浸礦過程離子型稀土礦體滲透特性演化機制研究.pdf

1、目前，離子型稀土礦山浸取稀土所用的原地浸礦法已相當成熟，其具有工藝簡單、出礦快、成本低等優(yōu)點，然而在長期實際運用中，浸注過程引發(fā)的環(huán)境、事故問題時有報道，如滑坡、水土流失等，嚴重影響了該方法的推廣。浸礦液浸注過程，礦體內部結構受化學-滲流耦合持續(xù)作用，微觀孔隙結構發(fā)生變化，致使礦體滲透性發(fā)生改變，影響浸礦效果，甚至誘發(fā)礦體滑坡。
　　本文為了研究礦體浸礦過程微觀結構變化與試樣宏觀滲透性之間的關系，利用浸礦過程滲透系數測定裝置，完成

2、了浸礦過程稀土礦滲透系數測定實驗，研究了離子交換條件下試樣滲透系數變化規(guī)律及形成機理，分析了初始滲透性對滲流規(guī)律的影響。獲得以下主要結論：
　?。?）浸礦液為純水時（0-17h），稀土離子含量（REO）在6.5*10-4g/t波動，根據公式（3.1）分析，表明此階段重塑土樣內部不發(fā)生化學交換反應；浸礦液為硫酸銨時（7-17h），根據離子含量的變化可將化學反應過程分為三個階段：初始反應階段（7-9h）、強烈反應階段（9-14h）、結

3、束反應階段（14-17h），整體呈現先強后弱的變化規(guī)律。
　?。?）浸礦過程中，稀土礦體內部微觀孔隙結構受控于溶液滲流和離子交換兩個過程的耦合影響，其中溶液滲流誘發(fā)礦體內部孔隙增多，孔徑增大，微觀結構趨于松散；而離子交換引起顆粒移動重組，導致孔徑變小，孔隙數量減少，微觀結構趨于緊密。
　?。?）浸礦過程的離子交換反應在礦體中隨溶液滲流逐層向下進行，符合滲流理論的層流規(guī)律；浸礦過程的化學置換和溶液滲流雙重作用下，浸礦液滲流對礦

4、體微觀結構具有破壞作用，而化學置換對微觀結構具有一定的修復作用。
　?。?）純水浸礦過程顆粒運移，滲流場穩(wěn)定前有效滲流孔徑增大，試樣滲透系數逐步增加，滲流場穩(wěn)定后試樣滲透系數保持不變；硫酸銨溶液浸礦，在初始反應階段和強烈反應階段試樣滲透系數呈現下降趨勢，隨著化學反應強度減弱滲透系數開始增大。
　　（5）純水浸礦過程在穩(wěn)定滲流場形成前各試樣滲透系數呈現上升的變化趨勢且增加的幅度基本相當；硫酸銨溶液浸礦過程滲透系數變化趨勢呈現先