离子型稀土原地浸矿开采技术适用性评价与分类

针对当前离子型稀土矿原地浸矿开采资源综合回收利用率低、环境污染严重等问题, 从离子型稀土矿床地质条件、水文地质条件及工程地质条件3方面入手, 制订了原地浸矿技术适用性对照表, 采用极好、很好、好、一般、差、不适用等标度词评价原地浸矿开采技术适用性, 并将原地浸矿划分为天然底板明沟集液法、人造底板暗沟网集液法、天然底板明沟+辅助巷道法3种采矿方法, 指导离子型稀土矿山科学规划、有序开采。     

离子型稀土矿原地浸矿采矿危险有害因素分析与辨识

以龙南足洞稀土矿区原地浸矿采矿为例,根据原地浸矿采矿工艺流程划分辨识单元,并根据各单元具体特点进行分析和辨识原地浸矿采矿过程中存在的危险有害因素,对南方花岗岩型风化及半风化离子型稀土矿山企业开采具有一定指导意义。     

用原地浸析法回收离子型稀土露采残矿

多年来，对离子型稀土矿一直采用传统的露采池浸工艺开采，残留了大量的矿石，充分回收这些资源具有重要意义。介绍了残矿产生的原因及特征，重点阐述了利用原地浸析采矿方法回收残矿的技术措施，并对其经济效益及社会效益作了分析。     

强降雨条件下的原地浸矿采场边坡稳定性研究

针对浸矿-降雨对稀土矿山原地浸矿采场边坡稳定性的影响,在对龙南县稀土矿山进行地质调查及边坡土体室内电镜实验的基础上,利用Midas GTS NX有限元分析软件,对边坡在浸矿-降雨条件下进行模拟分析,得出结论:边坡在天然工况下,浸矿-降雨后安全系数分为2.4,1.27656和1.05469;在浸矿-降雨条件下,边坡处于滑坡临界状态,滑坡危险较大,坡脚应力集中现象加剧,边坡坡脚沟谷处应变明显,其可能成为滑坡地点及滑坡破坏面。     

离子型稀土矿原地浸析采场的监测

叙述了我国离子型稀土矿原地浸析采矿时的采场监测系统的重要性, 介绍了检测系统的布置原则、监测方法及监测结果分析与应用, 对离子型稀土矿原地浸析采矿方法的推广与应用具有实际的指导意义。     

离子型稀土原地浸矿溶质运移基础研究

离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及在离子型稀土溶质运移的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移问题研究可能的发展趋势,为后续研究指明了方向。     

离子型稀土矿原地浸析采矿的生产勘探

叙述了离子型稀土矿实施原地浸析采矿时进行生产勘探工作的必要性;介绍了离子型稀土矿在矿层垂直剖面与平面上的富集及其变化规律、矿石中离子相稀土品位、矿体顶底板界线、勘探区内断裂及水文地质条件等。对离子型稀土矿床时行勘探, 有助于准确地实施原地浸析采矿。     

稀土原地浸矿残留氨氮淋洗去除研究

江西省赣南地区离子型稀土资源丰富,素有“稀土王国”之称,其经原地浸矿的模式开采后,导致矿体中残留大量氨氮,易造成地表水和地下水氨氮超标。本研究以实验室柱淋洗模拟原位淋洗,探究去除赣南地区离子型稀土矿山原地浸矿后残留氨氮的可行性：以木质素磺酸钙(C20H24CaO10S2)、硫酸镁(MgSO4)和清水为淋洗剂,考察氨氮淋洗效果;通过设置不同淋洗剂浓度和淋洗速度优化淋洗条件;筛选淋洗方式并分析其对土壤不同结合态氨氮、pH、有机质等性质的影响。结果表明：C20H24CaO10S2和MgSO4最佳淋洗浓度均为 8 g/L;在1 mL/min的淋洗速度下,其对实际土壤中氨氮的淋出率分别为78.33%和92.16%,分别在第10个孔隙体积和第8个孔隙体积时低于15mg/L的稀土尾水直接排放标准（DB36 1016-2018）;相较于清水淋洗,C20H24CaO10S2和MgSO4主要淋洗脱除土壤中占比重较高的交换态氨氮;而C20H24CaO10S2淋洗后土壤pH和有机质含量提升;经不同淋洗方式筛选,C20H24CaO10S2和MgSO4浓度比为 1:1的复合淋洗剂既能高效处理土壤氨氮、有效调节土壤pH和土壤有机质,有利于离子型稀土矿原地浸矿土壤的氨氮治理以及矿山生态修复。     

