弧⒌V體底部與基巖之間距離以及礦塊生產(chǎn)過程中各部位含水率的動態(tài)變化。優(yōu)選地，導(dǎo)流孔使用液壓鉆機或高壓水槍進行施工。優(yōu)選地，人工陡坎的高度為30-100cm，導(dǎo)流孔之間的距離為15_150cm。
優(yōu)選地，收集的稀土原地浸礦母液通過管道引流至母液中轉(zhuǎn)池。優(yōu)選地，收集的非稀土母液水通過管路排出山體。優(yōu)選地，所述導(dǎo)流孔在不允許沿山體走向的局部地段可偏離山體走向。優(yōu)選地，當(dāng)?shù)V體底部的傾角較大時，設(shè)置兩層或多層沿山體走向的導(dǎo)流孔。優(yōu)選地，導(dǎo)流孔的傾角對應(yīng)于礦體底部的傾角。優(yōu)選地，導(dǎo)流孔之間的相對位置與垂直導(dǎo)流孔方向的礦體剖面的底部形狀基本一致。根據(jù)本發(fā)明，取消了由人工挖掘集液巷道的作業(yè)，因此可大大減少施工過程中廢·土的排放，換言之，該工藝使廢土排放量降到了最低，防止了因挖掘巷道排放的廢土造成的水土流失；根據(jù)本發(fā)明，取消了由人工挖掘集液巷道及其相關(guān)的作業(yè)，因此可大大縮短原地浸礦收液工程的施工時間；根據(jù)本發(fā)明，去除了現(xiàn)有工藝對樹木、板皮等支護材料的需求，可減少或不使用現(xiàn)有工藝的防滲材料；根據(jù)本發(fā)明，不需要實施巷道，避免了現(xiàn)有工藝在實施巷道過程中可能產(chǎn)生如片幫等安全隱患，最大限度的增加了施工安全，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源，也降低了管理難度，工程施工質(zhì)量較易保證。


圖I為根據(jù)本發(fā)明的母液收集系統(tǒng)中垂直于導(dǎo)流孔方向的剖示圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的母液收集系統(tǒng)中沿導(dǎo)流孔方向的剖示圖。
具體實施例方式在圖2中，附圖標記5示出了粘土化層。附圖標記6示出了礦體。附圖標記7示出了無礦帶。本發(fā)明提供了一種離子吸附型稀土原地浸礦母液回收工藝，其根據(jù)礦土滲透性、當(dāng)?shù)貪撍弧⒌V體底部與基巖8之間距離、并考慮礦塊生產(chǎn)過程中各部位含水率的動態(tài)變化等因素在山體表面(山腰或山腳)選擇適當(dāng)?shù)奈恢茫创_定稀土母液回收工程控制面導(dǎo)流孔施工的位置；根據(jù)選取的位置，實施30-100公分的人工陡坎3，為下一步使用液壓鉆機或高壓水槍提供施工平面。根據(jù)確定的稀土母液回收工程控制面導(dǎo)流孔施工的位置，在完成的施工工作面上，間隔15-150公分按設(shè)計的導(dǎo)流孔方向及傾角，使用液壓鉆機或高壓水槍(在山體較小時使用較方便)施工用于浸出液回收的導(dǎo)流孔，最終形成沿山體走向方向的相互平行的導(dǎo)流孔I組成的收液工程控制面，并最終形成由所有導(dǎo)流孔I組成的收液工程控制面，由所有導(dǎo)流孔組成的收液工程控制面與礦體底部構(gòu)成的空間曲面相比，處于同一位置或略低位置。所述導(dǎo)流孔I沿山體走向方向，如條件不允許，可設(shè)置垂直山體走向或其它方向的導(dǎo)流孔I。當(dāng)?shù)V體底部的傾角較大時，可設(shè)置兩層或多層沿山體走向(條件不具備時可垂直山體走向或其它方向)的導(dǎo)流孔1，但最終也是形成由所有導(dǎo)流孔I組成的收液工程控制面，其與礦體底部構(gòu)成的空間曲面處于同一位置或略低于礦體底部構(gòu)成的空間曲面。根據(jù)實際情況可在同一位置實施兩排導(dǎo)流孔I ;導(dǎo)流孔I的傾角符合沿導(dǎo)流孔方向所切礦體形成剖面的礦體底部的傾角；導(dǎo)流孔相對位置與垂直導(dǎo)流孔方向的礦體剖面的礦體底部形狀基本一致。一般情況下導(dǎo)流孔不進行防滲處理，但也可對其進行防滲處理。為了施工方便及更好地控制導(dǎo)流孔的方向，可沿確定的導(dǎo)流孔工程位置實施人工陡坎4( 一般為30-100公分)。在導(dǎo)流孔I的下部通過實施明溝收集母液，即集液溝2。特別是，通過在導(dǎo)流孔出口下部施工明溝連接各導(dǎo)流孔出口以收集浸取液，在適當(dāng)位置通過管路將母液導(dǎo)入中轉(zhuǎn)池；也就是說，根據(jù)已經(jīng)完成的導(dǎo)流孔位置，在其下部(緊貼導(dǎo)流孔出口處)實施明溝，用于收集由導(dǎo)流孔流出的稀土浸取液；在明溝的最低端，用PVC管或其他管道將收集的稀土浸取液(母液)引流至母液中轉(zhuǎn)池；為防止山體表面非母液水(如雨水等)匯入母液收集明溝，在導(dǎo)流孔的上部適當(dāng)位置實施明溝，收集山體表面非母液水并通過PVC管或其他管道排出。
