植物浸取剂原地浸出离子型稀土矿中试模拟

分别以“散样重装”和保持矿体原样的离子型稀土矿为原料,开展植物浸取剂浸出稀土的小试和“原地浸出”中试模拟试验。探讨了试验动力学,探索了植物浸取剂浓度和用量对浸出的影响,并它的渗透性和浸取性能与硫酸铵为浸出剂时的进行了对比。结果表明,植物浸取剂浸出稀土过程的动力学符合“收缩未反应核模型”;128.2 kg浓度为2%植物浸取剂浸出451 kg稀土矿是合适的;保持矿体原样的稀土矿渗透性较差,植物浸取剂的水平平均渗透速度、垂直平均渗透速度、浸出率分别为0.141 cm/min、0.213 cm/min、94.40%,均好于硫酸铵的。     

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。     

离子型稀土原地浸矿场清水淋洗室内模拟试验研究

离子型稀土开采以硫酸铵为浸矿剂进行原地浸矿,大量的浸矿剂通过离子交换作用置换出稀土元素离子后,高浓度的氨氮则留存于稀土矿层土壤中。以广东某稀土矿区为研究对象,采用土柱模拟试验,对浸矿后的土柱体进行清水淋洗,研究了不同pH值浸矿剂、不同清水淋洗工艺特征下氨氮的解析规律。结果表明,以出水氨氮浓度达到《稀土工业污染物排放标准》(GB26451—2011)且变化平稳为淋洗终点,所用淋洗水量与矿样体积比在2.1～2.3倍,氨氮淋出率大于62%,硫酸盐淋出率大于58%,淋洗初期淋洗液氨氮浓度大幅下降,而后随着淋洗水量增加缓慢下降。研究结论为离子型稀土矿区土壤氨氮污染控制奠定一定理论基础。     

含钪稀土矿提钪浸出剂选择试验研究

对含钪稀土矿进行了光谱分析、化学成分分析及主要矿物含钪量的测定,根据稀土矿的性质,本研究选择了盐酸、硫酸、硝酸三种浸出剂,拟定了不同的方案进行选择浸出剂试验研究。在影响稀土矿浸出钪因素研究方面,主要进行了浸出浓度、浸出液固比、浸出温度、浸出时间、浸出粒度的试验研究。试验表明：在最佳试验条件下,硫酸的钪浸出率为58.18%;硝酸的钪浸出率为50.73%;盐酸的钪浸出率为59.34%。盐酸的浸出效果最好,本研究选择盐酸做浸出剂。     

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。     

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。     

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。     

常温浸矿菌对高砷铜精矿浸出机理的研究

采用浸矿菌浸出高砷铜精矿中的铜, 研究了浸出作用机理。通过比较浸出前后高砷铜精矿表面的变化和浸矿菌的吸附情况, 并结合浸出过程铁离子的变化对铜的浸出率的影响, 发现高砷铜精矿生物浸出的主要作用机理是间接作用机理。     

离子型稀土矿山堆浸场地土体加固材料强度特性研究

采用堆浸工艺开采稀土的离子型废弃稀土矿山植被生长稀疏,水土流失等地质灾害现象较为严重,为了改良稀土矿山土体性质,提高土体的强度,以定南县大塘尾废弃稀土矿山为研究示范区,采用膨润土、碳酸氢钠、水性聚氨酯、水泥和水按照一定比例制成土体加固材料,对离子型稀土矿山堆浸场地进行土体强化,采用直剪试验测试土体抗剪强度。试验结果表明：土体的抗剪强度显著提高,其中黏聚力提高了145.55%,内摩擦角增幅不明显;在较低的竖向应力作用下,加固土体的应力“硬化”潜力降低,剪切破坏类型向应力“软化”转变。研究成果为类似场地的生态修复以及水土保持工作提供了理论依据。     

偏高岭土活性铝浸出试验研究

本研究用偏高岭土为宜昌焙烧煤系高岭土。偏高岭土中活性铝具有火山灰活性并影响其应用潜能。探讨了影响活性铝溶出率的工艺因素,如焙烧温度、保温时间、浸出压力与时间、浸出质量分数与固液比。结果表明：煤系高岭土800℃焙烧3 h得到偏高岭土,浸出压力175.61 kPa、浸出时间60 min、盐酸质量分数15%、固液比100 g/L时,铝溶出率最高达到41.64%。该研究对于偏高岭土规模用于塑料、玻纤、水泥等大宗填料行业具有指导意义。     

离子型稀土浸矿过程矿样力学特性演化规律

通过对重塑稀土试样核磁共振成像和三轴强度测试试验,分析了3%(NH_4)_2SO_4溶液浸矿对重塑稀土试样的黏聚力和内摩擦角的影响。试验结果表明:用3%(NH_4)_2SO_4溶液做浸矿液时,其有效浸矿时间为3 h,而纯水浸矿不存在有效浸矿时间。在3%(NH_4)_2SO_4溶液的有效浸矿时间内,试样的黏聚力出现下降的趋势,下降幅度为79.5%。在3~6 h间继续浸矿,黏聚力又出现小幅度的增加,而试样的内摩擦角一直减小,减小幅度为54.5%。从核磁共振图像可以看出,在有效浸矿时间内,试样的核磁共振图像会出现一条"黑影",随着浸矿时间的继续,"黑影"会从试样的上部移动到底部。由此推断"黑影"为化学置换反应发生的区域。     

