南方离子型稀土矿区地下水氨氮污染现状及其治理技术

我国是主要的稀土出产国,约占全球年产量的90%以上。当前,我国离子型稀土矿采用硫酸铵介导的原地浸矿工艺,造成矿区及周边地下水氨氮污染,严重的超标高达200倍以上。本文分析了离子型稀土矿区地下水氨氮污染来源与现状,阐述了地下水氨氮污染治理技术,以期为我国稀土矿区地下水氨氮污染治理开发绿色、安全的新技术提供参考。

水土化学作用对离子型稀土矿体抗剪强度参数的影响机理

为研究水土化学作用对离子型稀土矿体抗剪强度的影响,将矿体分别浸泡于不同浓度的硫酸铵溶液中,明确硫酸铵浓度对矿体颗粒表面双电层中滑动层厚度和矿体颗粒间净作用力的影响,由此探讨了硫酸铵浓度对矿体抗剪强度参数的影响机理。研究表明:当硫酸铵溶液浓度由0.08 mol/L增大到0.23 mol/L时,矿体颗粒间最大净引力的绝对值由10.44 atm增加到13.20 atm,矿体中的黏粒和细粉粒逐步团聚成粗粉粒、极细砂和细砂,且硫酸铵浓度越高,黏粒和细粉粒团聚成的大颗粒团越多,黏性颗粒间的接触面积由0.089 m^(2)/g减小到0.052 m^(2)/g,故矿体的黏聚力减少;同理,当硫酸铵浓度由0.08 mol/L增大到0.23 mol/L时,矿体颗粒表面双电层中的滑动层厚度由3.12 nm减小到2.25 nm,矿体颗粒表面的双电层厚度减小,矿体颗粒间直接接触面积增大,且矿体中的黏粒和细粉粒逐步团聚成粗粉粒、极细砂和细砂,则矿体的滑动摩擦强度和咬合摩擦强度均增大,即矿体的摩擦强度增大,矿体的内摩擦角增大。

高杂质离子型稀土浸矿过程中硫酸铵用量参照依据

采用数学统计方法分析了生产数据,研究不同参照依据和浸出率之间的关系:以福建某高杂质矿块为实验对象,进行不同浸矿剂用量工业实验;通过使用浸矿剂用量计算模型如化学平衡模型、修正DED模型和经验模型,评价不同参照依据和浸出率之间的相关性。结果发现:从经验模型看,阳离子交换总量单耗R^(2)_(qC)(0.99)>矿土体积单耗R^(2)_(qV)(0.96)>稀土质量单耗R^(2)_(qM)(0.94);从理论模型看,修正DED模型中,R^(2)_(qC)(0.91)>R^(2)_(qM)(0.90)>R^(2)_(qV)(0.86)。由此可认为,阳离子交换总量和浸出率之间相关性最好。在此基础上,分析三个参照依据产生的浸矿剂用量误差原因,发现在高杂质环境下,以阳离子交换总量作为参照依据产生的相对误差最小。因此,综合相关性评价结果及理论分析,建议选择阳离子交换总量作为高杂质离子型稀土矿的浸矿剂用量参照依据。

一种离子型稀土矿体渗透性空间分布的计算方法

离子型稀土矿体的渗透性是浸矿剂消耗和稀土浸取率的重要影响因素,合理确定其空间分布成为开采设计的关键。对于大埋深矿体,现有的渗透系数确定方法均存在较大误差。本次选取某一离子型稀土矿体为研究对象,分析了不同颗粒级配、不同孔隙比的稀土矿(土)的渗透系数,结果表明d10、不均匀系数和孔隙比与渗透系数的对数均呈线性关系,各参数对斜率影响的变异系数均小于20.0%,说明这3个参数相互之间呈线性相关。建立了渗透系数的计算模型为:k=10^(5.16e+240.97d_(10)+9.72×10^(-3)C_(u)-10.51)。经与试验数据对比,整个矿体渗透系数估算值的平均相对误差为15.1%,相关系数为0.986,表明所建模型较为合理。结合普通克里金法,建立矿体渗透系数空间分布的计算方法,并分析变异函数对计算结果的影响。结果表明,球状模型精度较高,其计算结果的决定系数和变异函数的变程分别为0.931、30.03 m。本研究为离子型稀土矿体的精准开采设计提供技术支持。

基于制度归因的我国稀土行业政策环评研究

研究针对正在制定的稀土行业政策开展政策环评,探索基于制度归因的评价模式。经分析和调研发现,稀土行业目前存在矿山开采植被破坏和水土流失严重,原地浸矿和冶炼分离水污染问题突出,稀土冶炼废渣存在放射性污染风险等几个突出资源环境问题。探究背后的制度原因,主要是矿山生态保护和土地复垦制度不健全,污染防治和清洁生产标准建设滞后,冶炼废渣处置利用管理系统性不强。对稀土行业政策优化提出以下建议:进一步突出行业和环境准入控制要求,增加稀土国家规划矿区编制要求。同时,稀土行业还应建立和完善以下配套制度:建立常态化环保督察制度,健全生态环境保护标准体系,建立稀土企业环境保护“领跑者”制度。

