赣州市南部稀土矿区地下水水质特征及风险评估

为了解赣州市南部某稀土矿地区地下水水质对当地居民生活健康的潜在影响，对赣州市信丰、安远、全南、寻乌四个地区进行地下水取样，按照《地下水质量评价标准》(GB/T 14848—2017)对数据进行分析，结合熵权综合指数法、健康风险评价法对研究区地下水水质进行评价。结果表明：2018—2020年，研究区采样点地下水氨氮浓度检测平均值分别为0.08、0.05、0.9 mg/L,pH平均值分别为6.58、6.51、6.71;安远地区氨氮浓度超标率为4.5%,其余三个地区均无氨氮超标；研究区硫酸盐、铅均不存在超标。熵权综合指数法评价结果显示，研究区地下水水质等级均为优良；饮水途径的非致癌风险健康评价HQ值均在标准限值内。     

铅锌矿废石淋滤液在地下水潜水含水层中的迁移模拟研究——基于有限差分法

开采金属矿十分容易对地下水环境造成负面影响,开采后的尾矿与废石淋滤液对周围地下水环境的影响尤为突出。为定量研究铅锌淋滤液对周边地下水环境的污染,本文建立了二维稳定水流模型和二维对流弥散污染物迁移模型,利用MATLAB软件编写有限差分数值方法模拟了铅离子在潜水含水层中40年的迁移规律。结果表明模拟的地下水流动规律与实际情况基本相符,整个研究区域和居民区的最大铅离子浓度分别为0.2mg/L和0.035mg/L,在居民点区域的污染物浓度未超标。通过溶质运移模拟得到的污染物迁移规律,对加强矿区监测管理,以及周围水环境的保护有着一定的意义。     

接触膜脱氨法处理离子型稀土矿山氨氮废水的工程实践

采用接触膜脱氨法处理某离子型稀土矿原地浸矿开采方式所产生的氨氮废水,详细介绍了该方法的原理、工艺、特点及主要设备参数。采用接触膜脱氨法处理某离子型稀土矿山实际生产废水,出水氨氮浓度在15mg/L以下,氨氮脱除率稳定在98%以上,实现了氨氮废水达标排放。该方法具有脱除效率高,操作简单方便,占地面积小,运行稳定,可流动作业的优点。     

四川矿和包头矿混合硫酸焙烧工艺研究

研究了四川稀土矿与包头稀土矿硫酸焙烧的最佳工艺技术条件,考察了焙烧温度、焙烧时间、矿酸比以及四川稀土矿和包头稀土矿的配比等对稀土收率的影响,通过正交试验最终获得最优化的工艺参数:焙烧温度350℃,焙烧时间125 min,混合稀土矿和浓硫酸的重量比1∶2.0,四川矿与包头矿的重量比为3∶1,稀土收率达96%以上。同时确定了影响REO浸出率的因素由大到小分别为焙烧温度、四川矿与包头矿的配比、焙烧时间、矿酸比,此工艺重现性良好,水浸液REO含量为34 g/L,PO3-4的含量为0.0038 g/L,Fe2O3的含量为0.015 g/L,Th O2的含量0.001 g/L,均达到质量要求。     

离子型稀土矿削减氨氮污染问题的对策

离子型稀土矿是我国较为特殊的一类矿床类型,其形成与所处的地理纬度和气候息息相关。由于开采技术门槛不高,在当时国家政策的引导下,曾形成一波开采热潮。开采工艺经历了"池浸"、"堆浸"、"原地浸矿"工艺,浸矿体系也从钠盐浸矿逐渐转变为铵盐浸矿,伴随着四十多年稀土资源的开发利用,氨氮污染问题变得越来越突出。根据离子型稀土矿氨氮形成的特点,通过源头改变浸矿体系、建立防控体系、末端处置以及生态修复等手段,不断削减氨氮污染,为赣南离子型稀土矿的环境问题提供几点治理思路。     

离子型稀土矿山无铵绿色开采对植物和土壤微生物的影响

南方离子型稀土矿多年来采用以硫酸铵作为浸矿剂的原地浸出工艺开采,氨氮污染问题凸显;近年来开发出以硫酸镁替代硫酸铵作为浸矿剂的绿色无铵开采新工艺。为研究新型无铵开采工艺对环境的影响,本文分别选取全覆式离子型稀土矿块和裸脚式矿块设置测试样方和对照样方,测定典型植被芒萁的叶绿素含量和覆盖度以及土壤微生物的数量。研究表明,受注液影响的样方和周边未受影响的对照点的植物生长情况、叶绿素含量、土壤微生物数量基本相同,没有太大差异,说明无铵绿色开采工艺对不同类型的离子型稀土矿山植被和土壤微生物的影响在可以接受范围内,验证新开采工艺在不同类型稀土矿山的环境可行性。     

