离子型稀土矿山堆浸场地土体物理力学性质研究

采用堆浸工艺开采离子型稀土会破坏矿山地表的植物和污染土壤。露天开采使得土体完全裸露在外,容易发生水土流失、滑坡等地质灾害,土质类型也逐渐向砂类土转变。以定南县离子型稀土矿山大塘尾堆浸场地为研究区域,研究了该堆浸场地废弃矿渣土体的物理力学性质,分别进行了土体的含水率,密度、液塑限和抗剪强度等物理力学性质试验。为进一步阐明不同含水率条件下土体抗剪强度及其指标的变化规律,设置土体含水率分别为9%、12%、15%、18%、21%五种不同梯度条件,制备重塑扰动土样并进行直剪试验。试验结果表明：随着含水率的增高,土样的黏聚力整体呈下降趋势,内摩擦角变化不大,而土样的抗剪强度逐渐降低。研究结果可为类似场地的生态修复和治理提供理论依据。     

离子型稀土矿体强度特性试验研究

为研究离子型稀土矿体的抗剪强度特性,基于GDS非饱和三轴试验系统,对江西龙南地区典型的离子型稀土重塑矿体开展饱和三轴剪切试验和控制吸力的非饱和三轴剪切试验。研究发现:离子型稀土饱和矿体的应力-应变关系呈弱软化型,稀土矿物颗粒的黏聚力对抗剪强度贡献较小,矿体的抗剪强度主要由矿物颗粒之间的摩阻力承担;非饱和矿体的抗剪强度对基质吸力的变化较为敏感,随着基质吸力增大,吸附强度呈非线性增加,应力-应变关系由硬化型逐渐转变为弱软化型,非饱和矿体的的抗剪强度有所提高,而基质吸力的内摩擦角φ~b呈非线性减小,表明基质吸力对非饱和矿体抗剪强度的贡献是有限的;利用乘幂函数对基质吸力与吸附强度的关系进行拟合,据此提出适合龙南类型离子型稀土非饱和矿体的抗剪强度公式和有效应力表达式。     

南方废弃稀土矿区生态失衡状况及其成因

本文综述了我国南方废弃稀土矿区大面积植被破坏,水土流失严重、滑坡、泥石流危险,重金属污染,水体污染,土壤污染和氟污染的生态失衡状况;并详细分析了造成南方废弃稀土矿区生态失衡状况的成因,如采用池浸、堆浸和原地浸取工艺提取稀土的不足,稀土矿的矿床厚度薄且分布较为广泛、稀土品位较低同时资源利用率低,南方离子型稀土资源未充分进行整合、相关部门对稀土矿开采的准入和监管不到位,针对离子型稀土矿区生态恢复的研究滞后、未形成可推广的稀土废弃地生态修复模式等;最后,从以下诸方面提出了改善南方废弃稀土矿区生态失衡状况的建议,如:开发提取稀土的新工艺、加快稀土资源整合的步伐、加大稀土废弃地生态修复研究的投入等。     

弱渗透性离子型稀土矿堆浸工艺优化试验研究

针对堆浸浸取弱渗透性离子型稀土矿过程中稀土矿物浸出率偏低和资源浪费的情况,通过模拟堆浸浸矿法,对弱渗透性离子型稀土矿进行了浸矿试验,分别从矿堆堆筑、矿堆内部增渗以及布液方法等方面对堆浸浸矿工艺进行了优化研究。试验表明:当矿堆底垫倾角为5°,圆柱体矿堆中增加的渗透器的截面积占矿堆截面积的2%时,浸出效果显著,其浸出率为79.24%,稀土离子平均浸出浓度为2.03g/L。与传统堆浸方法相比,浸出率提高了10.04%。     

饱和度对离子型稀土矿抗剪强度的影响(增刊)

为获得离子型稀土矿体在非饱和-饱和状态下的强度特性,以江西龙南地区某离子型稀土矿为研究对象,利用GDS非饱和三轴仪对不同饱和度的重塑矿体开展常规三轴试验,研究发现：饱和度对矿体的应力-应变关系有显著影响,随着饱和度的增加,矿体的应力-应变关系由应变软化型逐渐转变为应变硬化型,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏,抗剪强度呈非线性降低;饱和度的变化对矿体的内摩擦角影响不明显,对总黏聚力的影响很大,可认为饱和度变化对矿体强度的影响,主要是通过改变总黏聚力的大小来起作用的;通过线性回归分析,矿体总黏聚力与含水量呈半对数线性关系,总黏聚力与饱和度呈乘幂函数关系,并针对该离子型稀土矿提出与饱和度有关的总应力抗剪强度公式。     

