六湯稀土礦開采過程中存在的問題及應對措施

秦 東 計 策

（廣西有色金屬集團稀土開發有限公司，廣西 南寧 530022）

六湯稀土礦開采過程中存在的問題及應對措施

秦 東 計 策

（廣西有色金屬集團稀土開發有限公司，廣西 南寧 530022）

文章主要針對崇左六湯稀土礦的開采工藝，分析在開采過程中，對回收率及環境產生影響的因素及采取的相應應對措施。

稀土礦；原地浸出；回收率；措施；環境

廣西崇左市六湯稀土礦屬于南方離子吸附型稀土礦床，采用先進的原地浸出工藝進行開采。主要應用礦床中的稀土離子具有可交換、吸附的特性，在浸出液的作用下被交換吸附出來，達到開采利用的目的。原地浸出工藝涉及礦床地質學、水文地質學、采礦、選礦、冶煉、化學、流體力學、環境科學、安全科學等多專業的綜合性學科。在開采過程中不破壞地貌、不產生礦石搬運、不產生排土問題，直接從礦床中回收有價金屬，屬于綠色開采工藝。根據其開采工藝條件，在生產過程中，依然存在著如何提高回收率及更好保護環境的問題。文章就崇左市六湯稀土礦開采過程中對回收率及環境影響的影響因素進行分析并提出解決的方法。

（一）崇左市六湯稀土礦的開采工藝

本礦山采用原地浸出工藝，其工藝技術路線為：網井布液、靜壓滲液、負壓封底、綜合收液。即將浸礦液通過網格布置的注液井注入天然埋藏條件下的風化礦體；浸礦液在靜壓滲浸條件下，在滲流場中滲透，礦石由非飽和狀態過渡到飽和狀態，滲流場由不穩定過渡到穩定狀態，進而產生穩定流動，在此過程中，浸礦液中的陽離子與礦物中的稀土離子發生交解作用，稀土離子進入溶液，形成稀土母液；浸出的稀土母液或沿天然基巖隔水層面流向集液溝，并匯集到集液池，或向負壓收液面集中（即礦層底部收液坑道），并沿負壓收液系統，最后匯集到集液池，再輸送到水冶車間進行處理；母液凈化后加入沉淀劑使稀土沉淀，然后將稀土沉淀物過濾，灼燒而得到混合氧化稀土。原山浸析采礦工藝流程，如下圖1所示。

圖1 原地浸析采礦工藝流程

（二）開采過程中影響回收率的因素及應對措施

根據本礦山應用的原地浸出開采方案，可以知道，對于稀土的回收主要是通過浸出液在流經含稀土礦的礦層時，稀土離子與浸出液中的陽離子（NH4+）產生交換后，隨著浸出液（母液）一起集中回收。即浸出液從注液井(孔)中沿風化礦物的孔隙進入礦體，并附著在吸附了稀土離子的礦體表面；溶液在重力和壓力作用下，在孔隙和裂隙中擴散，并擠出孔裂隙水；溶液中活動性更強的陽離子與礦物表面的稀土離子發生交換解析作用，并使稀土離子進入溶液，生成孔裂隙稀土母液，形成原地浸析層；不斷加注的新鮮溶液，擠出已發生了交換作用的稀土母液，并與礦物里層尚未發生交解作用的稀土離子，發生交解作用。擠出的地下水及形成的母液到達礦體地下水位后，逐步提高原地浸出采場內的地下水位，形成原地浸析采場內的母液飽和層。當飽和層所形成的地下水坡度達到一定的角度( >15°)時，可形成采場內較穩定的母液地下徑流，在水封閉的條件下，在整個原地浸析過程(注液與注頂水過程)中，母液流向設置在采場下部的集液溝中。在這過程中，稀土回收率的影響因素有：①浸出液與礦床中稀土的接觸和交換問題（即浸出率問題）；②浸出排管、孔深、孔距、注液方式等原因，而導致浸出時存在浸出盲區；③在注液后，浸出液往浸出區外漂移，使得母液回收率低。