电化学法处理钨冶炼氨氮废水研究

江西某钨冶炼企业废水含氨氮108 mg/L、Cl-7870 mg/L,属高盐氨氮废水.研究应用电化学法处理高盐氨氮废水,采用模拟废水进行单因数试验,实际废水进行验证试验,以氨氮的去除效率及能耗大小为考核指标,探讨了初始pH值、氯离子浓度、电流密度、极板间距、电极类型、硫酸根以及反应时间对氨氮去除率和能耗的影响.结果表明...     

赤峰柴胡栏子金矿非胶结废岩充填体下残矿资源安全回采技术优化

柴胡栏子金矿上部矿床采用浅孔留矿采矿法开采过程中存在的大量间柱和顶底柱残矿，具有极高的经济价值，为了进一步提高残矿资源利用率，结合矿山开采技术条件，提出4种残矿资源整体开采技术方案，并基于ABAQUS数值模拟软件，建立对应的数值模拟模型，其尺寸走向方向420 m,竖直方向616 m,高160 m;围岩宽50 m,得到不同方案的矿柱回收率、位移场和地表沉降规律。通过对比分析，最终确定最优回采技术方案为横竖条状均匀支撑矿柱回采方案。研究结果表明：在实际生产中，采用该方案回收非胶结废岩充填体下残矿资源可以在安全开采的情况下实现经济效益的最大化。     

地质岩矿开采地区地下水数值模拟分析

地质研究区域由于含水介质不均一不连续、使其具有导水性在空间上存在差异的特点,地下水数值模拟是目前研究岩溶区地下水各种问题的重要手段。本文从地质岩矿开采地下水赋存介质及特性出发,分析介绍地下水数值模拟模型研究的研究发展现状,结合建模和应用,阐述地质岩矿区域地下水模拟研究在不同区域的优势与不足,为进一步研究提出建议与参考。     

复合高铁酸盐脱除焦化废水中氨氮的研究

郑州大学冉春玲等人研究了复合高铁酸盐对焦化废水中氨氮的去除作用及不同环境因素对氨氮脱除的影响。试验结果表明 ,当溶液中高铁酸根质量浓度为 60 .1 4mg/L,温度为 71℃时 ,焦化废水原始水样中的 NH3- N质量浓度可由 3493.8mg/L降至 1 65 3.9mg/L,氨氮脱除率为 5 6% ;对于经生化处理后的氨氮质量浓度为 2 .70 6mg/L的焦化废水 ,当溶液中高铁酸根质量浓度为 1 3.2 78mg/L时 ,NH3-N质量浓度可降至 0 .0 345 mg/L,N去除率大于 98.7% ,系统排放水中氨氮指标远低于国家排放标准。复合高铁酸盐脱除焦化废水中氨氮的研究@张丽霞…     

离子型稀土不同浸出剂柱浸对比试验

针对离子型稀土原地浸出工艺现有氨氮污染问题,考察镁盐、铝盐等非铵浸出剂对稀土浸出过程的影响。以赣州稀土矿样为研究对象,选择硫酸镁与硫酸铵通过柱浸的方式进行对比试验,同时考察铝盐与铵盐、镁盐联合浸出效果的影响,测定浸出液成分,分析不同浸出剂浸出效果的差异。结果表明：相同质量分数的硫酸铵和硫酸镁浸出效率相当,硫酸铵可达91.37%,硫酸镁可达89.22%;添加铝盐后的稀土浸出率仅76%左右,铝盐的添加不能促进稀土浸出效率的提升;铵盐柱浸顶水洗涤后铵根离子可降低至76 mg/L,镁盐柱浸顶水洗涤后镁离子可降低至27 mg/L,镁离子比铵根离子更容易洗涤去除。硫酸镁作为浸出剂能够从根本上解决离子型稀土矿山氨氮污染问题。     

Mineral properties and leaching characteristics of volcanic weathered crust elution-deposited rare earth ore