饱和度对离子型稀土矿抗剪强度的影响

为获得离子型稀土矿体在非饱和-饱和状态下的强度特性,以江西龙南地区某离子型稀土矿为研究对象,利用GDS非饱和三轴仪对不同饱和度的重塑矿体开展常规三轴试验,研究发现:饱和度对矿体的应力-应变关系有显著影响,随着饱和度的增加,矿体的应力-应变关系由应变软化型逐渐转变为应变硬化型,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏,抗剪强度呈非线性降低;饱和度的变化对矿体的内摩擦角影响不明显,对总黏聚力的影响很大,可认为饱和度变化对矿体强度的影响,主要是通过改变总黏聚力的大小来起作用的;通过线性回归分析,矿体总黏聚力与含水量呈半对数线性关系,总黏聚力与饱和度呈乘幂函数关系,并针对该离子型稀土矿提出与饱和度有关的总应力抗剪强度公式。     

江西赣州停止用堆浸工艺处理稀土原矿

日前从江西赣州市矿管局获悉，因离子型稀土矿原矿池浸工艺属有色金属行业限制类生产工艺，而离子型稀土矿原矿堆浸工艺实际上是放大的原矿池浸工艺，对生态环境造成极大的破坏。赣州市政府决定近期将全面停止采用堆浸工艺生产稀土原矿和暂停稀土原矿生产。     

离子型稀土矿抗剪强度指标特征及影响因素

由于离子型稀土矿通常采用原地浸矿工艺,降低了矿岩的抗剪强度,从而诱发边坡失稳。利用固结不排水试验、不固结不排水试验和快剪试验,研究不同初始干密度、初始含水率和孔隙溶液类型下矿体抗剪强度指标的变化规律。结果表明：当初始含水率一定时,矿体的黏聚力与初始干密度呈正相关,内摩擦角随初始干密度变化不大;当初始干密度一定时,矿体的黏聚力与初始含水率呈负相关,内摩擦角随初始含水率增加略微增大;在不同初始干密度、含水率影响下C_cu和C′呈良好的线性关系;当初始干密度、含水率一定时,CU试验、UU试验与快剪试验的C、φ值大小关系分别为：C_q >C_uu >C_cu,φ_cu䥺Symbol{B@φ_q。研究结果为离子型稀土在无氨氮或少氨氮开采工艺中矿山边坡的稳定性评价提供一定的理论指导。     

南方某离子稀土矿山生态修复体系研究

分析堆池浸工艺废弃矿山土壤的主要问题,对某离子型稀土矿生态修复方案进行设计,废弃地恶劣基质转变成能够生长植物的土壤是修复的关键,为同类型稀土矿山生态修复方案的编制提供参考。     

离子稀土矿山环境影响评价中的生态修复体系研究

分析堆池浸工艺废弃矿山土壤的主要问题,对某离子型稀土矿生态修复方案进行设计,将废弃地恶劣基质转变成能够生长植物的土壤是修复的关键,为同类型稀土矿山生态修复方案的编制提供参考。     

弱渗透性离子型稀土矿浸矿试验研究

针对弱渗透性离子型稀土矿采用原地浸矿法浸矿效率不高及对环境产生的危害等问题,采用柱浸试验模拟堆浸采矿法对弱渗透性离子型稀土矿进行浸矿试验,研究浸矿剂种类、浓度、使用剂量、流速和装矿高度等与稀土浸出率、浓度之间的相互关系。结果表明,当浸矿剂硫酸铵溶液的浓度为30g/L、液固比为1∶1、流速为2.8mL/min时,稀土的浸出效果最佳,浸出率约为70%,比原地浸矿采矿法的浸出率高出10%左右。     

离子型稀土矿柱浸实验抗剪强度的分形特性研究

为了研究原地浸矿对离子型稀土矿抗剪强度的影响,进行了室内柱浸实验和直剪实验,分析了浸矿过程中颗粒级配与抗剪强度的变化规律。应用分形理论,对浸矿前、浸矿35d、浸矿70d土体的颗粒级配变化进行定量描述,分析了土体颗粒级配变化对抗剪强度的影响,并探究了分形维数与抗剪强度参数之间的关系。结果表明:由于浸矿过程中离子交换使得土体颗粒发生破坏,土体骨架崩解,细小颗粒所占比重增多;土体的抗剪强度整体呈下降趋势,其中内摩擦角持续减小,下降幅度16%左右;粘聚力下降幅度较大,大致浸矿35d后下降幅度达90%,之后趋于稳定;分形理论对于颗粒级配、抗剪强度参数的表征效果较好,为复杂无序系统的细观结构的层次性和相关性的分析提供了一种新的思路。     