离子吸附型稀土原地浸矿溶质运移基础研究

离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及其在离子型稀土溶质运移过程的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移研究可能的发展趋势。     

原地浸矿滑坡在线监测系统应用分析

对离子型稀土矿原地浸矿工艺开采的矿区,开展边坡勘察、物探等现场工作,找出山体或边坡重点监测区域,研究现场在线监测系统实施方案,对边坡变形、地下水位、裂缝、降水量进行了在线监测,结果表明:地下水位和形变之间高度关联,结合勘探结果资料分析,在当前采矿注液强度情况下,边坡形变处于稳定状态。     

乙酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿渗透性研究

探讨了乙酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿过程溶液的渗透规律,研究了浸取剂浓度、溶液pH值、浸取温度、矿样粒径及孔隙度对渗透速度的影响。结果表明,浸出液的渗透速度随着水力梯度增大呈线性增大,说明乙酸铵溶液在渗流过程中符合达西定律,且为层流状态。溶液浓度、pH值以及实验温度对浸矿过程渗透性的影响主要取决于溶液粘度与矿体表面吸附水水膜厚度。矿样粒径与孔隙度增大,有利于加大浸取剂溶液在矿体中的渗流量,缩短渗流路径,提高渗透速度。乙酸铵浸取风化壳淋积型稀土矿的优化工艺条件为:乙酸铵溶液浓度1.0%,浸取温度25 ℃,溶液pH值7.00,此时稀土浸出率93.88%。     

淹没高压水射流清洗地浸生产井过滤器的数值分析

采用数值模拟方法, 利用Fluent软件对300 m水深的淹没高压水射流清洗地浸过滤器的流场特性进行分析, 对比了不同喷嘴直径、喷嘴压降、冲击偏角和冲击靶距对污垢的冲击压力、剪应力、有效去污面积等去污指标的影响。结果显示, 喷嘴直径从1.0 mm增至2.0 mm, 射流最大冲击压力、最大径向速度和有效清洗长度分别增加22.15%、27.59%和905.46%;增大喷嘴压降会增强射流冲击压力, 提高射流去污能力;适当增大冲击偏角可以增强靶面剪应力, 冲击偏角 30°左右时去污效果较好;有效去污面积随冲击靶距增加整体呈先增大后减小的趋势。数值仿真分析结果表明, 采用淹没高压水射流去除地浸生产井过滤器上的堵塞物是可行的。分析数据可为清洗喷嘴的设计及清洗工作参数的选取提供一定参考依据。     

基于EMD-RBFNN的稀土原地浸矿边坡位移预测

受温差、冰霜、扰动等因素影响,原地浸矿在线监测系统采集的数据含有大量噪声和干扰信号,利用系统自带的温度补偿模块难以达到预定数据精度,使得后续预测预警工作出现误差。为此,对原始信号进行处理,EMD分解后,IMF分量可实现自由重构,去掉高频分量,能够较好地去除环境因素对在线监测位移数据的影响,低频分量能更好地反映实际位移值。借助EMD技术的自适应分解特性,提取真实监测数据,并利用RBFNN的最佳逼近效果,建立在线监测数据EMD-RBFNN预测模型。根据某稀土矿实测地表位移数据,进行预测检验,结果表明,EMD-RBFNN模型的地表位移预测数据相对误差仅0.12%,具有较好可靠性和预测精度。     

煤层注水致工作面前方集中应力前移的机理分析

针对新兴矿煤层注水消除工作面冲击地压和煤与瓦斯突出过程中集中应力前移的问题,分析了注水润湿煤体并使其支撑能力下降而导致集中应力前移的机理;结合新兴矿地质条件,对钻孔注水过程进行了数值模拟,着重分析了注水后集中应力前移、煤壁位移增大和注水钻孔周边渗流场分布情况;数值模拟结果与理论分析结果相一致。另外推导出在注水时间一定时,注水钻孔的渗透半径及应力前移距离公式。     

露天矿岩石边坡孔隙水压及热应力数值分析

结合可可托海露天矿岩石边坡中存在三组构造断裂的实际情况, 用二维离散元udec程序研究了边坡在自重及地下水作用下的受力状态, 构造断裂带中的孔隙水压大小及分布, 同时针对该矿处于亚寒带大陆性气候地区年温差高达80 ℃, 冬季温度最低为-58 ℃的情况, 采用ANSYS有限元软件研究了边坡围岩热应力大小及分布。研究结果表明, 边坡中部的断层裂隙中的孔隙水压力最大; 对于年温差大的可可托海露天矿, 热应力是影响边坡稳定性的一个最主要的因素。