Weathered crust elution-deposited rare earth ore is an important resource of rare earths, including grantic weathered crust elution-deposited rare earth ore and volcanic weathered crust elution-deposited rare earth ore. The development condition of the weathered crust, weathering degree and mineral composition of these ores will be different because of the differences between their parent rocks and weathered crust causes of mineralogy path. Therefore, mineral properties and leaching characteristics of volcanic weathered crust elution-deposited rare earth ore from Chongzuo(CZ), Guangxi province were investigated. It was found that the CZ rare earth ore was a typical mid-yttrium and rich-europium ore, with the overall rare earth(REE) grade in ion-exchangeable phase of 0.15%. Partide size classification showed that finer particle had a higher REE grade. Column leaching tests showed that the leaching efficiency of REE was above 94% with leaching agent concentration of 0.20 mol/L, liquid-solid ratio of 4:3, flow rate of 0.60 mL/min, and initial pH value around 5.67. Compared to ammonium sulfate leaching, magnesium sulfate leaching was advantaged by nearly zero ammonia nitrogen emission while their REE leaching was almost equivalent.     

基于膜技术处理离子型稀土矿开采废水的研究

探究了更加实用的膜技术应用于处理稀土矿开采的废水,提出采用两级反渗透膜浓缩加硫酸调pH值工艺,使得二级反渗透出水的氨氮浓度低至5.05 mg/L,清液可直接达标排放或回用。浓缩液再经过纳滤膜,可进一步分离稀土离子,稀土离子总回收率达到93.01%。纳滤膜的清液中只有硫酸铵,可作为浸出试剂再利用。此实验过程中稀土离子和氨氮资源都可被回收利用,具有较好的经济价值。      

A two-parameter model for ion exchange process of ion-adsorption type rare earth ores

The establishment of a mathematical model for the ion exchange process is key to creating a theoretical basis for the mining of ion-adsorption type rare earth ores. Ore samples from Xinfeng, Xunwu and Anyuan were used as the test ore samples in the present study and equilibrium batch tests of ore sample leaching using various ammonium sulfate concentrations were performed. The results show that, after leaching, there is a negative exponential relationship between the ratio of the solid-phase rare earth ion concentration to the aqueous-phase rare earth ion concentration and the initial ammonium ion concentration. However, there is a linear relationship between the natural logarithm of the ratio of the solid-phase ammonium ion concentration to the aqueous-phase ammonium ion concentration and the initial ammonium ion concentration. Based on the above two functional relationships, a two-parameter model for the equilibrium ion exchange process of ion-adsorption type rare earth ores was established. Using the established model to analyze the test data the model error for the Xunwu ore sample is found to be less than 5%. The proposed model is more accurate compared with the Kerr model. The two-parameter model proposed in this study provides theoretical support for the numerical simulation of column leaching (in-situ leaching) of ion-adsorption type rare earth ores.     

镁钙铵系浸取剂对离子吸附型稀土矿区土壤生态影响初探

离子吸附型稀土矿富含宝贵的中重稀土战略资源,工业开采过程产生的氨氮污染问题长期备受关注。分别以硫酸镁、氯化钙和硫酸铵柱浸模拟离子吸附型稀土矿浸取尾矿,以中黄13大豆为供试作物,开展了室外盆栽试验,探究其对离子吸附型稀土矿区土壤的生态影响。结果表明,与采用铵浸尾矿种植相比,采用镁浸或钙浸尾矿种植的豆苗株高相当或更高,叶片的叶绿素含量更高或相当,根系生长正常,主根明显,侧根茂盛,且地径明显更粗,这可能与镁、钙等能直接参与叶绿素合成、加速糖分运输、改善土壤板结等有关。与采用硫酸铵浸取剂浸矿相比,采用硫酸镁、氯化钙浸取剂浸矿对离子吸附型稀土矿区土壤的生态影响更小,这也为离子吸附型稀土矿绿色开采和浸矿场地污染防治指明了发展方向。     

稀土矿区地下水“三氮”分布特征及迁移转化规律

三氮"浓度是稀土矿区地下水质量评价的重要指标,"三氮"污染特征的分析以及迁移转化规律的揭示对水环境监测和污染治理具有重要意义。以龙南离子型稀土矿区地下水为研究对象,通过钻孔取样和水质分析,探讨地下水中"三氮"的分布特征以及迁移转化规律。结果表明:1)龙南稀土矿区地下水中,"三氮"在松散岩孔隙水中的浓度略大于风化带裂隙水,NH₃-N浓度远超地下水Ⅲ类水标准,最大超标倍数48.42倍,超标率31.71%,NO₃-N、NO₂-N浓度较低,无明显超标现象。2)NH₃-N以浸矿区为中心,沿地下水径流方向迁移,水平迁移距离约3500m;"三氮"在松散岩类孔隙水中的迁移速度大于在风化带网状裂隙水,土体渗透系数越大,"三氮"迁移速度越快。3)"三氮"在地下水中的转化机制主要是硝化反应、反硝化反应以及NH4⁺的挥发作用和NO2^-的自分解反应,pH是影响矿区地下水中"三氮"富集以及相互转化的重要因素。     