針對上述三點，通過試驗，采用如下應對措施：①采用增加布液點、減小孔深、孔距和孔徑、減少加液量等方法，即采用低液固比、高濃度浸出劑、多布液點、少加液量的方法，浸出液按照“先上后下”、“先濃后淡”、“先液后水”的三先原則注液，可以減小浸出盲區，提高浸出率。采用從生產井抽取的液量要略大于注入的液量（這樣就給礦體中的液體施加了一個向生產井流動的動力）；②在礦體周邊注入聚合物，做一道注漿幃幕（防止浸出劑向礦體外漂移）；③圍繞礦體周邊鉆一些保護井，向這些井注入水，把浸出劑驅回礦體；④利用監測井監測可能發生的浸出劑的漂移，以便及時采取預防措施，防止浸出液產生向浸出區外漂移，有效地保證了母液的收集。

（三）沉淀過程中對回收率的影響及對應措施

對于整體礦山而言，除了開采過程中的浸出率、母液收集率對稀土回收率的影響外，在沉淀過程中也有損失。在浸出的母液當中含有很多的非稀土雜質,為保證產品的質量,在沉淀前必須先除雜。在除雜的過程中，會有部分稀土隨著雜質沉淀而產生裹脅損失。對此類損失，采用的措施為：①在原地浸出時控制浸出劑的濃度及酸度，盡量減少母液中的雜質；②在除雜過程中嚴格控制沉淀劑的質量和數量，并嚴格控制PH值，盡量減少裹帶損失。母液經除雜完成后成為合格的稀土母液，合格母液加入碳銨沉淀形成碳酸鹽沉淀，最后將碳酸鹽沉淀經板框壓濾機過濾即得到碳酸稀土產品。在這個過程中產生的損失主要為：在沉淀工序時因沉淀不完全而造成稀土損失；在壓濾工序時有少量的稀土碳酸鹽細粒透濾，形成壓濾脫水損失。針對此類損失，采用的措施有：①在碳銨沉淀時，控制母液的稀土濃度、PH值、碳銨的添加狀態、加入量及加入方式，使其結晶良好；②在壓濾時選用合適的濾布，并將濾液放到沉淀池，使微小顆粒進行再沉淀。

（四）開采過程中，影響環境的因素及應對措施

原地浸出技術屬于綠色開采技術，但在開采的過程中，如操作不當，也會產生環境事故。主要產生的環境事故為山體滑坡和母液滲漏。

產生環境事故的主要原因有：①在離子交換過程中，部分細粒粘土隨著浸出液一起流走，改變了礦層的力學性質，使巖體變得疏松；②由于注液時液面控制不當，使浸出液與表土發生明顯的激此化學反應，產生大量氣泡，并使表土不斷遭到侵蝕、剝落，堵塞微細孔，使浸出液在表土匯集，下滑力大于礦層的結構力；③出現穿井現象，注入的溶液不再是滲流，而是穿流,加大了對礦層破壞能力；④最后灌頂水時流量及位置不當，使本因交換而結構力降低的礦層的壓力過大；⑤集液溝滲液面不夠或沒有挖穿全風化礦層，使礦層飽和水位不斷升高，增大了巖體的負荷。

根據上述對環境影響的原因，采用如下的應對措施：①注液井中注液面要嚴格控制在表土層以下，禁止浸出液注入表土層與全風化層的過濾帶中，以免發生氣泡堵塞與固體堵塞現象；②增加集液溝滲液面積，并在開挖時將全風化礦層挖透，使其在全風化礦層有一定高度的滲液面；③開挖集液副溝并對集液溝進行支護，保證其牢固，防止出現事故而導致母液滲漏；④做好防洪設施，把排洪系統按當地最大雨量設計施工；⑤保證浸出液通暢的同時，嚴格控制注液井液面高度；⑥在礦體周圍，灌混凝土樁，保護好礦體。

（五）結語

原地浸出技術屬于綠色開采技術，適合于崇左六湯稀土礦的開采，在開采的過程中，只要密切關注到上述對回收率及環境影響的因素，并做好相應的防范措施，就能有效地保護了環境，具有很好的經濟效益、社會效益及環境效益。

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[5]礦產資源綜合利用手冊編輯委員會 礦產資源綜合利用手冊[M].北京:科學出版社,2000.

TD98

A

1008-1151(2011)04-0120-01

2011-01-12

秦東（1971－），男，廣西玉林人，廣西有色金屬集團稀土開發有限公司選礦助理工程師，從事礦產資源開發利用及環境保護。