福建某全覆式离子型稀土矿床注收液系统工程优化的研究

离子型稀土矿床根据矿层底板基岩出露方式分为两大类,分别是裸脚式和全覆式。为提高全覆式矿床的综合回收率,需从注收液工程布置两大方面进行施工优化设计,注液工程优化主要从减少矿体的注液盲区及注液方案考虑。收液巷道工程优化主要从巷道走向、巷道组合形式、巷道工程间距、收液巷道坡度角控制、巷道铺底等方面进行,本文结合全覆式稀土矿床的地质条件,进行注收液工程的优化.通过生产实践,母液回收率达到了86.65%,综合回收率达到了79.15%。对全覆式离子型稀土矿床的开采提供了一定的借鉴意义。

离子型稀土矿山开采潜在滑坡的预防处置措施探讨

原地浸取采矿是离子型稀土矿山的主要开采方法,但采用该方法的过程中容易在开采场发生上体变形、滑坡等事故,给生态环境造成了破坏,给开采工作带来经济损失。本文对离子型稀土矿山开采可能诱发滑坡进行了分析,并介绍了工程设计施工、生产注液过程的预防措施和潜在滑坡的应急处置措施。

浅谈稀土开采高氨氮污水处理技术研究进展

稀土尾水中含有大量的氨氮元素,直接排放会导致一系列的环境问题。目前国内外存在多种传统处理高氨氮废水的工艺,但存在质量不稳定、或者处理成本昂贵、或工艺复杂等不足。有一些新型处理工艺正在研发当中以克服这些问题。

离子型稀土矿浸出母液新型浓缩工艺分析

主要把重金属的吸附材料作为基础连续交换的技术,对离子稀土矿浸出母液中杂质进行分离与稀土富集的试验。

烛式过滤机在离子型稀土矿山的应用试验

该文针对离子型稀土矿山浸出母液预先除杂和产品分离工艺中沉淀浓缩池和板框压滤机存在间歇式操作、占地面积大、生产周期长、自动化程度低和沉淀含水率高等缺点,进行烛式过滤机(小型试验机)探索试验,考察了滤布型号、工作压差、反吹压力等因素对过滤性能的影响,取得了滤清液浊度值(NTU)<1、滤饼含水率<25%的良好效果,明确其过滤性能及在预先除杂和产品分离工艺中的实用性。

离子型稀土矿体干密度和孔隙比的空间变异性研究

分析矿体干密度和孔隙比的空间变异性,对确定矿山取样方法和获取不同区域矿体准确的物理力学参数至关重要。在福建武平某离子型稀土矿山选取一条测线,通过在不同深度处取原状矿样,获得不同深度处矿体的干密度和孔隙比,分析矿体干密度和孔隙比的空间变异性,结果表明:各深度处矿体干密度和孔隙比的空间变异性可采用指数模型、高斯模型和球状模型进行描述;随着取样深度的增大,矿体干密度和孔隙比的变程非线性增大,均表现出中等或较强空间相关性;当取样深度小于7m时,等效干密度随着取样深度快速增大,等效孔隙比随着取样深度快速减小;当取样深度大于7 m时,等效干密度和等效孔隙比均趋于稳定。

离子型稀土矿山非饱和矿土抗剪强度计算模型

非饱和矿土抗剪强度的确定对分析离子型稀土矿山的边坡稳定具有重要意义。本文基于现场测试的矿土土水特征曲线和非饱和矿土抗剪强度,计算单位面积上水压力的作用面积x和摩擦系数f_(s),分析了三种常用非饱和土体抗剪强度计算模型不适用于计算非饱和矿土抗剪强度的原因,在此基础上,通过建立适用于非饱和矿土的x和f_(s)的计算方法,确定了非饱和矿土抗剪强度的计算模型。利用该模型,计算了(σ-ua)为60kPa和130kPa时不同体积含水率下的抗剪强度值,模型计算值与试验值差的绝对值分别在1.97kPa和3.15kPa内,远小于三个常用模型计算值与试验值差的绝对值,说明了非饱和矿土抗剪强度计算模型的有效性。

离子型稀土矿稀土储量估算方法对比分析

准确估算离子型稀土矿的稀土储量和品位分布是浸矿剂用量设计和收液工程设计的前提。采用地质储量估算中常用的块段法和克里格法分别估算离子型稀土矿的稀土储量,由于离子型稀土矿探矿工艺易受孤石影响的缺陷,导致块段法的估算结果偏小,而克里格法能较好的估算出矿块的稀土储量和稀土品位分布。因此,建议采用克里格法估算离子型稀土矿的稀土储量和品位分布。