·
在導(dǎo)流孔上部實施明溝(避水溝4)，即排水溝，以預(yù)防非母液水(如自然降水等)匯入母液收集溝2。特別是，在導(dǎo)流孔出口上部適當(dāng)位置采用明溝方式建立山體避水系統(tǒng)，防止自然降水匯入稀土母液；避水溝4與避水溝排出管路連通；而集液溝2與集液溝收集管路連通。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，如果礦體底部的傾角較大或礦體底部變化較大，按以上方案實施有困難或可能造成資源浪費，則可對不同區(qū)域?qū)嵤┎煌瑢游坏膶?dǎo)流孔，其最終目標是形成由所有導(dǎo)流孔組成的收液工程控制面，其與礦體底部構(gòu)成的空間曲面處于同一位置或略低位置。在本發(fā)明的技術(shù)方案中的適當(dāng)位置是指根據(jù)礦土滲透性、當(dāng)?shù)貪撍弧⒌V體底部與基巖之間距離、并考慮礦塊生產(chǎn)過程中各部位含水率的動態(tài)變化等因素綜合確定，一是確定該工藝的適應(yīng)性，二是在可使用該工藝的情況下按照以上因素綜合確定導(dǎo)流孔施工的位置、導(dǎo)流孔方向以及導(dǎo)流孔傾角。根據(jù)本發(fā)明的工藝，可進一步減少離子吸附型稀土原地浸礦在施工人工收液假底過程中的排土量，減少水土流失的隱患；大大縮短了原地浸礦收液工藝的施工時間，增加了施工的安全性；去除了以往收液工藝對樹木等支護材料及其它輔助材料的需求，有效降低了生產(chǎn)成本，間接保護了生態(tài)環(huán)境。為了確定稀土母液回收工程控制面的導(dǎo)流孔施工的位置，需由礦土(指工程施工部分的礦土)滲透性、當(dāng)?shù)貪撍晃恢谩⒌V體底部與基巖之間距離大小、以及在生產(chǎn)過程中礦體底部與基巖(或潛水位)之間的礦體含水率的變化來確定。如果礦土滲透性好，則工程控制面盡可能地靠近當(dāng)?shù)貪撍换蚧鶐r，但還需要考慮因礦前液的下滲提高了潛水位以及潛水位(或基巖)與礦體底部之間部分(即無礦帶)的含水率，這反過來又使得礦土滲透性變差。而滲透性差的情況下則盡可能貼近礦體底部，其目的為了提高母液濃度、減少注液量。例如礦體滲透性好，而潛水位或基巖與礦體底部之間的距離為3米(即無礦帶)，那么，在不考慮礦前液下滲至工程控制面以下對滲透性變化(含水率提高滲透性減弱)的情況下，應(yīng)該貼近潛水位或基巖施工，但如果礦前液(可計算)下滲量提高了潛水位(或使之滲透性變得很差)I米，則工程控制面比潛水位或基巖提聞I米。
某些情況下，基巖較深，但潛水位較高且潛水位與礦體底部距離不大，那么，不考慮礦前液下滲的影響，不考慮滲透性及滲透性的變化，以貼近潛水位施工為主(如有施工可能，可比潛水位稍低)。某些情況下，潛水位較低，但基巖離礦體底部距離不大，那么，不考慮礦前液下滲的影響，不考慮滲透性及滲透性的變化，以貼近基巖施工。如滲透性好，在不考慮滲透性和潛水位變化，則貼近潛水位或貼近基巖施工；礦體底部與基巖(或潛水位)之間的距離的大小，如距離大，且滲透性好，則該工藝不適用，如距離大，但滲透性差，則以貼近礦體底部施工，如距離小，滲透性好，則貼近潛水位或基巖施工，如距離小，滲透也差，同樣貼近潛水位或基巖施工；該因素除了施工位置確定，還隱含了工藝的適應(yīng)性。礦塊生產(chǎn)過程中各部位含水率的動態(tài)變化是指礦前液下滲對滲透性、潛水位等的·影響，可進一步提高工藝使用范圍，比如說礦體底部與基巖(或潛水位)之間的距離較大，且其滲透性好，但礦前液下滲量可提高潛水位2米或使基巖上部2米變成不滲透層(或滲透差)，則在提高2米施工可達到最佳效益的情況下，則提高2米并實施該工藝；如滲透差，則貼近礦體底部并適當(dāng)加密導(dǎo)流孔實施該工藝可達到最佳效果。總而言之，確定稀土母液回收工程面的施工位置需要考慮以上各個方面，需要根據(jù)各個方面之間相互關(guān)系，結(jié)合開采時的技術(shù)經(jīng)濟等因素共同確定施工位置。在一個實施例中，導(dǎo)流孔之間的距離為15-30cm。在另外一個實施例中，導(dǎo)流孔之間的距離為15-150cm。滲透性與導(dǎo)流孔之間距離的確定有聯(lián)系，滲透性差則導(dǎo)流孔距離小，滲透性好距離可放寬。另一方面，在同樣導(dǎo)流孔距離的情況下，為了保證工程質(zhì)量，相鄰導(dǎo)流孔可以施工成上下交錯的形式。特別是，導(dǎo)流孔使用液壓鉆機或高壓水槍進行施工，導(dǎo)流孔的直徑10-20cm。特別是，陡坎的高度為30-100cm，導(dǎo)流孔之間的距離為15_150cm。特別是，收集的稀土原地浸礦母液通過管道(優(yōu)選PVC管)引流至母液中轉(zhuǎn)池。特別是，收集的非礦母液水通過管路排出山體，集液明溝的寬度15-30cm，深度15-30cm ;集液明溝的寬度15_30cm,深度15_30cm。
