浸礦過(guò)程離子型稀土礦體滲透特性演化機(jī)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(dāng)成熟，其具有工藝簡(jiǎn)單、出礦快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，然而在長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)用中，浸注過(guò)程引發(fā)的環(huán)境、事故問題時(shí)有報(bào)道，如滑坡、水土流失等，嚴(yán)重影響了該方法的推廣。浸礦液浸注過(guò)程，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)受化學(xué)-滲流耦合持續(xù)作用，微觀孔隙結(jié)構(gòu)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(guò)程微觀結(jié)構(gòu)變化與試樣宏觀滲透性之間的關(guān)系，利用浸礦過(guò)程滲透系數(shù)測(cè)定裝置，完成

2、了浸礦過(guò)程稀土礦滲透系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)，研究了離子交換條件下試樣滲透系數(shù)變化規(guī)律及形成機(jī)理，分析了初始滲透性對(duì)滲流規(guī)律的影響。獲得以下主要結(jié)論：
　?。?）浸礦液為純水時(shí)（0-17h），稀土離子含量（REO）在6.5*10-4g/t波動(dòng)，根據(jù)公式（3.1）分析，表明此階段重塑土樣內(nèi)部不發(fā)生化學(xué)交換反應(yīng)；浸礦液為硫酸銨時(shí)（7-17h），根據(jù)離子含量的變化可將化學(xué)反應(yīng)過(guò)程分為三個(gè)階段：初始反應(yīng)階段（7-9h）、強(qiáng)烈反應(yīng)階段（9-14h）、結(jié)

3、束反應(yīng)階段（14-17h），整體呈現(xiàn)先強(qiáng)后弱的變化規(guī)律。
　?。?）浸礦過(guò)程中，稀土礦體內(nèi)部微觀孔隙結(jié)構(gòu)受控于溶液滲流和離子交換兩個(gè)過(guò)程的耦合影響，其中溶液滲流誘發(fā)礦體內(nèi)部孔隙增多，孔徑增大，微觀結(jié)構(gòu)趨于松散；而離子交換引起顆粒移動(dòng)重組，導(dǎo)致孔徑變小，孔隙數(shù)量減少，微觀結(jié)構(gòu)趨于緊密。
　?。?）浸礦過(guò)程的離子交換反應(yīng)在礦體中隨溶液滲流逐層向下進(jìn)行，符合滲流理論的層流規(guī)律；浸礦過(guò)程的化學(xué)置換和溶液滲流雙重作用下，浸礦液滲流對(duì)礦

4、體微觀結(jié)構(gòu)具有破壞作用，而化學(xué)置換對(duì)微觀結(jié)構(gòu)具有一定的修復(fù)作用。
　?。?）純水浸礦過(guò)程顆粒運(yùn)移，滲流場(chǎng)穩(wěn)定前有效滲流孔徑增大，試樣滲透系數(shù)逐步增加，滲流場(chǎng)穩(wěn)定后試樣滲透系數(shù)保持不變；硫酸銨溶液浸礦，在初始反應(yīng)階段和強(qiáng)烈反應(yīng)階段試樣滲透系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，隨著化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度減弱滲透系數(shù)開始增大。
　?。?）純水浸礦過(guò)程在穩(wěn)定滲流場(chǎng)形成前各試樣滲透系數(shù)呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)且增加的幅度基本相當(dāng)；硫酸銨溶液浸礦過(guò)程滲透系數(shù)變化趨勢(shì)呈現(xiàn)先