一種提高稀土回收率的系統及應用其的稀土礦山集液系統的製作方法

2023-06-05 22:50:01 2

本發明屬於稀土提取回收技術領域，具體涉及一種提高稀土回收率的系統及應用其的稀土礦山集液系統，特別涉及一種提高全覆式離子吸附型稀土礦山稀土回收率的系統和應用其的稀土礦山集液系統。

背景技術：

中國稀土量佔世界稀土總量的80％，是我國重要的礦產資源和戰略資源。其中南方的離子吸附型稀土礦床為風化殼型，其原巖多為含稀土的花崗巖和火山巖，山體的切割深度一般較小，潛水位一般較高，原巖風化形成高嶺土、蒙脫石等粘土礦物，稀土礦物風化產生的稀土離子吸附在粘土礦物上而形成離子吸附型稀土礦。

上述離子吸附型稀土礦中的稀土資源較難回收，如何提高其中的稀土資源回收率已成為技術人員的難題，雖然技術人員開發了離子吸附型稀土原地浸礦工藝，並取得了一定的經濟效益和環境效益，但在開採注液、收液過程中存在諸多盲區，導致收液率得不到提高。此外，南方雨水較多，露天開採過程中雨水、泉水、山水等其他非稀土浸出液容易混入其中，降低了稀土浸出液的濃度，增加了其中的雜質，導致其對稀土的浸出效果變差，隨之也增加了稀土回收成本。

面對上述技術問題，現有技術中並無一個系統性的解決方法。現有技術中離子型稀土礦山的注液系統一般採用兩種方法，一種是不設置引流管道，直接將注液水龍頭與注液孔相對，注液時稀土浸出液直接注入注液孔中；另一種是採用管道和漏鬥與注液水龍頭對接，管道插入注液孔中一定距離，通過管道引流至稀土礦塊內。利用上述注液方式得到的稀土浸出效率較低，且大量注入的稀土浸出液易導致稀土礦塊內部結構鬆散，引發山體滑坡等風險；再者，現有的清汙分流技術尚不夠完善，只提供了裸腳式無巷道的礦塊避水溝布置方式，即直接在導流孔上方布置一條避水溝，對避水溝的規模和參數並沒有形成規範；另外，對於稀土礦塊周邊的溪流、水塘等易影響稀土浸出液濃度的因素，沒有相應的解決方案。

通過上述分析得知：在開採離子吸附型稀土礦山，特別是全覆式離子吸附型稀土礦山時，稀土浸出液易受外界雨水、溪流等不利環境的影響，導致其濃度變低且雜質含量高，進而影響稀土回收率。

技術實現要素：

為此，本發明所要解決的在開採離子吸附型稀土礦山，特別是全覆式離子吸附型稀土礦山時，稀土浸出液易受外界雨水、溪流等不利環境的影響，導致其濃度變低且雜質含量高，影響稀土回收率的缺陷，進而提高了一種稀土浸出液濃度較高、雜質含量少以及稀土回收率高的提高稀土回收率的系統及應用其的稀土礦山集液系統。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下：

本發明所提供的提高稀土回收率的系統，包括沿風化層下部設置在集液巷道的上方的用於截留並分離非稀土浸出液的環山避水溝。

優選地，還包括沿山腳設置在所述集液巷道靠山體外部一側的排洪溝，用於阻止非稀土浸出液進入所述集液巷道。

優選地，還包括設置在注液孔中的注液支管，所述注液支管深入所述注液孔內部一端的管壁上設置有若干通孔。

優選地，所述集液巷道的兩側壁均設有上、下兩排成W折線型分布的導流孔；上、下兩排所述導流孔的排距為0.2m，所述導流孔間的孔距為0.2m，所述導流孔的孔傾角為5－7°。

優選地，所述環山避水溝的長度L根據當地的降雨量可得，計算方程如下：

L＝900ΨF(1+0.6lgP)/0.12t0.54；

其中，P-重現期(單位：a)；t-降水歷時(min)；

Ψ-徑流係數，其數值小於1；F-風化層面積(hm2)。

優選地，所述環山避水溝的寬度為0.4m－0.5m，高度為0.3m－0.4m。

優選地，所述導流孔孔深為所述集液巷道側壁寬度的2/5－3/5。

優選地，所述注液支管插入至所述注液孔內1m-3m深。

優選地，所述環山避水溝尾部與所述排洪溝連通。

本發明還提供了一種稀土礦山集液系統，包括置於風化層和基巖之間的集液巷道、設置在風化層上方的注液孔；還包括權上述提高稀土回收率的系統。

與現有技術相比，本發明存在如下有益效果：

(1)本發明實施例所提供的提高稀土回收率的系統，包括沿風化層下部設置在集液巷道的上方的環山避水溝，通過設置該環山避水溝，能截留並分離非稀土浸出液，如雨水等，避免非稀土浸出液進入集液巷道中並與稀土浸出液混合。與現有技術相比，該操作提高了稀土浸出液濃度，降低了其中雜質含量，以及後續從稀土浸出液中分離稀土的難度，相應地，也有利於提高稀土回收率。

