關于風化殼淋積型稀土礦山提高回采率的探討

計 策 秦 東

(廣西有色金屬集團稀土開發有限公司，廣西 南寧 530022)

關于風化殼淋積型稀土礦山提高回采率的探討

計 策 秦 東

(廣西有色金屬集團稀土開發有限公司，廣西 南寧 530022)

文章分析了前期地質勘察、開采過程中的各生產環節中影響風化殼淋積型稀土礦山回采率的因素。為降低礦石損失、提高回采率，礦山企業應加強生產勘探，提高儲量級別，合理優化采礦工藝，搞好生產技術部門相互監督、協同管理，有效提高回采率。

風化殼淋積型稀土礦；回采率；對策；措施

風化殼淋積型稀土礦是上世紀70年代在我國南方發現的一種世界罕見的稀土新型礦床，主要分布于南方 7省的離子吸附型稀土礦是中國特有的、具有較大產業價值的中重稀土礦資源。80年代中期，開發利用得到迅速發展，采礦方法采用傳統的露天開采易地浸析池浸工藝，這種工藝的推廣，曾對地方經濟發展起過很大的促進作用，但存在地面植被破壞、水土流失嚴重、環境污染嚴重、資源浪費大、資源利用率低等突出問題。

經過多年理論研究、基礎參數測試與條件試驗，提出了原地浸礦的技術路線與工藝流程。原地浸礦工藝不剝離礦體表土，不采掘和搬運風化殼礦砂，與易地浸析池浸工藝相比較，大大簡化開采、生產程序，尤其開采時不損害地表植被，不形成尾礦占用土地和不污染環境，愈來愈受到稀土開采企業的青睞，具有廣闊的開發應用前景。

為了使風化殼淋積型稀土礦山得到更加合理的開采，確保這一稀有資源持續健康發展。文章將對采用原地浸礦工藝開采風化殼淋積型稀土礦山降低損失提高回采率的問題進行探討。

（一）影響回采率的因素

1.地質條件的影響

對于一個具體的稀土礦塊，地質勘探的詳細程度將直接影響礦石的回采率，如礦床地質條件：礦體形態與規模、礦石平均品位、礦石粒級及礦物組成等等；礦區的水文地質條件：礦區所屬地貌、礦體賦存標高與當地最低侵蝕基準面的關系、礦區地表、地下水與裂隙、斷層構造的關系；礦區工程地質條件：礦石及圍巖的堅硬程度、裂隙發育程度、礦石、圍巖的完整性、穩定性等等。

根據探明的地質條件，通過浸礦試驗、測試參數，從理論上獲得礦石的損失率，然后用統計的方法求地質條件因素與回采率之間的關系。用相關系數大小反映地質條件對礦石損失率、回采率的函數關系，掌握適合的工藝條件，評價采用原地浸礦時技術上的可行性與經濟的合理性。

2.采礦工藝與損失率的關系

原地浸礦采礦法是指在不破壞礦體地表植被、不剝離表土、不開挖礦石的情況下，布設網井，利用浸礦液從天然埋藏條件下的非均質礦體把呈吸附態的稀土離子交換浸出，稀土離子進入溶液而形成母液流出礦體，然后收集母液并回收稀土元素的新型采礦方法。

圖1 原地浸礦采礦工藝流程

采礦工藝對損失率的影響主要來自以下幾方面：

（1）設計損失。開采設計規定不予回收的礦石，其所造成的損失為設計損失，主要包括因地質、水文條件，開采技術條件，安全條件等或因保護地表工程的而預留的不予開采區域的損失。如需布設井網，開挖注液井、收液溝及高位池而損失部分儲量。

（2）開采損失。在礦床開采過程中，由于所采用的采礦工藝作業等原因，造成部分應采工業礦量的丟失的損失為開采損失。開采損失又分為采下損失和未采下損失。

1）采下損失：因浸礦液與吸附于粘土礦物表面的離子態稀土存在一個交換率的問題，而不能將離子態稀土完全浸出造成的損失；浸出的母液在滲出回收的過程中被土壤吸收或沿裂隙滲漏等情況，使母液不能被完全回收而造成損失。

2）未采下損失：因受滲透性、滲透壓力、注液井布置等因素影響，造成浸礦劑達不到礦體，形成浸礦“盲區”造成浸礦損失等。

（二）降低礦石損失，提高回采率的對策及措施

為落實國家采掘工業中的各項技術經濟政策，礦山企業應建立和健全開采計劃、設計、施工、生產技術規程等有關制度。科學管理，合理降低損失率，提高回采率。根據實踐，目前和今后一段時間的技術條件，可采用以下對策及措施。

1.加強生產勘探,提高儲量級別

加強生產勘探，可以提高礦產資源儲量的可靠程度，為制定生產作業計劃和礦產儲量管理提供依據，能更加有效地控制礦體的規模、產狀、厚度及品位變化，進一步查明開采地段的礦產地質、水文地質條件、開采技術條件，為礦山工程設計提供更準確的地質依據，從而有效地降低礦石損失率，提高回采率。

