离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法技术

一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，首先根据原地浸析时的注液井分布来确定采样点，采集尾矿中不同部位和深度的矿样；按液固比4:1到10:1用水过800目筛；筛下物过滤，洗涤，并测定滤液和洗液中的稀土和铵含量；滤出的筛下采用pH2-3的10%氯化钠溶液按液固比10:1分三次浸取，测定浸取液中的铵及稀土含量；根据测定数据和取样量，计算矿样中游离态和交换态铵和稀土的含量；绘制空间分布图并确定矿层结构和水渗透性，计算稀土回收率。该法可用于所有原地浸析尾矿的分析，确定离子吸附型矿床的结构和渗透性，计算稀土收率，为环境影响评价和后续原地浸析技术的设计提供依据。

【技术实现步骤摘要】
离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法
本专利技术涉及一种通过测定离子吸附型稀土原地浸出尾矿中残留稀土和铵含量分布数据来确定矿层结构和水渗透特征并计算稀土回收率的方法，为制定原地浸析方案提供依据，属于稀土矿床和湿法冶金领域。技术背景离子吸附型稀土的原地浸出效率与矿床的结构和水渗透特征紧密相关。而在现行的原地浸析技术中还缺乏有针对性的工艺设计依据和方法，导致稀土浸出效率波动大，有的区域浸取过度，而有的地方浸取不足。浸取过度的直接结果是浸取剂利用效率低并容易产生滑坡，浸取不足是回收率低和脱尾严重的主要原因。为了防止浸取过度或不足的产生，需要事先确定矿床的结构和水渗透特征，进而确定出有针对性的浸取方案。为了设计合理的原地浸析工艺，需要有详细的地质资料，这需要有详细的地质普查工作。而现行的地质普查的主要内容是在矿山的不同地点采集样品，然后混样，分样，测定其中的稀土含量。这些数据对于计算地质储量是有参考意义的。但并没有关于矿层结构和水渗透性的数据，因此，对于设计原地浸析工艺没有多少参考意义。所以，现行的已经实施的原地浸析采矿工程中，稀土的回收率仍然比较低，而且还没有一个比较有说服力的数据。由于矿层结构的复杂性和不均匀性，如果没有详细的有关矿层结构和水渗透性的数据，要设计出能够适应该类矿床稀土提取的原地浸析工艺是十分困难的。一个直接的方法是对原矿的地质结构和水渗透性进行研究和测定。为此，我们曾提出了依据原矿中稀土含量的空间分布和稀土分异规律来确定矿层结构和水流方向的基本设想，并正在开展相应的研究工作，取得了一定的进展。但工作量大，离实际应用还有相当的距离。专利
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术不足提供一种基于来对原地浸矿尾矿中的铵残留和稀土残留的分析数据来确定矿层结构和水渗透特征并计算稀土回收率的方法。本专利技术的基本依据是尾矿中不同部位的黏土矿物样品中的游离和交换态稀土和铵的含量与其浸取过程浸取剂与黏土矿物的接触程度直接相关，而这种接触程度又与矿层结构差异导致的水渗透性相关。由于铵的稳定性问题，铵残留量还与停止注液后的时间和雨水量相关。因此，根据不同时期尾矿中不同部位黏土矿物样品中游离和交换态稀土和铵含量的测定结果及其空间分布特征，可以确定矿床的结构和水渗透特征并计算稀土回收率。根据该类矿床的特点，我们可以把离子吸附型稀土的矿层界面分成表层区、全风化层、半风化层和基岩等结构性区域。这些区域由于矿层的致密性程度不同，其水渗透性表现出较大的差异。在全风化层内，其孔隙度较大，水渗透性好，是浸矿时浸矿剂溶液容易流经的区域。而对于半风化层，其致密度更高，缺乏孔孔隙，只有颗粒之间的接触界面，水的流动性不是很好，往往是流体滞流的区域。而在表层，则由于粘土矿物的比例更高，流体的流动性也不够好。而尾矿中硫酸铵或稀土在这些不同部位的残留量与该矿的矿层结构和各部位的水渗透性相关。例如：对于正在进行之中的原地浸取尾矿，稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，因此，稀土含量低和铵含量高的区域是水渗透性好的区域，也是容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量较高和铵含量低的区域是水渗透性不好的区域，也是容易产生滞留和浸取不足的区域；对于停止注液有较长时间的原地浸取尾矿，滞留区域内稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，而水渗透性好的过流区域的稀土残留量与铵残留量都低，也是容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量和铵含量都比较高的区域是水渗透性不好的区域，也是容易产生滞留和浸取不足的区域；而对于稀土含量较高和铵含量极低的区域，则是注液未曾达到的区域，属于浸矿盲区。稀土回收率的计算以往主要是依据企业的产品量与确定的动用矿块内的稀土储量的比值来确定。而所述的动用矿块主要是注入了浸矿剂的区域。因此，一些企业便可以采取采富弃贫的做法只对品位高的区域进行浸取，而使其周边的大部分含稀土的区域的稀土未能纳入采矿范围而浪费。由于注入溶液的流经区域也不限于所选定的注液区域，可以向其周边扩展，而将未计入采矿范围的稀土提取出来，这将使计算出来的回收率超过100％。因此，我们认为，稀土回收率的计算应该以所采矿床稀土含量万分之二以上区域的稀土总量为基数，以企业生产的实际稀土产量为依据来计算；另外一个与工业浸取相关的指标是浸取率，它应该以浸矿剂流经区域的稀土含量下降值为依据来进行计算。浸取率与回收率之间的差异则可以反映原地浸矿的收液率。在以往的几十年间，在龙南、信丰、安远、寻乌等地有不少的矿山采用了原地浸析工艺。但有关它们的提取效率还没有可信度高的数据，也没有相应的可信度高的测定和计算方法。而这些大量的稀土尾矿可供我们去分析和研究该类矿床的结构特点和水渗透特征，提出计算稀土回收率的一般方法，为后续原地浸析工艺的优化设计提供科学依据。不同地区的离子吸附型稀土矿床虽然有很大差别，但其风化剖面有类似性，因此，对于不同结构类型的风化剖面的水渗透性进行研究，确定矿层结构与水渗透性之间的关系，对于同类型矿床的开采具有普遍的指导意义，可以作为后续矿山原地浸析工艺设计的科学依据。本专利技术提出的方法包括样品采集、样品加工、分析测试和数据分析等内容。在样品采集上，考虑到了矿床不同空间位置和原地浸析不同部位的代表性问题；在样品加工和分析上通过样品分级取样来保证分析结果的代表性和重现性要求，分别测定了游离状态和吸附状态的稀土和铵含量，便于从交换平衡的角度来分析问题。本专利技术所述方法包括：[1]根据原地浸析时的注液井位置和范围，确定采样点，采集该类矿床原地浸析尾矿中的不同部位和不同深度的矿样；[2]用纯水对所取样品进行湿法筛分，液固比为4:1到10:1，所用筛子为100目和800目筛、筛下物连同水一起过滤，滤干后用适量纯水洗涤；[3]收集滤液和洗涤水，测定其总体积和其中的稀土和铵浓度，用于计算游离铵和稀土的含量；铵的测定采用纳氏比色法，稀土含量测定采用偶氮砷III比色法，并用ICP-MS方法对比；[4]收集的矿样风干后称重，计算各粒级组分的重量比；[5]取筛下粘土矿物，采用pH2-3的10％左右的氯化钠溶液进行交换浸取，分三次浸取，每次浸取的液固比为10:1，离心分离后的上清液合并，采用上述相同的方法测定总体积和其中的铵含量及稀土含量；[6]根据测定的数据和取样量，计算粘土矿物中游离态和交换态铵和稀土的含量；[7]根据所测数据及其空间分布来确定矿层结构和水渗透性。本专利技术所述矿层结构和水渗透性的确定方法依尾矿的不同而有所不同，具体方法是：[1]对于进行中的原地浸取尾矿，稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，因此，稀土含量低和铵含量高的区域是水渗透性好的区域，也容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量较高和铵含量不高的区域是水渗透性不好的区域，也容易产生滞留和浸取不足的区域；[2]对于停止注液有较长时间的原地浸取尾矿，滞留区域内稀土残留量与铵残留量之间有反比关系，而过流区域的稀土残留量与铵残留量都低，因此，稀土和铵含量都低的区域是水渗透性好的区域，也容易产生沟流偏流和过度浸取的区域，而对于稀土含量和铵含量都比较高的区域是水渗透性不好的区域，也容易产生滞留和浸取不足的区域；而对于稀土含量较高和铵含量极低的区域，则是注液未曾达到的区域，属于浸矿盲区。本专利技术所述稀土回收率的计算方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，其特征是： [1]根据原地浸析时的注液井位置和范围，确定采样点，采集该类矿床原地浸析尾矿中的不同部位和不同深度的矿样；[2]用纯水对所取样品进行湿法筛分，液固比为4:1到10:1，所用筛子为20目、100目和800目筛，筛下物连同水一起过滤，滤干后用适量纯水洗涤；[3]收集滤液和洗涤水，测定其总体积和其中的稀土和铵浓度，用于计算游离铵和稀土的含量；铵的测定采用纳氏比色法，稀土含量测定采用偶氮砷III比色法，并用ICP‑MS方法对比；[4]收集的矿样风干后称重，计算各粒级组分的重量比；[5]取筛下粘土矿物，采用pH2‑3浓度10%的氯化钠溶液进行交换浸取，分三次浸取，每次浸取的液固比为10:1，离心分离后的上清液合并，采用上述相同的方法测定总体积和其中的铵含量及稀土含量；[6]根据测定的数据和取样量，计算粘土矿物中游离态和交换态铵和稀土的含量；[7]根据所测数据及其空间分布来确定矿层结构和水渗透性，并计算稀土回收率。