超声浸提-电感耦合等离子体原子发射光谱内标法测定离子型稀土矿区土壤中有效硫

离子型稀土矿在开采过程中由于浸矿液的注入,使得大量的硫进入到周边土壤中,影响着矿区的环境生态以及生物代谢。土壤中有效硫的准确测定对于离子型稀土矿区环境监测及保护、采矿迹地和尾砂废弃地的土壤修复以及植被重建具有重要意义。实验采用超声浸提结合电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)内标法建立了测定离子型稀土矿区土壤中有效硫的分析方法。通过超声浸提条件选择试验,确定以磷酸盐-乙酸作为浸提剂,超声浸提时间为15min,解决了传统振荡提取耗时长的问题;选择S 182.0nm作为测定谱线,以2mg/L的铼标准溶液作为内标,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行测定,相比于有效硫测定行业标准方法,大大缩短了分析流程。实验结果表明,有效硫在0.10~20.0mg/L质量浓度范围内线性关系良好,相关系数达到0.9999以上;方法检出限为0.08mg/kg。用土壤有效态成分分析标准物质进行方法精密度和正确度验证,测定值与标准值相符,相对标准偏差(RSD,n=5)小于2%。同时,用实验方法和行业标准方法对离子型稀土矿区中不同类型土壤中的有效硫进行了对照分析,测定结果一致,说明实验方法可为矿区环境中有效硫的监测提供快速准确的数据支持。     

地下水抽出处理技术在离子型稀土矿山的工程应用

南方离子型稀土矿山在采用地浸工艺开采过程中,由于水文地质条件和浸矿母液的渗漏,对地下水环境造成一定的影响。为解决离子型稀土矿地下水污染问题,基于赣州稀土矿业有限公司矿山水文地质条件、无铵开采新工艺特点以及地下水与地表水补排关系,赣州稀土矿业有限公司提出一套新的地下水过程监管及末端治理措施处理工艺。针对边界矿区地下水末端治理,开展了小流域地下水抽出处理工程项目建设。根据地下水抽出系统项目运行效果,可以有效控制稀土开采活动对地下水环境的影响。工程实践表明,地下水抽出处理技术具有处理快速、适用性广,为有效解决离子型稀土矿山地下水污染防控提供了可靠的途径。     

纳滤浓缩稀土母液沉淀上清液的实验研究

以赣州某稀土公司浸矿所得稀土母液经NH₄HCO₃除杂沉淀后的上清液为处理对象,主要研究纳滤技术对原液中稀土离子的浓缩效率,以及对NH₃-N分离回收情况,以期能够为工业化分离应用提供借鉴.实验表明,当原液中稀土离子浓度为142.9 mg/L,氨氮浓度为346.1 mg/L时,在操作压力为0.8 MPa,进水pH值为6.49,运行温度为25 ℃的条件下,浓缩液侧稀土离子截留率达到95 %以上,Ca2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+等杂质离子截留率能够达到75 %~90 %,透过液侧氨氮浓度为原浓度的60 %左右,有一定的浓缩效果;6.0 L的稀土母液沉淀上清液浓缩至0.6 L时,RE3+浓度升高至1 242.0 mg/L,浓缩了近8.69倍.      

Lattice Boltzmann model for simulation on leaching process of weathered elution-deposited rare earth ore

The lattice Boltzmann model with coupled chemical reaction was proposed to simulate the ion exchange process of rare earth leaching and verified by comparison with both empirical correlation of mass transfer coefficient and unreacted-core shrinking model. By simulation, the zonation phenomenon of leaching reagent in the leaching column was presented, and the breakthrough curve of leaching reagent was obtained. When t=50 s, there existed the saturated and exchange zones, and the leaching reagent concentration decreased gradually from 20 to 9.3 g/L. In accordance with the breakthrough curve, the breakthrough capacity of ion-type rare earth ore and the adsorbed ion concentration of leaching reagent were derived, the time of t=25 s was the breakthrough point of ammonium ion in leaching reagent and the breakthrough capacity of the rare earth ore was 125 g/L. Besides, the chemical kinetics parameters used for the solute transfer process of rare earth leaching were obtained by the simulation and then were used to determine the rate-limiting steps of rare earth leaching process.