一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，包括在矿体厚度的1/3处、2/3处和半风化层与基岩交界面下方5～15cm处沿矿体走向分别布置的一层收液导流孔组，与各层收液导流孔组一一对应的集液沟以及设置于山谷中的集液池；收液导流孔组均包括多个平行且间隔布置的收液导流孔；集液沟均环绕矿体设置，且位于对应的收液导流孔组下方20～50cm处；集液沟均通过管道与集液池连通。通过布置三层收液导流孔组，分层收液，提高了稀土回收率，收液导流孔组与对应的集液沟组成收液体系，构成的三层收液体系相互独立，有利于实现厚风化壳淋积型稀土矿山持续高效生产。

A system and method of in-situ leaching and layered liquid collection for eluvial rare earth ore with thick weathered crust

The invention relates to a thick weathering crust eluviation type in-situ leaching layered liquid collection system for rare earth ores, which comprises a layer of liquid collection diversion holes arranged along the ore body trend at 1 / 3, 2 / 3 of the ore body thickness and 5-15cm below the interface between the semi weathered layer and the bedrock, a liquid collection ditch corresponding to each layer of liquid collection diversion holes and a liquid collection pool arranged in the valley; the liquid collection diversion holes consist of There are several parallel and spaced collection diversion holes; collection ditches are set around the ore body and 20-50cm below the corresponding collection diversion hole group; collection ditches are connected with the collection pool through pipes. Through the arrangement of three-layer collection and diversion holes and the collection by layers, the recovery rate of rare earth is improved. The collection system is composed of the collection and diversion holes and the corresponding collection ditch. The three-layer collection system is independent of each other, which is conducive to the continuous and efficient production of the heavy weathered crust eluvial rare earth mine.