真空预压下土体强度增长机理及其计算方法研究

在真空预压法加固过程中,土体产生等向固结压力。简单地将真空预压等同堆载作用的处理方法不尽合理,将导致计算土体抗剪强度时出现较大偏差而不宜忽视。该文采用摩尔应力圆来阐述土体受等向固结应力和K0固结应力的不同特点,从而导出二者土体抗剪强度增长偏差的解析解。实例分析表明,该方法较常规方法更准确可行。     

土-结构接触面剪切试验与应力-位移模型

为研究土-结构接触面的力学特性,进行了4个不同含水率的土-结构接触面改进直剪试验,并结合数学特征对接触面的应力-位移模型进行研究。试验结果表明：① 土-岩石接触面、土体内部的抗剪强度均随含水率的增大而减小,而土-砖接触面的抗剪强度随含水率增大基本上先增大后减小;② 土-岩石接触面的抗剪强度总小于土体内部抗剪强度;③ 土-砖接触面的抗剪强度与土体内部抗剪强度的大小关系随含水率增大而变化。提出了一个新的接触面应力-位移复合指数模型,新模型对硬化型和软化型曲线都适用,克服了传统模型的缺陷。对比分析表明,新模型拟合结果与实测数据吻合良好。     

合理确定某离子型稀土矿开采工业指标

矿床工业指标是一个动态性指标,应随矿山开采技术经济条件变化而实时调整,南方离子型稀土矿开采主要采用原地浸矿工艺,该工艺开采成本低、环境污染小.结合某离子型稀土矿地质勘探实际情况,通过对不同工业指标圈定的矿体进行开采经济论证,确定合理的矿床开采工业指标,正确评价稀土资源的工业价值,提高矿产勘查和开发利用的经济效益和资源效益,对类似矿山具有借鉴意义.     

深孔原位直剪测试仪的研制及应用

原位直剪试验是获取土体抗剪强度参数的有效方法。在参考室内和原位直剪仪后,研制出一种深孔原位直剪测试仪,介绍了结构组成、工作原理和技术优点。该设备可测定深埋地下软土、细砂的抗剪强度。设备的取样方式为测试杯直接插入土中取样,实现对土壤样本扰动最小化。测试杯中装有高精度传感器,通过对土体垂直和水平加载的方式,压力传感器可以测定土体的应力参数。该设备体积小、易携带,可自动采集数据,适用于复杂的现场环境。使用该设备对砂土进行抗剪试验,获得的抗剪强度参数与室内直剪试验的结果接近。最终结果表明,深孔原位直剪测试仪可应用于砂土、软土的抗剪强度测试。     

不同堆置状态粗粒土剪切强度试验研究

为研究不同堆置条件下排土场粗粒土的力学响应规律,开展了终排土体固结排水三轴压缩试验和在排土体快剪试验。研究结果表明,土体固结排水三轴压缩应力-应变曲线呈现先弹性后屈服再弱硬化的规律,体积-应变曲线有拐点,低围压时先剪缩后剪胀,高围压时以剪缩为主。在排土体快剪试验具有峰值强度,100～400 kPa时,峰值强度出现在剪切位移20%～30%之间,且剪应力-位移曲线呈弱化趋势;600～1 200 kPa时,峰值强度出现在剪切位移30%～40%,随剪切位移增加,土体抗剪强度基本保持恒定或略有增大。不同堆置状态排土体抗剪强度参数取值各不相同。     

离子型稀土矿山生态保护修复思路与实践——以赣江流域为例

党的十九大报告提出统筹山水林田湖草系统治理,对我国开展生态文明建设提出了新要求.矿山作为"山水林田湖草"中的重要元素之一,其生态环境质量直接影响山上山下、乃至流域上下游的生境质量.在不同类型的矿山中,稀土矿山由于稀土富存、稀有且产品价值高,是我国重要的战略资源集中地.其中,离子型稀土矿富含我国独有的中重稀土资源,被列为...     

黄土地区土与混凝土接触界面大型直剪试验研究

通过改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土4个含水率3个密度共64个试样的剪切试验.研究黄土地区土与混凝土接触界面抗剪强度随土体含水率以及土体密度变化规律,得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线.由曲线可知土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势,表明土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关.     

离子型稀土矿发现、命名与提取工艺发明大解密（三）

四、离子型稀土资源开发的二个“里程碑” 国家计委稀土专家组组长、中国工程院李东英院士，作为我国稀土发展历史的见证人和参与我国稀土行业决策咨询的主要专家，也与战斗在第一线的广大科技人员一样，经历了离子型稀土资源开发的每一步发展过程。他将我国离子型稀土矿的发现，高度总结和概括为国内外稀土发展历史上“具有里程碑意义的大事”；