【技术特征摘要】
1.一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，其特征是：[1]根据原地浸析时的注液井位置和范围，确定采样点，采集原地浸析尾矿中的不同部位和不同深度的矿样；[2]用纯水对所取样品进行湿法筛分，液固比为4:1到10:1，所用筛子为20目、100目和800目筛，筛下物连同水一起过滤，滤干后用适量纯水洗涤；[3]收集滤液和洗涤水，测定其总体积和其中的稀土和铵浓度，用于计算游离铵和稀土的含量；铵的测定采用纳氏比色法，稀土含量测定采用偶氮砷III比色法，并用ICP-MS方法对比；[4]收集的矿样风干后称重，计算各粒级组分的重量比；[5]取筛下粘土矿物，采用pH2-3浓度10％的氯化钠溶液进行交换浸取，分三次浸取，每次浸取的液固比为10:1，离心分离后的上清液合并，采用上述相同的方法测定总体积和其中的铵含量及稀土含量；[6]根据测定的数据和取样量，计算粘土矿物中游离态和交换态铵和稀土的含量；[7]根据所测数据及其空间分布来确定矿层结构和水渗透性，并计算稀土回收率。2.根据权利要求1所述的一种离子吸附型稀土矿层渗透性和稀土收率的确定方法，其特征是：矿层结构和水渗透性的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永绣，侯潇，王悦，刘艳珠，李静，周新木，周雪珍，许秋华，孙园园，周晨，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36