一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于矿物质监测设备技术领域，公开了一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置，包括内管和外管；内管和外管之间的空腔内一部分填充有多孔防腐介质；所述空腔的底部密封；空腔顶部敞开；内管上下通透；外管上与填充有多孔防腐介质等高度部分开有多个渗流小孔。本发明专利技术针对在离子型稀土原地浸矿方面存在的技术缺陷，提出技术适用强、渗透效果好且有利于注液井稳定的原地浸矿加速渗透装置；在技术原理上实现加速充分渗透的同时，保证了注液井的稳定性，预防了注液井连通坍塌引发的坡体滑移，保障了作业安全；本发明专利技术实现了浸矿液在孔壁中加速均匀渗透的同时，保护孔壁的稳定性，并节约作业成本，保证了浸矿作业的安全高效进行。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置
本专利技术属于矿物质监测
，尤其涉及一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置。
技术介绍
离子吸附型稀土矿是世界罕见的宝贵矿种，离子型稀土资源赋存于浅地表的强风化岩层中，近年来推广应用离子型稀土原地浸析采矿法回收资源，我国离子型稀土矿山多采用原地浸矿的方法实施回采，该方法主要利用浸矿溶液在矿体渗流过程中的化学置换反应回收稀土阳离子，浸矿液在稀土矿体中的渗透及流动特性是稀土矿高效低损回收的关键。一方面，必须使浸矿液在稀土矿体中充分渗透，另一方面，考虑到矿体中长时间饱含母液会诱发滑坡风险，必须缩短浸矿时间，加快浸矿速度。因此，必须采用合理的技术保证浸矿母液在稀土矿体中加速充分渗透，提高稀土资源回收率，降低浸矿灾害风险。目前，稀土矿山在提高稀土浸矿效率方面主要采用如下方法。其一，加密注液井为了扩大浸矿液在稀土矿体中的渗流范围，在施工注液浅井时，缩小注液井之间的距离，使得一定范围内注液井的数量变得密集，在浸矿液注入后，由于注液井之间的距离缩短，液体的扩散范围缩小，改善了浸矿效果，提高了浸矿效率。但注液孔加密后，土体的完整性被进一步破坏，土体抗剪强度大幅减弱，同时由于孔间距缩小，在液体渗透压力作用下，形成孔间连通，极易引发大面积滑坡。其二，增加注液井的深度通过增加注液井的深度，使得浸矿液体在注液井中的注液高度增加，从而增加液体对孔壁的渗透压力，发挥加速渗透的作用。但渗透压力增加也加速了对孔壁的破坏作用，同时，注液孔深度增加也加大了施工难度，增加了浸矿作业的成本。其三，在注液孔中充填树叶和杂草通过在注液孔中充填树叶和杂草，液体注入后沿着树叶和杂草的孔隙部位向孔壁逐步渗透流动，在整个注液孔中形成了各个方向的渗透通道，并且随着浸矿液的不断注入，液体沿着填充的孔隙不断向孔下部渗透，使得液体与孔壁土体均匀接触，增加了渗透接触面积，使得液体在土体中的渗透更加完全和充分，在一定程度上改善了渗透效果，提高了浸矿速度。但由于树叶和杂草受浸矿药剂的化学腐蚀作用明显，随着浸矿时间增加，树叶腐烂形成小碎片反而堵塞了孔壁的小孔隙，阻碍了后续浸矿液在土体中的渗流。同时，树叶和杂草属于柔性物质，无法阻挡注液后孔壁土体的坍塌。离子型稀土采用原地浸矿的方法回收稀土资源，浸矿液在稀土矿体中的渗透规律及流动特性是资源是否高效回收的关键，增加浸矿液的渗透速度和渗透的均匀程度均可实现宝贵稀土资源的充分回收。目前在稀土矿山浸矿液加速均匀渗透的主要方法有密集布孔法和填充树叶法，但这两种方法在浸矿过程中主要存在以下缺陷。(1)边坡完整性破坏，加速坡体下滑通过密集布置注液井，注液井之间距离缩短，溶液在土体中的渗透流动路径减小，改善了浸矿效果。但密集布置注液井，破坏了边坡的完整性，抗剪强度大幅减弱，随着不断渗流，小间距的注液井之间极易贯通，引发局部滑坡。(2)树叶腐烂，堵塞注液井孔隙采用树叶杂草填充注液井，可以实现浸矿液在注液井中沿着孔壁均匀渗透，提高资源回收率。但随着浸矿时间推移，树叶和杂草与浸矿化学溶液易发生反应，致使树叶和杂草腐烂，形成碎屑，大量碎屑随着浸矿液流动容易堵塞注液孔壁的细小孔隙，从而极大程度上阻止了溶液的渗流，对离子型稀土矿体原地浸矿形成了不利的影响。(3)注液孔壁坍塌，致使注液失败无论是密集布置注液井还是在注液井中充填树叶的方法都不能保证注液过程中注液孔的稳定性。注液浅井由地表施工，属于强风化层，长期注液致使孔壁土体强度快速下降，即使井内填充树叶杂草，也属于柔性物质，无法加固孔壁，随着注液时间增加，孔壁极易坍塌，使得注液过程失败。(4)施工难度加大，作业成本增加无论是密集布置注液井还是增加注液井的深度，都会增加施工的难度，在风化土层中，孔深增加不利于孔壁的稳定性。同时，注液井密度和深度的增加，在很大程度上增加了现场施工的作业成本。