一种采用直流电开采稀土矿的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种采用直流电开采稀土矿的方法及系统，其中系统包括：注液孔，在开采区域布置至少3排和至少1列的注液孔；电极，在所述注液孔内布置电极，每排电极并联连接通电控制系统；浸取剂，向注液孔内添加浸取剂；通电控制系统，将开采区划分为

【技术实现步骤摘要】
一种采用直流电开采稀土矿的方法及系统


[0001]本专利技术涉及离子型稀土开采
，尤其涉及一种采用直流电开采稀土矿的方法及系统
。

技术介绍

[0002][0003]CN109402417A
中提出采用电法开采，主要包括在稀土矿山体分别插入阳极注液管和阴极集液管，且阴极集液管的插入位置低于阳极注液管的插入位置；在阳极注液管和阴极集液管之间通直流电；以提高稀土提取率和缩短开采时间
。
[0004]然而，实际的矿山规模较大，需要给多组电极同时通电工作，电极布置及通电方案存在很大问题，且所需耗电量较大
、
变压器功率大
。
[0005]此外，在持续通电的过程中，会在电极表面积累过剩的电荷，阻碍通电开采稀土
。
[0006]另一方面，由于水被电解，在阳极产生
H
+
减弱电渗流，在阴极产生
OH
‑
，导致稀土离子沉淀，二者均降低稀土开采效率且污染土壤
。
[0007]更不利的是，持续通电减少了浸取剂和稀土离子交换的时间，降低了稀土浸出率
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种采用直流电开采稀土矿的方法及系统，其旨在改善现有的通电开采稀土矿的方法中持续通电造成的电极极化
、
电解产生酸碱，降低通电开采效率，以及功率需求高
、
能耗大等问题
。
[0009]本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种采用直流电开采稀土矿的方法，包括：
[0011]步骤
1.
在开采区域布置至少3排和至少1列的注液孔，并在所述注液孔内布置电极，将每排电极并联后分别连接到通电控制系统上；
[0012]步骤
2.
向注液孔内添加浸取剂，而后采用通电控制系统依据设定的通电方式在所述电极之间施加直流电；
[0013]其中，通电方式为周期性轮换通电；
[0014]所述周期性轮换通电是指，将所述开采区域划分为
M
等份
(M
为正整数
)
，采用通电控制系统进行1至
M
的周期轮换通电
。
[0015]优选的，
M≥2(M
为正整数
)
，在第
N(N≤M)
个通电周期时，将所有第
M
╳
n+N(n
＝
0,1,2,3
，
……
)
排电极接通电源正极，将所有
M
╳
n+N+1(n
＝
0,1,2,3
，
……
)
排电极接通电源负极
。
[0016]在本申请的一实施例中，所述周期性轮换通电至少大于2周期
。
[0017]在本申请的一实施例中，所述注液孔的排数依据开采区域面积决定，所述每排注液孔的间距为
0.5
‑3米
。
[0018]可选的，每排注液孔的间距为1米
。
[0019]在本申请的一实施例中，所述注液孔的列数依据开采区域面积决定，所述每列注液孔的间距为
0.5
‑3米
。
[0020]可选的，每列注液孔的间距为1米
。
[0021]在本申请的一实施例中，所述注液孔的深度依据风化壳的厚度决定
。
[0022]可选的，所述注液孔的深度为5‑
50
米
。
[0023]在本申请的一实施例中，所述电极的布置深度依据注液孔的深度决定
。
[0024]可选的，所述电极布置的深度为5‑
50
米
。
[0025]可选的，所述浸取剂包括硫酸铵
、
氯化铵
、
乙酸铵
、
柠檬酸铵
、
氯化钙
、
硫酸镁
、
硫酸钾
、
硫酸钠
、
氯化钾
、
氯化钠中的至少一种
。
[0026]在本申请的一实施例中，所述正负电极之间施加电压使矿体中的电压梯度为
10