(2)本發明實施例所提供的提高稀土回收率的系統，在沿山腳設置在集液巷道靠山體外部一側的排洪溝，通過排洪溝阻止了非稀土浸出液進入集液巷道，提高了稀土浸出液濃度，降低了其中雜質含量。再通過將環山避水溝尾部與排洪溝連通，使環山避水溝中的非稀土浸出液通過排洪溝排至遠離山體的地方，避免影響稀土浸出液。

(3)本發明實施例所提供的提高稀土回收率的系統，在注液孔中設置注液支管，並在注液支管深入注液孔內部一端的管壁上設置有若干通孔，通過該設置，能使稀土浸取劑的浸潤面更廣，注液孔不容易坍塌和堵塞，能較好的引導稀土浸取劑浸泡至整個礦體，並在注液孔周圍均勻分布，降低了山體滑坡的風險，同時，提高了稀土礦中稀土的浸出效率，提高了稀土的回收率。

(4)本發明實施例所提供的提高稀土回收率的系統，在集液巷道的兩側壁均設有上、下兩排成W折線型分布的導流孔，上下兩排導流孔的排距為0.2m，導流孔間的孔距為0.2m，孔傾角為5－7°，通過上述導流孔能快速截留稀土浸出液，並引導至集液巷道中，提高了稀土回收率。

(5)本發明實施例所提供的稀土礦山集液系統，在風化層和基巖之間的設置集液巷道，在風化層上方設置注液孔，並設置上述的提高稀土回收率的系統，在稀土礦山上建立清汙分流系統，通過環山避水溝收集雨水等非稀土浸出液，通過排洪溝分割稀土礦山與溪流、水塘等，避免其影響稀土浸出液，同時環山避水溝收集的非稀土浸出液進入排洪溝，排至外界，實現了清汙分流，減少環境汙染。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明中提高稀土回收率的系統和稀土礦山集液系統的工程布置圖。

圖2是本發明中提高稀土回收率的系統和稀土礦山集液系統的側視圖(從集液巷道口方向看)。

圖3是本發明中集液巷道內部導流孔的布置圖。

圖4是本發明中環山避水溝的結構示意圖。

圖5是本發明中注液支管的結構示意圖。

圖6是本發明中注液支管在注液孔中的布置示意圖。

附圖標記：

1-腐殖層；2-風化層；3-半風化層；4-基巖；5-注液孔；6-集液巷道；7-排洪溝；8-環山避水溝；9-收液裝置；10-導流孔；11-注液支管；12-注液閥門；13-注液漏鬥；14-通孔；15-鐵芒箕填充物。

具體實施方式

為了更好地說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合具體實施例對本發明做進一步描述。本發明可以以許多不同的形式實施，而不應該被理解為限於在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，並且將把本發明的構思充分傳達給本領域技術人員，本發明將僅由權利要求來限定。

實施例1

本實施例提供了一種提高稀土回收率的系統，如圖1和2所示，該系統包括沿風化層2下部設置在集液巷道6的上方的用於截留並分離非稀土浸出液的環山避水溝8。

上述系統中，通過設置環山避水溝8，能截留並分離非稀土浸出液，如雨水等，避免非稀土浸出液進入集液巷道6中並與稀土浸出液混合。與現有技術相比，該操作提高了稀土浸出液濃度，降低了其中雜質含量，以及後續從稀土浸出液中分離稀土的難度，相應地，也有利於提高稀土回收率。

為了進一步降低非稀土浸出液對稀土浸出液的影響，如圖1和2，還設置了排洪溝7，其沿山腳設置在集液巷道6靠山體外部一側，通過設置排洪溝7阻止了非稀土浸出液進入收液裝置9和集液巷道6中。

進一步地，收液裝置9為集液溝或集液池，收液裝置9與集液巷道6連通以收集從集液巷道6中流出的稀土浸出液。

如圖5和6，在注液孔5中還設置了注液支管11，該注液支管11深入注液孔5內部一端的管壁上設置有若干通孔。該通孔能使稀土浸取劑的浸潤面更廣，注液孔不容易坍塌和堵塞，能較好的引導稀土浸取劑浸泡至整個礦體，並在注液孔周圍均勻分布，降低了山體滑坡的風險，同時，提高了稀土礦中稀土的浸出效率，提高了稀土的回收率。