【技术实现步骤摘要】
一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统及方法
本专利技术涉及稀土提取回收
，具体涉及一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统及方法。
技术介绍
风化壳淋积型稀土矿是我国特有的战略资源，广泛分布于江西、福建、广东、广西、湖南与云南等省，具有放射性低、中重稀土元素含量高等特点，被称为高科技
的“工业味精”，风化壳淋积型稀土矿的开采与回收工作得到了国家的高度重视，工程实践中，目前广泛采用原地浸出工艺开采稀土矿体，通过注入浸取剂溶液，发生离子置换反应，将稀土阳离子交换到溶液中，回收浸出液，经除杂，沉淀后获得稀土产品，其中的回收浸出液工序在整个回采工艺过程中起着至关重要的作用，回收工艺的好坏直接决定了原地浸出工艺的成功与失败。目前除了滇南地区(海拔2225m)风化壳淋积型稀土矿体厚度较大，约为150m，其与地区(海拔324m)的风化壳淋积型稀土矿厚度比较小，最厚约为40m。针对薄风化壳淋积型稀土矿，现采用的原地浸出收液方法步骤为：1)沿着矿体表面人工开挖注液井，注入浸取液；2)利用钻井机械，在半风化壳与基岩的交界处下方10cm处钻取垂直于矿体的导流孔，且沿着矿体走向打一排；3)构筑集液沟与集液池，使得浸出液经导流孔与集液沟引入集液池中，回收浸出液。对于薄风化壳淋积型稀土矿，传统的收液方法提高了稀土回收率，带来了很好的经济效益，在稀土矿山中广泛应用。高海拔厚风化壳淋积型稀土矿从上至下依次为腐殖层、全风化层和半风化层，矿体下方为基岩，针对高海拔滇南地区的稀土矿风化壳厚度大，内部结构复杂及节理面多等特点，现有的风化壳淋积型稀土矿原地浸出收液方法存在一些问题：在浸矿过程中容易形成大量浸出液“流失”与“沟流”现象，严重影响稀土回收率，增加稀土回收周期，更容易诱发山体滑坡等地质灾害。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题提供了一种针对高海拔厚风化壳淋积型稀土矿的原地浸出分层收液系统及方法，通过分层收液，多级截流，防止与控制浸出液流失，提高稀土回收率。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，包括在矿体厚度的1/3处、2/3处和半风化层与基岩交界面下方5～15cm处沿矿体走向分别布置的一层收液导流孔组、与各层收液导流孔组一一对应的集液沟以及设置于山谷中的集液池，收液导流孔组均包括多个平行且间隔布置的收液导流孔，三层收液导流孔组的收液导流孔自上至下分别为上层收液导流孔、中层收液导流孔和下层收液导流孔，所述收液导流孔的深度为山脊顶端到边坡收液导流孔出口的水平距离，所述集液沟均环绕所述矿体设置，且位于对应的所述收液导流孔组下方20～50cm处，所述集液沟均通过管道与所述集液池连通。本专利技术的有益效果是：通过布置三层收液导流孔组，分层收液，有效的减少浸出液流失，提高了稀土回收率，有利于提高矿体边坡稳定与企业的经济效益；收液导流孔组与对应的集液沟组成收液体系，构成的三层收液体系相互独立，有利于实现厚风化壳淋积型稀土矿山持续高效生产。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述上层收液导流孔、中层收液导流孔和下层收液导流孔在水平面上的投影交替排布。进一步，任意相邻的两个所述中层收液导流孔对称轴的上方和下方分别设有上层收液导流孔和下层收液导流孔，所述收液导流孔形成菱形收液网络。采用上述进一步方案的有益效果是上层收液导流孔、中层收液导流孔和下层收液导流孔交叉布置，实现多级截流，有效预防与控制浸出液沟流，实现更大范围回收浸出液，提高稀土回收率。进一步，所述收液导流孔与水平面的锐夹角为2～6°。进一步，所述收液导流孔中均设有引流管，且所述引流管伸出所述腐殖层0.5～1m，其出口端位于对应的所述集液沟的上方，所述引流管为PVC管。进一步，所述收液导流孔的长度为25～250m，直径为5～8cm，每一层收液导流孔组内相邻的收液导流孔的孔间距为0.5～1.5m。进一步，所述上中下三层集液沟的深度分别为10～40cm、20～50cm、30～60cm，宽度分别为10～40cm、20～50cm、30～60cm。进一步，所述集液沟内设有防水层。本专利技术还提供了一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液方法，包括以下步骤：S1.沿着矿体表面按网格布注液井，深度达到半风化层，并在每个注液井内安插一根PVC管；S2.在矿体厚度的1/3处、2/3处和半风化层与基岩交界面下方5～15cm处，沿着矿体走向分别钻取一排平行的收液导流孔，每排收液导流孔组成收液导流孔组，三层收液导流孔组的收液导流孔自上至下分别为上层收液导流孔、中层收液导流孔和下层收液导流孔，在每个收液导流孔中安插PVC管；S3.在矿体边坡的每层收液导流孔下方20～50cm处环所述矿体分别构筑集液沟，收集自每层收液导流管中流出的浸出液；S4.在山谷下游构筑集液池，通过管道分别将三层集液沟中的浸出液引流至集液池中。进一步，所述上层收液导流孔、中层收液导流孔和下层收液导流孔在水平面上的投影交替排布。进一步，任意相邻的两个所述中层收液导流孔对称轴的上方和下方分别设有上层收液导流孔和下层收液导流孔，所述收液导流孔形成菱形收液网络。进一步，网格的间距为2～3×2～3m，注液井的直径为10～15cm，深度直达半风化层。用本专利技术的厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液方法提取稀土的回收效率是现有单层收液方法的1.43～1.67倍，稀土回收率高，并有利于矿体边坡稳定。附图说明图1为本专利技术的厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统纵剖面示意图；图2为本专利技术上层收液导流孔、中层收液导流孔和下层收液导流孔之间相对位置的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、注液井，2、腐殖层，3、液面高度，4、矿体，5、上层收液导流孔，6、中层收液导流孔，7、下层收液导流孔，8、菱形收液网络。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1如图1-2所示，本实施例提供了一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，矿体4自上至下依次为腐殖层2、全风化层和半风化层，所述厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统包括在矿体4厚度的1/3处、2/3处和半风化层与基岩交界面下方5～15cm处沿矿体4走向分别布置的一层收液导流孔组，与三层收液导流孔组一一对应的集液沟以及设置于山谷中的集液池，每层收液导流孔组均包括多个平行且间隔布置的收液导流孔，三层收液导流孔组的收液导流孔自上至下分别为上层收液导流孔5、中层收液导流孔6和下层收液导流孔7，所述收液导流孔的深度为山脊顶端到边坡收液导流孔出口的水平距离，所述集液沟均环绕所述矿体4设置，且位于对应的所述收液导流孔组下方20～50cm处，每条所述集液沟均通过管道与所述集液池连通。作为优选的，所述上层收液导流孔5、中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，矿体(4)自上至下依次为腐殖层(2)、全风化层和半风化层，其特征在于，包括在矿体(4)厚度的1/3处、2/3处和半风化层与基岩交界面下方5～15cm处沿矿体(4)走向分别布置的一层收液导流孔组，与各层收液导流孔组一一对应的集液沟以及设置于山谷中的集液池；/n收液导流孔组均包括多个平行且间隔布置的收液导流孔，三层收液导流孔组的收液导流孔自上至下分别为上层收液导流孔(5)、中层收液导流孔(6)和下层收液导流孔(7)，所述收液导流孔的深度为山脊顶端到边坡收液导流孔出口的水平距离；/n所述集液沟均环绕所述矿体(4)设置，且位于对应的所述收液导流孔组下方20～50cm处；/n所述集液沟均通过管道与所述集液池连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，矿体(4)自上至下依次为腐殖层(2)、全风化层和半风化层，其特征在于，包括在矿体(4)厚度的1/3处、2/3处和半风化层与基岩交界面下方5～15cm处沿矿体(4)走向分别布置的一层收液导流孔组，与各层收液导流孔组一一对应的集液沟以及设置于山谷中的集液池；
收液导流孔组均包括多个平行且间隔布置的收液导流孔，三层收液导流孔组的收液导流孔自上至下分别为上层收液导流孔(5)、中层收液导流孔(6)和下层收液导流孔(7)，所述收液导流孔的深度为山脊顶端到边坡收液导流孔出口的水平距离；
所述集液沟均环绕所述矿体(4)设置，且位于对应的所述收液导流孔组下方20～50cm处；
所述集液沟均通过管道与所述集液池连通。


2.根据权利要求1所述的一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，其特征在于，所述上层收液导流孔(5)、中层收液导流孔(6)和下层收液导流孔(7)在水平面上的投影交替排布。


3.根据权利要求2所述的一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，其特征在于，任意相邻的两个所述中层收液导流孔(6)对称轴的上方和下方分别设有上层收液导流孔(5)和下层收液导流孔(7)，所述收液导流孔形成菱形收液网络(8)。


4.根据权利要求1所述的一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，其特征在于，所述收液导流孔与水平面的锐夹角为2～6°。


5.根据权利要求1所述的一种厚风化壳淋积型稀土矿原地浸出分层收液系统，其特征在于，所述收液导流孔中均设有引流管，且所述引流管伸出腐殖层(2)0.5～1m，其出口端位于对应的所述集液沟的上方，所述引流管为PVC管。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘德峰，池汝安，张臻悦，陈卓，池晓汪，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42