[发明专利]离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过测定离子吸附型稀土原地浸出尾矿中残留稀土和铵含量分布数据来确定矿层结构和水渗透特征并计算稀土回收率的方法，为制定原地浸析方案提供依据，属于稀土矿床和湿法冶金领域。

技术背景

离子吸附型稀土的原地浸出效率与矿床的结构和水渗透特征紧密相关。而在现行的原地浸析技术中还缺乏有针对性的工艺设计依据和方法，导致稀土浸出效率波动大，有的区域浸取过度，而有的地方浸取不足。浸取过度的直接结果是浸取剂利用效率低并容易产生滑坡，浸取不足是回收率低和脱尾严重的主要原因。为了防止浸取过度或不足的产生，需要事先确定矿床的结构和水渗透特征，进而确定出有针对性的浸取方案。

为了设计合理的原地浸析工艺，需要有详细的地质资料，这需要有详细的地质普查工作。而现行的地质普查的主要内容是在矿山的不同地点采集样品，然后混样，分样，测定其中的稀土含量。这些数据对于计算地质储量是有参考意义的。但并没有关于矿层结构和水渗透性的数据，因此，对于设计原地浸析工艺没有多少参考意义。所以，现行的已经实施的原地浸析采矿工程中，稀土的回收率仍然比较低，而且还没有一个比较有说服力的数据。

由于矿层结构的复杂性和不均匀性，如果没有详细的有关矿层结构和水渗透性的数据，要设计出能够适应该类矿床稀土提取的原地浸析工艺是十分困难的。一个直接的方法是对原矿的地质结构和水渗透性进行研究和测定。为此，我们曾提出了依据原矿中稀土含量的空间分布和稀土分异规律来确定矿层结构和水流方向的基本设想，并正在开展相应的研究工作，取得了一定的进展。但工作量大，离实际应用还有相当的距离。

发明内容

本发明目的是针对现有技术不足提供一种基于来对原地浸矿尾矿中的铵残留和稀土残留的分析数据来确定矿层结构和水渗透特征并计算稀土回收率的方法。

本发明的基本依据是尾矿中不同部位的黏土矿物样品中的游离和交换态稀土和铵的含量与其浸取过程浸取剂与黏土矿物的接触程度直接相关，而这种接触程度又与矿层结构差异导致的水渗透性相关。由于铵的稳定性问题，铵残留量还与停止注液后的时间和雨水量相关。因此，根据不同时期尾矿中不同部位黏土矿物样品中游离和交换态稀土和铵含量的测定结果及其空间分布特征，可以确定矿床的结构和水渗透特征并计算稀土回收率。

根据该类矿床的特点，我们可以把离子吸附型稀土的矿层界面分成表层区、全风化层、半风化层和基岩等结构性区域。这些区域由于矿层的致密性程度不同，其水渗透性表现出较大的差异。在全风化层内，其孔隙度较大，水渗透性好，是浸矿时浸矿剂溶液容易流经的区域。而对于半风化层，其致密度更高，缺乏孔孔隙，只有颗粒之间的接触界面，水的流动性不是很好，往往是流体滞流的区域。而在表层，则由于粘土矿物的比例更高，流体的流动性也不够好。而尾矿中硫酸铵或稀土在这些不同部位的残留量与该矿的矿层结构和各部位的水渗透性相关。例如：对于正在进行之中的原地浸取尾矿，稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，因此，稀土含量低和铵含量高的区域是水渗透性好的区域，也是容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量较高和铵含量低的区域是水渗透性不好的区域，也是容易产生滞留和浸取不足的区域；对于停止注液有较长时间的原地浸取尾矿，滞留区域内稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，而水渗透性好的过流区域的稀土残留量与铵残留量都低，也是容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量和铵含量都比较高的区域是水渗透性不好的区域，也是容易产生滞留和浸取不足的区域；而对于稀土含量较高和铵含量极低的区域，则是注液未曾达到的区域，属于浸矿盲区。

稀土回收率的计算以往主要是依据企业的产品量与确定的动用矿块内的稀土储量的比值来确定。而所述的动用矿块主要是注入了浸矿剂的区域。因此，一些企业便可以采取采富弃贫的做法只对品位高的区域进行浸取，而使其周边的大部分含稀土的区域的稀土未能纳入采矿范围而浪费。由于注入溶液的流经区域也不限于所选定的注液区域，可以向其周边扩展，而将未计入采矿范围的稀土提取出来，这将使计算出来的回收率超过100％。因此，我们认为，稀土回收率的计算应该以所采矿床稀土含量万分之二以上区域的稀土总量为基数，以企业生产的实际稀土产量为依据来计算；另外一个与工业浸取相关的指标是浸取率，它应该以浸矿剂流经区域的稀土含量下降值为依据来进行计算。浸取率与回收率之间的差异则可以反映原地浸矿的收液率。