2.合理優化采礦工藝

采礦工藝及流程不僅決定著回采工藝和設備的選擇、能源和材料的消耗、勞動生產力成本的高低，直接影響到礦石的損失與貧化。

（1） 采準階段工程布置優化

采場采準包括布置井網，挖掘注液井和注水井、觀測井，鋪設輸送液、水的管道，開挖和支護集液溝等，要合理布置，網井布液是注液井采用優化的井網參數布置成網格狀，實現均勻布液，使浸礦盲區減至最小，壓礦面積最小。

（2）浸礦階段工藝優化

離子型稀土原地浸礦的浸礦過程是多向固液體系的離子交換過程，浸礦液中交換勢更大的陽離子與礦石中粘土礦物表面呈吸附態的稀土離子發生交換作用，使稀土離子進入浸礦液。浸礦過程為一非穩態系統，它與化學反應、擴散過程的關系都很密切，就擴散過程而言，它與反應劑的擴散系數、沿擴散方向浸礦液的濃度梯度、液固相界面面積等有關。

因此，要選擇合適的浸礦液、浸礦液濃度、合適的固液比。礦石有一定的滲透性，注液時要保持一定的水頭壓力，維持溶液流速和注液的連續性。根據浸礦液所承擔的浸析礦量，沿山坡從上往下劃分為幾個浸析區，上部浸析區的注液時間注液量應大于下部浸析區注液時間，并使溶液能依次擠出礦體中的孔裂隙水，以降低礦石損失、貧化，提高回采率。

（3）母液回收階段工藝優化

浸出母液的收集是原地浸礦的關鍵環節，它直接影響到稀土總回收率。

原地浸出浸出液收集可采用自然收液、負壓收液及以水制水、用水封閉、預水處理、頂水擠壓的收液及堵漏方式。根據稀土礦地質條件、礦床特征及試驗結果，合理選擇具體礦塊的浸出液收集方式，并做好集液溝的防滲防溢工程，有利于降低礦石損失，提高回采率。

（4）其它措施

從大量的控速淋浸試驗中發現，對風化強烈、結構疏松、滲透不均的風化殼淋積型稀土礦進行原地浸出時，采用適當提高浸出劑濃度、增加布液點、減小孔距和孔徑、孔深、減少加液量等方法，即采用高濃度浸出劑、多布液點、低液固比、少加液量的方法，減小浸出盲區，提高回采率。即使淋積型稀土礦孔隙微隙、滲透率較低，但浸出劑流速慢、停留在縫隙中的時間長、與礦石接觸和反應充分，所以回采率有可能提高。

3.礦山企業生產技術部門相互監督、協同管理

（1）地質專業應根據“探礦超前”的原則合理布置生產探礦工程，進行地質素描，保證地質圖件的質量和精確度，使礦體形態質量控制在最小誤差范圍內。同時也要求化驗工配合好地質部門的工作，及時、準確地提供化驗數據。

（2）生產設計人員要經常深入現場進行調查研究，根據生產地質工作提供的礦體賦存條件和采礦方法的試驗結果，調整開發設計推薦的采礦工藝，制定切實可行的損失率計劃指標和完成指標的技術措施，不斷改進開采工藝和提高開采技術水平。

（3）測量專業負責提供采場生產現狀測繪資料，應從每一個礦塊開始回采起至回采結束時止，及時收集和整理原始資料，提出損失分析，計算上應嚴格按計算程序和公式要求進行，杜絕人為調整誤差，通過計算真實的反映生產實際貧損狀況，供采礦專業人員參考。

（4）采礦專業加強必要的技術管理，制定合理的回采計劃，并要有系統的母液回收統計資料，比較實際與理論計算出的回采率的偏差，并詳細剖析原因，采取相應對策及措施，及時補救。

（5）質檢專業應遵守計量、取樣、化驗規程，做到計量認真，取樣有代表性，化驗及時準確。計量取樣人員要定期檢查校正計量、取樣、化驗誤差，為計算損失，提高回采率提供可靠的數據，當流出母液質量不合格或壓濾稀土不合要求時，及時上報采礦技術部門，以便及時處理。

（三）結束語

隨著科學技術日新月異的發展，對礦產資源的需求日益增加，而礦產資源作為一種不可再生的自然資源，因此在現有的經濟技術條件下，我們必須運用各種技術手段和措施，降低礦石損失，提高回采率，使國有礦產資源的利用率與礦業可持續發展達到雙贏，促進我國礦業持續、穩定、健康地發展。

[1] 肖智政,湯溝忠,王新民,等.底板深潛式離子型稀土礦原地浸析采礦試驗研究(一)[J].化工礦物與加工,2003.32(11):16-18.

[2] 肖智政,湯溝忠,王新民,等.底板深潛式離子型稀土礦原地浸析采礦試驗研究(二)[J].化工礦物與加工,2003,32(12):9-11.

[3] 余斌,謝錦添,劉堅.蘭貝坑離子型稀土礦就地控速淋浸技術研究[J].甘肅冶金,2005,27(2):4-6.

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[5] 池汝安,田君.風化殼淋積型稀土礦化工冶金[M].北京:科學出版社,2006.

TD98

A

1008-1151(2011)05-0085-02

2011-01-14

計策（1982－），男，廣西柳州人，廣西有色金屬集團稀土開發有限公司采礦助理工程師，從事礦產資源開發利用及環境保護。