[实用新型]一种南方离子型稀土原地浸矿系统及其带疏通器的收液管

说明书

本实用新型涉及原地浸矿开采技术，具体是一种南方离子型稀土原地浸矿系统及其带疏通器的收液管。本实用新型是在稀土矿山的浸矿区四面和底面进行高压旋喷施工，形成连续的止水帷幕，避免浸矿液流出矿体外。树枝状钻孔可使注液孔数量减少，减少了雨水入渗通道，避免原地浸矿诱发山体滑坡。新设计收液管提高了收液效率，施工简单、施工周期短、成本较低，提高了安全性、减少废土的排放、避免浸矿液流入矿山外造成地表水和地下水污染，保护了生态环境。

技术领域

本实用新型涉及原地浸矿开采技术，具体是一种南方离子型稀土原地浸矿系统及其带疏通器的收液管。

背景技术

稀土是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和钪共17种稀有元素的总称。稀土矿分为重稀土和轻稀土两类，重稀土以南方离子型稀土为主，轻稀土以北方稀土为主。南方离子型稀土矿富含钇、镝、铽等中重稀土元素。

南方离子吸附型稀土矿床类型为“风化壳型”，矿体均赋存于风化壳内，风化壳的厚度从数厘米到数十米不等。风化壳淋积型稀土矿其原岩多为含稀土的花岗岩和火山岩，山体的切割深度一般较小；潜水位一般较高，原岩风化形成高岭土、蒙脱石等粘土矿物，稀土矿物风化形成稀土离子吸附在粘土矿物而形成风化壳淋积型稀土矿。

离子吸附型稀土矿的开采技术从上世纪80年代至今，经历了池浸工艺、堆浸工艺和原地浸矿的发展过程，上世纪七十年代开始采用池浸工艺和堆浸工艺，池浸工艺和堆浸工艺原理类似，用水泥池作浸取槽或设置堆浸场，用浸矿剂把稀土置换出来，用草酸等将富集液中的稀土沉淀，池浸工艺、堆浸工艺需剥离稀土矿山表土层并开挖矿石，已造成严重的水土流失、生态破坏等问题，现这两种工艺在离子型稀土矿的开采中已被淘汰。目前采用原地浸矿工艺进行稀土开采，原地浸矿是将浸矿液通过网格状布置的注液井注入地下矿体并吸附稀土离子形成母液，通过收液系统收集后将母液中的稀土用草酸置换出来。

现有的原地浸矿技术需采用人工开挖注液井、人工开挖集液巷道或钻孔安装收液管等工艺，选用硫酸铵、氯化铵等作为浸矿液，存在以下不足：

(1)浸矿液顺着岩矿体裂隙漏失，造成地表水和地下水污染严重。

目前稀土矿山原地浸矿工艺需大量注入硫酸铵、氯化铵等，浸矿过程中浸矿液会顺着矿山岩矿体裂隙渗入地下，原地浸矿的矿山闭矿后，残留的浸矿液仍会被下渗的雨水带出并流入地表和地下水系。目前处理被稀土矿山污染的地表水使之达到排放要求的费用较高，而且原地浸矿场地的铵氮会长期缓慢释放，造成水环境污染。

这也是目前制约原地浸矿技术发展的瓶颈和最需解决的最重要最紧迫的问题。

(2)浸矿液漏失量大，存在浸矿盲点；使用场地受限，影响浸矿效率。

目前的原地浸矿技术仅适用于有完好的基岩底板、且基岩底板埋深较浅的情况下。如果稀土矿山没有完整的基岩底板或者基岩底板埋置深度过大，原地浸矿技术使用受到限制或无法使用，如采用池浸工艺或堆浸工艺则会造成环境破坏且目前不准使用池浸或堆浸工艺，因此这种类型的南方离子型稀土矿无法采出，使得宝贵的离子型资源不能被开发利用。

从几十年的原地浸矿矿山开采实践来看，无论稀土矿山是否有完整的基岩底板，都存在浸矿液漏失的问题，一方面浸矿液通过地表裂隙漏失，另一方面直接漏至地下或被采矿“顶水”或雨水淋滤带出，造成浸矿液浪费。

浸矿过程中为使稀土矿被充分浸出，一般需加大注液量并连续注液，但注液量过大易造成山体滑坡，注液量不足又不可避免存在大量浸矿液不能到达浸矿盲区，因此有的稀土矿不能被浸出，造成宝贵的稀土资源浪费。

(3)人工开挖的注液井易产生浸矿盲区，降低浸矿效率。

目前的浸矿井采用人工用洛阳铲开挖的浅竖井，尽管目前开采稀土矿时先在矿山上密布注液井，其间距一般1.5米—3米，但这种注液井为竖向布置，因此浸矿液很难渗透到矿山所有含稀土的矿体，降低浸矿效率，形成浸矿盲点，稀土矿不能被浸出，选成稀土资源浪费。