優選地，注液支管11插入至注液孔5內1m-3m深(視腐殖層1厚度定)。

如圖2和3所示，集液巷道6的兩側壁均設有上、下兩排成W折線型分布的導流孔10；上、下兩排導流孔10的排距為0.2m，導流孔10間的孔距為0.2m，導流孔的孔傾角為5－7°。通過設置上述導流孔能快速截留稀土浸出液，並引導至集液巷道中，提高了稀土回收率。

優選地，導流孔10孔深為集液巷道6側壁寬度的2/5－3/5，導流孔10採用水泥沙漿進行防滲處理。導流孔10的形狀具體可為圓柱狀。

需要說明的一點是，集液巷道6具有一定高度，如可為1.5-2m，導流孔10孔距密集，且布置地點是集液巷道6內部。採用該導流孔10能充分攔截集液巷道6兩側稀土浸出液，並將引流至集液巷道6中。

進一步地，環山避水溝8的長度L根據當地的降雨量可得，計算方程如下：L＝900ΨF(1+0.6lgP)/0.12t0.54；其中，P-重現期(單位：a)；t-降水歷時(min)；Ψ-徑流係數，其數值小於1；F-風化層面積(hm2)。在本實施例中，環山避水溝8的長度L可根據稀土礦山近10年暴雨強度資料和開採礦塊匯水面積，以及稀土礦山的山型地貌計算，如圖4所示，環山避水溝8的寬度為0.4m－0.5m，高度為0.3m－0.4m。

進一步地，環山避水溝8的形狀可以設置成倒梯形，下底長度為0.3m，上底長度為0.4m，環山避水溝8內壁採用掛網水泥沙漿做防滲處理。

進一步地，環山避水溝8可依據稀土礦山的山勢，環繞山體且呈上升趨勢設置，能及時方便地引流雨水等非稀土浸出液。

在上述技術方案的基礎上，如圖2所示，環山避水溝8尾部與排洪溝7連通，使環山避水溝中的非稀土浸出液通過排洪溝7排至遠離山體的地方，避免影響稀土浸出液。

需要說明的一點是，排洪溝7的長度同樣可以根據環山避水溝8的長度計算公式進行計算，設置的排洪溝7阻止了稀土礦山山腳下的雨水、泉水及其他水滲入或流入集液巷道6。

進一步地，如圖6所示，注液支管11上口用注液漏鬥13銜接，注液漏鬥13上面設置注液閥門12，下口附近管壁鑽孔，形成若干通孔14，注液孔5內填充有鐵芒箕填充物15，通過鐵芒箕填充物15能使稀土浸取劑更充分均勻地分散至稀土礦體中，減緩了稀土浸取劑對稀土礦體的衝刷，保護了礦體的穩定性，降低了滑坡的發生概率。

優選地，注液支管11分為插入腐殖層1中的第一部分和插入風化層2中的第二部分，第一部分的長度為1.5-2m，第二部分的長度為0.5-1.5m。通孔14設置於第二部分上。

優選地是，第二部分上最上端的通孔14剛穿過腐殖層1到達風化層2。

注液孔5和注液支管11的直徑大小可根據需要進行設置，如注液孔5的直徑為Φ0.18m，注液支管11的直徑可為Φ0.025m。

上述提高稀土回收率的系統的工作原理大致如下：採用若干根PVC塑料材質的注液支管11插入注液孔5內，深度穿過腐殖層1即可，一般為2-3m，稀土浸取劑從各通孔14均勻地溢出，進入稀土礦體中，浸取其中的稀土，形成稀土浸出液，稀土浸出液通過導流孔10截留，進入集液巷道6中，回收利用。環山避水溝8和排洪溝7則用來收集非稀土浸出液，避免其進入集液巷道6中，環山避水溝8與排洪溝7連通，非稀土浸出液通過排洪溝7排至外界。

實施例2

本實施例提供了一種稀土礦山集液系統，如圖1和2所示，包括置於風化層2和基巖4之間的集液巷道6、設置在風化層2上方的注液孔5；其還包括實施例1中的提高稀土回收率的系統。

通過上述稀土礦山集液系統，在稀土礦山上建立清汙分流系統，通過環山避水溝8收集雨水等非稀土浸出液，通過排洪溝7分割稀土礦山與溪流、水塘等，避免其影響稀土浸出液，同時環山避水溝8收集的非稀土浸出液進入排洪溝7，排至外界，實現了清汙分流，減少環境汙染。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。