离子型稀土矿品位空间分布变异函数的自适应选择算法

离子型稀土矿品位空间分布的准确估算是注液、收液工程和方案设计的关键。本文采用交叉证实法讨论了泛克里格法的六种变异函数、三种漂移函数的计算精度,考虑到离子型稀土品位具有明显的空间变异性,基于勘探孔位置,采用沃罗诺伊图法对开采区域进行分块,根据交叉证实法分析每一分块的最优变异函数和漂移函数,建立了离子型稀土品位空间分布和储量计算的变异函数自适应选择算法。结果表明,漂移函数对于计算结果影响较小,即稀土品位在空间上可以视为平稳变量;当整个矿块选择一种变异函数时,球状函数精度最高;相比选择单一的球状函数为变异函数,自适应选择算法的精度分别提高7.14%、5.45%、5.13%和8.45%。本文的方法可以为离子型稀土的开采提供高精度的稀土品位空间分布。

“原地浸取”稀土开采方式对地下水环境的污染风险及应对建议

离子型稀土矿广泛分布于我国南方地区,“原地浸取”工艺是开采离子型稀土矿的主要技术手段。受经验认知、技术能力、管理水平等多种因素影响,一些企业在实际应用“原地浸取”工艺过程中对矿区地下水环境造成了不同程度的负面影响。本文就离子型稀土矿开采实践中“原地浸取”工艺对地下水环境防控工作可能产生的不利影响进行了梳理,并针对性地提出相关对策建议,以期切实做好矿区地下水环境保护工作,实现经济、生态效益双丰收。

离子型稀土矿氨氮污水微藻光合脱氮的研究进展

离子型稀土矿以硫酸铵为浸矿剂采用原地浸矿工艺进行开采,会产生大量氨氮污水。利用微藻去除高浓度的氨氮是近年稀土氨氮污水处理研究的热点,本文讨论了影响微藻脱氮能力的因素,并提出了实际应用于稀土氨氮污水的解决方法,以期更高效、更经济环保地处理稀土氨氮污水。

脱湿路径下土体水分变化路径及体积变形对滤纸法测定土-水特征曲线的影响

尽管滤纸法已被广泛应用于非饱和土-土水特性研究,但滤纸法试验数据与压力板试验数据始终存在无法连续、光滑连接的问题。为此,以收缩变形不同的两类土为研究对象,从试样水分变化路径和体积变形两个方面着手,分别开展了一系列室内压力板试验、滤纸法试验和土的收缩试验,并基于土-水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)试验结果,进行统计指标的量化分析。研究结果表明,饱和脱湿路径下的滤纸法与压力板法联合测定的SWCC试验数据能够有效地连接,而无水分变化路径下的滤纸法与压力板法各自测定的SWCC试验数据在连接时可能会错开或交叉,尤其是变形显著的土体;为了较准确地估算基于饱和度的SWCC,提出一个简单的改进法,仅需补充土的收缩试验;针对不同滤纸法试验结果呈现的差异性,给出了合理的解释。该研究结果不仅能为试验人员在同时处理滤纸法和压力板法试验数据时提供重要的理论指导,还能拓展滤纸法的适用范围。

原地浸矿经验注液下毛细上升影响范围研究

离子型稀土是我国重要的战略资源,采用原地溶浸工艺开采时,容易出现毛细上升作用引起的资源损失、浸矿剂浪费和氨氮污染的问题。为了确定原地浸矿工艺现有注液条件下毛细上升的影响范围,本文立足于生产现场,通过对开采矿块山顶、山腰、注液边界和注液边界外的测试点矿样进行测试化验,分别以周边注液孔孔底坐标、见矿深度和注液孔液面高度为参照物,运用描述性统计对测试点尾矿样的氨氮赋存规律进行归纳和分析,从而发现:(1)毛细上升的参照物应该选择为见矿深度;(2)毛细上升影响范围:以见矿深度为参照物,分区域设置,山顶(5.0 m)>注液边界(0.8 m)≈山腰(0.78 m)。该研究成果可以为解决毛细上升引起的资源损失和环境污染问题提供基础数据和设计依据。

福建龙岩高泥质风化壳淋积型稀土矿柱浸工艺研究

以福建龙岩高泥质风化壳淋积型稀土矿为研究对象,采用恒水头渗透试验方法测定矿土渗透系数为0.3418 cm·h^(-1);同时,采用柱浸方式模拟堆浸生产过程,探究浸取剂浓度、注液强度、配矿比与注液方式等因素对稀土浸出的影响,为高效浸取高泥质风化壳淋积型稀土提供生产指导。结果表明:采用前期4%的高浓度(NH_4)_2SO_4,后期2%的低浓度(NH_4)_2SO_4进行组合表层注液,控制注液强度为40 L·(h·m^2)^(-1),适当添加粗颗粒砂石进行配矿浸取等方式,都能提高泥质矿土的渗透性,提高稀土浸出率。

采矿水体污染微生物治理技术研究进展

矿产资源是保证社会可持续发展的物质基础,然而长期矿山开采活动对周边水体造成严重的重金属、氨氮及酸化等污染,危害生态环境以及人体健康。本文对矿区重金属、氨氮及酸性污水的来源以及微生物治理方法进行综述,并提出了一种更为经济高效的新型光合微生物污水净化法,为修复治理矿山周边水域污染提供参考。