六汤稀土矿开采过程中存在的问题及应对措施
导读:：广西崇左市六汤稀土矿属于南方离子吸附型稀土矿床。影响回收率的因素及应对措施。依然存在着如何提高回收率及更好保护环境的问题。
关键词：稀土矿，原地浸出回收率，措施，环境
广西崇左市六汤稀土矿属于南方离子吸附型稀土矿床，采用先进的原地浸出工艺进行开采。主要应用矿床中的稀土离子具有可交换、吸附的特性，在浸出液的作用下被交换吸附出来，达到开采利用的母的。原地浸出工艺涉及矿床地质学、水文地质学、采矿、选矿、冶炼、化学、流体力学、环境科学、安全科学等多专业的综合性学科。在开采过程中不破坏地貌、不产生矿石搬运、不产生排土问题，直接从矿床中回收有价金属，属于绿色开采工艺。根据其开采工艺条件，在生产过程中，依然存在着如何提高回收率及更好保护环境的问题。本文就崇左市六汤稀土矿开采过程中对回收率及环境影响的影响因素进行分析并提出解决的方法。
1、崇左市六汤稀土矿的开采工艺
本矿山采用原地浸出工艺，其工艺技术路线为：网井布液、静压渗液、负压封底、综合收液：即将浸矿液通过网格布置的注液井注入天然埋藏条件下的风化矿体;浸矿液在静压渗浸条件下，在渗流场中渗透，矿石由非饱和状态过渡到饱和状态，渗流场由不稳定过渡到稳定状态，进而产生稳定流动。在此过程中环境，浸矿液中的阳离子与矿物中的稀土离子发生交解作用，稀土离子进入溶液，形成稀土母液;浸出的稀土母液或沿天然基岩隔水层面流向集液沟，并汇集到集液池，或向负压收液面集中(即矿层底部收液坑道)，并沿负压收液系统，最后汇集到集液池，再输送到水冶车间进行处理：母液净化后加入沉淀剂使稀土沉淀，然后将稀土沉淀物过滤，灼烧而得到混合氧化稀土。原山浸析采矿工艺流程，如下图：
2、开采过程中，影响回收率的因素及应对措施
2.1 根据本矿山应用的原地浸出开采方案，可以知道，对于稀土的回收主要是通过浸出液在流经含稀土矿的矿层时，稀土离子与浸出液中的阳离子(NH4+)产生交换，稀土离子随着浸出液(母液)一起集中回收。具体表现为:浸出液从注液井(孔)中,沿风化矿物的孔隙进入矿体,并附着在吸附了稀土离子的矿体表面;溶液在重力和压力作用下,在孔隙和裂隙中扩散,并挤出孔裂隙水;溶液中活动性更强的阳离子与矿物表面的稀土离子发生交换解析作用,并使稀土离子进入溶液,生成孔裂隙稀土母液,形成原地浸析层;不断加注的新鲜溶液,挤出已发生了交换作用的稀土母液,并与矿物里层尚未发生交解作用的稀土离子,发生交解作用。挤出的地下水及形成的母液到达矿体地下水位后, 逐步提高原地浸出采场内的地下水位,形成原地浸析采场内的母液饱和层,当饱和层所形成的地下水坡度达到一定的角度(>15°)时,可形成采场内较稳定的母液地下径流, 在水封闭的条件下,在整个原地浸析过程(注液与注顶水过程)中,母液流向设置在采场下部的集液沟中。在这过程中，稀土回收率的影响因素有：①浸出液与矿床中稀土的接触和交换问题(即浸出率问题)。②浸出排管、孔深、孔距、注液方式等原因，而导致浸出时存在浸出盲区。③在注液后，浸出液往浸出区外漂移，使得母液回收率低。