综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术中，用于稀土矿山原地浸矿现场的加速充分渗透方法在渗透初期能发挥较好的作用，但随着渗透时间推移，体现出堵塞孔壁、孔间连通等问题，甚至诱发注液孔坍塌，土体滑坡等一系列严重的后果；同时也增加了施工的难度和成本；由于目前使用的注液井空孔注液，利用帕斯卡定律，浸矿液在注液井内的渗透速度取决于注入液体的压强，由此可知，注液井最深处压强最大，渗透速度最快，距离孔口越近，渗透速度越慢，因此该方法在注液井底部形成正三角的注液区域；不利于加速充分回收稀土资源。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置。本专利技术在装置内外管之间设置了多孔介质，根据液体渗透的达西定律，液体在周边孔壁渗流速度变为上方大下方小，在整个孔壁周边形成倒三角渗流区域，根据浸矿液在稀土矿体中的层流原理，上方液体逐步向下渗透，有利于加速充分回收稀土资源。本专利技术是这样实现的，一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置，包括：内管和外管；所述内管和外管之间的空腔内一部分填充有多孔防腐介质；所述空腔的底部密封；所述空腔顶部敞开；所述内管上下通透；所述外管上与填充有多孔防腐介质等高度部分开有多个渗流小孔。进一步，所述内管和外管材质均为PVC，外管直径与内管直径差值为10cm。进一步，所述多孔防腐介质的填充高度等于注液井的深度；所述多个渗流小孔在外管与填充有多孔防腐介质等高度部分均匀布置；渗流小孔径1cm，孔孔间距为5cm。本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术针对在离子型稀土原地浸矿方面存在的技术缺陷，提出技术适用强、渗透效果好且有利于注液井稳定的原地浸矿加速渗透装置。在技术原理上实现加速充分渗透的同时，保证了注液井的稳定性，预防了注液井连通坍塌引发的坡体滑移，保障了作业安全；本专利技术实现了浸矿液在孔壁中加速均匀渗透的同时，保护孔壁的稳定性，并节约作业成本，保证了浸矿作业的安全高效进行。通过使用该装置：可将注液井施工深度减少1.5m～2m；实现加速浸矿，将注液时间缩短1/3。注液井之间的距离相比原来增加2m，注液井的数量；减少1/3。避免因注液井间距过小，渗流贯通导致滑坡。附图说明图1是本专利技术实施例提供的适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置示意图。图中：1、内管；2、外管；3、多孔防腐介质；4、渗流小孔。图2是本专利技术实施例提供的使用装置前渗透效果示意图；图3是本专利技术实施例提供的使用装置后渗透效果示意图。图中：5、进液水管；6、稀土矿体；7、注液井；8、渗流范围区；9、浸矿液。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术针对离子型稀土原地浸矿过程中渗透不均匀、注液井容易坍塌且施工难度大且成本高等一系列问题，提供一种既能加速均匀渗透，又能保护注液井孔壁的装置，从而高效快速回收稀土资源，节省注液井施工成本。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置，包括：内管1和外管2；所述内管和外管之间的空腔内一部分填充有多孔防腐介质3；所述空腔的底部密封；所述空腔顶部敞开；所述内管1上下通透；所述外管2上与填充有多孔防腐介质等高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置，其特征在于，所述适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置在内外管之间设置多孔介质，根据液体渗透的达西定律，液体在周边孔壁渗流速度变为上方大下方小，在整个孔壁周边形成倒三角渗流区域，根据浸矿液在稀土矿体中的层流原理，上方液体逐步向下渗透，加速回收稀土资源；所述适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置具体包括：内管和外管；所述内管和外管之间的空腔内一部分填充有多孔防腐介质；所述空腔的底部密封；所述空腔顶部敞开；所述内管上下通透；所述外管上与填充有多孔防腐介质等高度部分开有多个渗流小孔。

【技术特征摘要】
1.一种适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置，其特征在于，所述适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置在内外管之间设置多孔介质，根据液体渗透的达西定律，液体在周边孔壁渗流速度变为上方大下方小，在整个孔壁周边形成倒三角渗流区域，根据浸矿液在稀土矿体中的层流原理，上方液体逐步向下渗透，加速回收稀土资源；所述适用于离子型稀土矿山原地浸矿的加速渗透装置具体包括：内管和外管；所述内管和外管之间的空腔内一部分填充有多孔防腐介质；所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓军，卓毓龙，李永欣，黄广黎，钟文，赵奎，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36