[发明专利]一种强化离子型稀土原地浸出渗流过程的装置及方法

说明书

本发明公开了一种强化离子型稀土原地浸出渗流过程的装置，包括稀土矿山主体和第一挡圈，所述稀土矿山主体的顶部设置有矿井，所述矿井的内部滑动安装有套筒；所述套筒的顶部设置有置物槽，所述置物槽的内部嵌合安装有密封盖，所述密封盖的顶部贯穿设置有三组等距布置的连接管，其中一组所述连接管的顶端安装有进气管，所述进气管的外表面安装有第一电子阀门；所述套筒的外表面安装有第一挡圈。本发明通过设置有安装有稀土矿山主体、套筒、密封盖、进气管和第一电子阀门，通过密封盖来提高套筒内的密封性，然后在使用该渗流装置的过程中，打开第一电子阀门，进而通过进气管向套筒内通气，从而增加套筒内的压强，进而提高渗流的速率。

技术领域

本发明涉及离子型稀土矿山高效开采技术领域，具体为一种强化离子型稀土原地浸出渗流过程的装置及方法。

背景技术

自从1794年芬兰学者加多林(J.Gadolin)发现第一个稀土元素钇以来，稀土元素伴随着人类社会科学技术的进步，走过了227年的漫长历程，在这长达200余年的社会和科学技术发展的历史中，稀土元素对人类和社会所作出的贡献率也越来越大，因其独特的物理化学性质，在航空航天、电子信息、石油化工、军事装备、新能源及新材料等领域应用广泛，是国防科工及现代工业中不可或缺的重要元素，被誉为“工业味精”、“工业黄金”和“新材料之母”之称，稀土元素在地壳中赋存状态主要有两种：一是存在于矿物晶格中的矿物相，二是吸附于风化壳粘土矿物表面的离子相，我国具有极其丰富的稀土资源，稀土储量约占世界稀土的36％，目前全球70％以上重稀土都源自于中国特有的南方离子型稀土矿，该资源是以中重稀土元素为主，具有配分齐全、放射性比度低和综合利用价值大等突出优点，主要分布在江西、福建、广东、云南、湖南、广西、浙江等地区。该类稀土不是以独立的矿物形式存在，主要是以水合或羟基水合阳离子形式吸附于黏土类矿物表面，该类稀土离子可被化学性质更为活泼的阳离子解吸出来，例如NH₄⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺等，目前是以原地浸矿为主要方法来提取稀土离子，浸矿剂采用硫酸铵，该工艺开采稀土资源是通过在矿体表面和周边开掘注液井、收液孔和集液沟等，同时在矿体内部开掘作业密集导流孔、集液沟和收液巷道等，再将一定浓度的浸矿液注入注液井，对矿体进行自然渗浸，将离子相稀土交换出来，最后加不含电解质的顶水将矿体内稀土顶出，含矿母液经集液孔、导流孔流入矿体内平巷集液沟，或流入沿矿体山脚布置的集液沟，最后汇集形成稀土母液，原地浸矿技术总体来说是以“网井(沟槽)注液、静压渗浸、综合控边、自流收液”为技术路线的一种原位开采工艺；

尽管原地浸矿工艺已经有效地解决了大多数离子型稀土矿山的原地开采问题，但是其开采周期过长，一个矿块的淋洗时间需要5-7个月，同时回收稀土元素的回收率普遍偏低，另一方面，对于部分复杂类型的离子型稀土矿的原地开采，目前还不能达到理想的效果，例如埋藏相对较深和渗透性能差的矿体，其技术攻关工作仍在继续进行。与此同时，原地浸矿工艺中，长期持续性地注入浸矿液，会导致稀土矿体液化从而发生山体滑坡，造成次生地质灾害，其直接原因是注液过程中矿体孔隙通道不顺畅，浸矿液滞留在矿体内部形成涡流，在持续注液压力的作用下，矿体内部孔隙压力逐步增大，稀土矿体承受的剪切强度超过了其能够承受的最大抗剪强度，从而引发山体滑坡，由此可见，原地浸矿工艺的技术难题与浸矿液在矿体内部渗流过程息息相关；

综上所述，解决原地浸矿工艺中长期的持续性地注入浸矿液导致矿体孔隙堵塞、渗透性变差问题，保证浸矿液能够在稀土矿体中的全面良好运移渗透一直以来都是原地浸矿成功推广的关键所在，如何提供一种强化离子型稀土浸出渗流过程的方法和装置已经成为目前亟待解决的技术问题。

现有的稀土原地浸出渗流装置存在的缺陷是：