權(quán)利要求
1.一種離子吸附型稀土原地浸礦母液回收工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟 確定稀土母液回收導(dǎo)流孔工程控制面的導(dǎo)流孔施工的位置，并且在該位置形成陡坎； 形成沿山體走向的一系列并列的導(dǎo)流孔，并且使得由所有導(dǎo)流孔組成的收液工程控制面與礦體底部構(gòu)成的空間曲面處于同一位置或略低位置； 在各導(dǎo)流孔的下部形成用于收集稀土母液的集液明溝； 在各導(dǎo)流孔的上部形成用于預(yù)防非母液水匯入至集液明溝的避水溝； 避水溝與避水溝排出管路連通；集液明溝與集液明溝收集管路連通；而在集液明溝的最低端，將收集的稀土原地浸礦母液引流至母液中轉(zhuǎn)池。
2.如權(quán)利要求I所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于確定稀土母液回收工程控制面的導(dǎo)流孔施工的位置的因素包括礦土滲透性、當(dāng)?shù)貪撍弧⒌V體底部與基巖之間距離以及礦塊生產(chǎn)過程中各部位(主要指收液工程附近礦土)含水率的動態(tài)變化。
3.如權(quán)利要求I和2所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于導(dǎo)流孔使用液壓鉆機或高壓水槍(優(yōu)選液壓鉆機)進行施工，導(dǎo)流孔的直徑10-20cm。
4.如權(quán)利要求1-3其中之一所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于陡坎的高度為30-100cm,導(dǎo)流孔之間的距離為15_150cm。
5.如權(quán)利要求1-4其中之一所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于收集的稀土原地浸礦母液通過管道(優(yōu)選PVC管)引流至母液中轉(zhuǎn)池。
6.如權(quán)利要求1-5其中之一所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于收集的非礦母液水通過管路排出山體，集液明溝的寬度15-30cm，深度15-30cm;避水溝的寬度15_30cm,深度 15_30cm。
7.如權(quán)利要求1-6其中之一所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于所述導(dǎo)流孔在不允許沿山體走向的局部地段可偏離山體走向。
8.如權(quán)利要求1-7其中之一所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于當(dāng)?shù)V體底部的傾角較大時，設(shè)置兩層或多層沿山體走向(也可偏離山體走向)的導(dǎo)流孔。
9.如權(quán)利要求1-8其中之一所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于導(dǎo)流孔的傾角對應(yīng)于礦體底部的傾角。
10.如權(quán)利要求1-9其中之一所述的原地浸礦母液回收工藝，其特征在于導(dǎo)流孔之間的相對位置與垂直導(dǎo)流孔方向的礦體剖面的底部形狀基本一致。
全文摘要
一種離子吸附型稀土原地浸礦母液回收工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟確定稀土母液回收導(dǎo)流孔工程控制面的導(dǎo)流孔施工的位置，并且在該位置形成陡坎；形成沿山體走向的一系列并列的導(dǎo)流孔，并且使得由所有導(dǎo)流孔組成的收液工程控制面與礦體底部構(gòu)成的空間曲面處于同一位置或略低位置；在各導(dǎo)流孔的下部形成用于收集稀土母液的集液明溝；在各導(dǎo)流孔的上部形成用于預(yù)防非母液水匯入至集液明溝的避水溝；以及避水溝與避水溝排出管路連通；集液明溝與集液明溝收集管路連通；而在集液明溝的最低端，將收集的稀土原地浸礦母液引流至母液中轉(zhuǎn)池。本發(fā)明可減少施工排土量，大大縮短施工時間，增加施工的安全性，有效降低生產(chǎn)成本，保護生態(tài)環(huán)境。
文檔編號C22B3/02GK102787236SQ201210297999
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者譚堯峰 申請人:江西稀有金屬鎢業(yè)控股集團有限公司