‑
200V/m。
[0027]在本申请的一实施例中，每周期通电时间为
0.1
‑
24
小时
。
[0028]一种采用直流电开采稀土矿的系统，包括：
[0029]注液孔，在开采区域布置至少3排和至少1列的注液孔；
[0030]电极，在所述注液孔内布置电极，每排电极并联连接通电控制系统；
[0031]浸取剂，向注液孔内添加浸取剂；
[0032]通电控制系统，将开采区划分为
M
等份
(M
为正整数
)
，采用1至
M
的周期轮换通电方法给电极通电
。
[0033]优选的，
M≥2(M
为正整数
)
，在第
N(N≤M)
个通电周期时，将所有第
M
╳
n+N(n
＝
0,1,2,3
，
……
)
排电极接通电源正极，将所有
M
╳
n+N+1(n
＝
0,1,2,3
，
……
)
排电极接通电源负极
。
[0034]周期性轮换通电至少大于2周期
。
[0035]本专利技术的有益效果：
[0036]相比于给所有开采区域同时通电，该轮换通电方案减少了开采过程的用电功率需求，降低了变压器等建设成本
。
在周期性轮换通电的过程中，每一排电极均被轮流通电源正极和负极，出现电极转换现象，例如在3等份3周期
(M
＝
3)
通电过程中，第
1(N
＝
1)
个周期时其中的1电极接正极，2排电极通负电，
……
；第2个周期，2排电极通正电，3排电极通负电，
……
；第3个周期，3排电极通正电，4排电极通负电，
……
。
该电极转换现象一方面有利于消除极化，降低持续通电过程产生的电荷积累，防止影响开采效率，另一方面能够自动中和电解产生的
H
+
和
OH
‑
，防止土壤污染
。
同时，在周期性轮换通电的过程中，未通电区域浸取剂和土壤中的稀土离子能够发生充分交换，从而提高稀土浸取率
。
相比于给所有区域持续通电，周期性轮换通电方法不仅节约了耗电量，且稀土开采率提高...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种采用直流电开采稀土矿的方法，其特征在于，包括：步骤
1.
在开采区域布置至少3排和至少1列的注液孔，并在所述注液孔内布置电极，将每排电极并联后分别连接到通电控制系统上；步骤
2.
向注液孔内添加浸取剂，而后采用通电控制系统依据设定的通电方式在所述电极之间施加直流电；其中，所述通电方式为周期性轮换通电；所述周期性轮换通电是指，将所述开采区域划分为
M
等份，
M≥2
，
M
为正整数，采用通电控制系统进行1至
M
的周期轮换通电；并且，在第
N
个通电周期时，其中
N≤M
，将所有第
M
╳
n+N(n
＝0，
1,2
，3，
……
)
排电极接通电源正极，将所有
M
╳
n+N+1(n
＝0，1，2，3，
……
)
排电极接通电源负极
。2.
根据权利要求1所述的采用直流电开采稀土矿的方法，其特征在于，所述周期性轮换通电至少大于2周期
。3.
根据权利要求1所述的采用直流电开采稀土矿的方法，其特征在于，所述注液孔的排数依据开采区域面积决定，所述每排注液孔的间距为
0.5
‑3米；可选的，每排注液孔的间距为1米
。4.
根据权利要求1所述的采用直流电开采稀土矿的方法，其特征在于，所述注液孔的列数依据开采区域面积决定，所述每列注液孔的间距为
0.5
‑3米
。
可选的，每列注液孔的间距为1米
。5.
根据权利要求1所述的采用直流电开采稀土矿的方法，其特征在于，所述注液孔的深度依据风化壳的厚度决定；可选的，所述注液孔的深度为5‑
50
米
。6.
根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓亮，何宏平，朱建喜，王高锋，谭伟，徐洁，魏景明，康石长，杨永强，徐永进，邹小汕，
申请(专利权)人：中国科学院广州地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：