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。     

离子型稀土矿浸出渗流规律与调控方法研究

离子型稀土矿床成因与矿石性质复杂,矿体特有的黏土矿物不仅不利于稀土离子的渗流浸出,而且易产生药剂残留、渗流盲区,还可能引发山体滑坡等地质环境灾害。为给离子型稀土矿原地溶浸、高效回收工艺以科学指导,从原地溶浸化学反应、渗透规律、浸出动力学、水动力学、铝动力学等角度深入分析了离子型稀土矿浸出渗流规律研究现状,指出了原地溶浸过程存在的问题和发展方向,总结探讨了浸出渗流过程的调控方法。结果表明,以理论为指导,开发高效、经济、环保型浸出剂,研发助浸、抑杂、防膨、促渗等辅助药剂,改善注液、收液方式将是离子型稀土矿原地溶浸工艺优化的主要方向。     

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。     

重庆地区煤系高硫稀有金属复合矿稀土的铵盐浸出试验研究

重庆地区煤系高硫稀有金属复合矿含有稀土、铌等稀有金属元素,矿样中部分稀土呈离子吸附形态存在,为一种新类型的高硫稀有金属复合矿资源。试验采用铵盐为浸出剂,考察了铵盐种类、浸出方式及浸出条件对稀土浸出情况的影响。试验结果表明,分别以硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、乙酸铵、柠檬酸铵为浸出剂浸出矿样,稀土浸出率为31.96%~34.60%。以氯化铵为浸出剂浸出复合矿,稀土浸出率为34.60%,略高于其他铵盐浸出剂。从铵盐价格、稀土浸出率的高低、浸出时对杂质钙的抑制能力多方面综合考虑,选择硫酸铵为浸出剂较为适宜。以硫酸铵为浸出剂,分别对矿样进行了搅拌浸出、池浸、渗滤浸出试验研究。搅拌浸出、池浸、渗滤浸出的离子型稀土浸出率分别为91.88%、80.50%、88.70%,获得了较高的离子型稀土浸出率。     

酸法地浸采铀浸出剂的减量化控制与应用

针对酸法地浸采铀工艺特点,从采区不同溶浸阶段、满足铀矿石浸出要求、围岩成分及矿层堵塞等方面讨论了浸出剂酸度控制的影响因素及酸耗的主要来源,探讨了浸出剂酸度的控制方法。结果表明:酸法地浸中,酸耗的主要来源为方解石、铁氧化物、硫化物、绿泥石等非铀矿物,应优先考虑低酸浸出,并在不同浸出阶段适当调减浸出剂酸浓度,以满足浸出液中剩余硫酸浓度为0.5～2.0g/L较为合适。511矿床实际应用中,溶浸期浸出剂酸度为5g/L左右、溶浸末期为2～3g/L可满足生产需求。     

原地爆破浸出待浸松散矿堆的布液孔施工技术研究

针对某铀矿在原地爆破浸出待浸松散矿堆中施工布液孔时遇到的技术问题,结合MK-2A型全液压钻机和KD-100型钻机的结构特点,研制了与其配套的SKZ型钻具,并进行了现场生产应用。布液孔施工的成孔率由20％提高到95％以上,成功地解决了困扰该矿多年的在松散矿堆中施工布液孔的技术难题。     

广西某铅锌银硫化矿尾矿中黄药浸出特性研究

以广西某铅锌银尾矿为研究对象,采用静态浸出的试验方法,考察了浸取时间、振荡频率、液固比、初始pH值等因素对尾矿中黄药浸出量的影响.结果表明,在试验条件下,随着浸出时间的延长,静置体系黄药浸出量先增加后持续下降,而扰动体系(振荡频率为50、120、200 r/min)浸出量不断增加后趋于平稳,当浸出时间为4.5 h时,浸...     

注压条件下离子型稀土浸矿过程及孔隙结构演化规律试验研究

为探究注压条件对离子型稀土矿体浸出过程的影响,优化调控方法。以广东仁居离子型稀土矿为研究对象,选取不同孔隙比的稀土重塑土进行室内柱浸试验,监测注压梯度下不同孔隙比的离子型稀土矿浸出浓度、浸出流量、浸出率随时间的变化情况,同时采用核磁共振技术测定浸矿过程孔隙结构等参数。结果表明：离子型稀土矿浸出过程中不同孔径孔隙占比变化是影响浸出效率的重要因素之一。注压条件下,随注压强度增加,浸出率峰出现时间大幅缩短,浸矿过程中试样内部孔隙先由大孔隙和超大孔隙向小中孔隙转化,后期中孔隙向大孔隙转化,而超大孔隙及微孔隙占比进一步降低。注压强度小于10MPa时,随注压强度增加,中孔隙占比呈上升趋势,变化趋势逐渐扩大;注压强度大于10MPa时,随注压强度增加,中孔隙占比呈下降趋势,变化趋势逐渐变缓。