针对上述三点，通过试验，采用如下应对措施：采用增加布液点、减小孔深、孔距和孔径、减少加液量等方法,即采用低液固比、高浓度浸出剂、多布液点、少加液量的方法，浸出液按照“先上后下”、“先浓后淡”、“先液后水”的三先原则注液,可以减小浸出盲区, 提高浸出率。采用从生产井抽取的液量要略大于注入的液量(这样就给矿体中的液体施加了一个向生产井流动的动力);在矿体周边注入聚合物, 做一道注浆帏幕(防止浸出剂向矿体外漂移);围绕矿体周边钻一些保护井, 向这些井注入水,把浸出剂驱回矿体;利用监测井监测可能发生的浸出剂的漂移,以便及时采取预防措施，防止浸出液产生向浸出区外漂移。有效地保证了母液的收集。
2.2沉淀过程中对回收率的影响及对应措施
对于整体矿山而言，除了开采过程中的浸出率、母液收集率对稀土回收率的影响外，在沉淀过程中也有损失。在浸出的母液当中含有很多的非稀土杂质,为保证产品的质量,在沉淀前必须先除杂。在除杂的过程中环境，会有部分稀土随着杂质沉淀而产生裹胁损失。对此类损失，采用的措施为：①在原地浸出时控制浸出剂的浓度及酸度，尽量减少母液中的杂质;②在除杂过程中严格控制沉淀剂的质量和数量，并严格控制PH值，尽量减少裹带损失。母液经除杂完成后成为合格的稀土母液，合格母液加入碳铵沉淀形成碳酸盐沉淀，最后将碳酸盐沉淀经板框压滤机过滤即得到碳酸稀土产品。在这个过程中产生的损失主要为：在沉淀工序时因沉淀不完全而造成稀土损失;在压滤工序时有少量的稀土碳酸盐细粒透滤,形成压滤脱水损失。针对此类损失，采用的措施有：①在碳铵沉淀时，控制母液的稀土浓度、PH值、碳铵的添加状态、加入量及加入方式，使其结晶良好;②在压滤时选用合适的滤布，并将滤液放到沉淀池，使微小颗粒进行再沉淀。
3、开采过程中，影响环境的因素及应对措施
原地浸出技术属于绿色开采技术，但在开采的过程中，如操作不当，也会产生环境事故。主要产生的环境事故为：山体滑坡和母液渗漏。
产生环境事故的主要原因有：①在离子交换过程中，部分细粒粘土随着浸出液一起流走，改变了矿层的力学性质，使岩体变得疏松;②由于注液时液面控制不当,使浸出液与表土发生明显的激烈化学反应,产生大量气泡,并使表土不断遭到侵蚀、剥落，堵塞微细孔，使浸出液在表土汇集，下滑力大于矿层的结构力;③出现穿井现象，注入的溶液不再是渗流，而是穿流,加大了对矿层破坏能力;④最后灌顶水时流量及位置不当，使本因交换而结构力降低的矿层的压力过大。⑤集液沟渗液面不够或没有挖穿全风化矿层，使矿层饱和水位不断升高环境，增大了岩体的负荷。
根据上述对环境影响的原因，采用如下的应对措施：①注液井中注液面要严格控制在表土层以下,禁止浸出液注入表土层与全风化层的过滤带中,以免发生气泡堵塞与固体堵塞现象;②增加集液沟渗液面积，并在开挖时一定要将全风化矿层挖透,并使其在全风化矿层有一定高度的渗液面;③开挖集液副沟并对集液沟进行支护，保证其牢固，防止出现事故而导致母液渗漏;④做好防洪设施，把排洪系统按当地最大雨量设计施工;⑤保证浸出液通畅同时，严格控制注液井液面高度;⑥在矿体周围，灌混凝土桩，保护好矿体。
4、结语
原地浸出技术属于绿色开采技术，适合于崇左六汤稀土矿的开采，在开采的过程中，只要密切关注到上述对回收率及环境影响的因素，并做好相应的防范措施，就能有效地保护了环境，具有很好的经济效益、社会效益及环境效益。 使企业成为环境友好型、资源节约型的企业。
参考文献
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