計 策 秦 東

(廣西有色金屬集團稀土開發(fā)有限公司，廣西 南寧 530022)

關(guān)于風(fēng)化殼淋積型稀土礦山提高回采率的探討

計 策 秦 東

(廣西有色金屬集團稀土開發(fā)有限公司，廣西 南寧 530022)

文章分析了前期地質(zhì)勘察、開采過程中的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中影響風(fēng)化殼淋積型稀土礦山回采率的因素。為降低礦石損失、提高回采率，礦山企業(yè)應(yīng)加強生產(chǎn)勘探，提高儲量級別，合理優(yōu)化采礦工藝，搞好生產(chǎn)技術(shù)部門相互監(jiān)督、協(xié)同管理，有效提高回采率。

風(fēng)化殼淋積型稀土礦；回采率；對策；措施

風(fēng)化殼淋積型稀土礦是上世紀70年代在我國南方發(fā)現(xiàn)的一種世界罕見的稀土新型礦床，主要分布于南方 7省的離子吸附型稀土礦是中國特有的、具有較大產(chǎn)業(yè)價值的中重稀土礦資源。80年代中期，開發(fā)利用得到迅速發(fā)展，采礦方法采用傳統(tǒng)的露天開采易地浸析池浸工藝，這種工藝的推廣，曾對地方經(jīng)濟發(fā)展起過很大的促進作用，但存在地面植被破壞、水土流失嚴重、環(huán)境污染嚴重、資源浪費大、資源利用率低等突出問題。

經(jīng)過多年理論研究、基礎(chǔ)參數(shù)測試與條件試驗，提出了原地浸礦的技術(shù)路線與工藝流程。原地浸礦工藝不剝離礦體表土，不采掘和搬運風(fēng)化殼礦砂，與易地浸析池浸工藝相比較，大大簡化開采、生產(chǎn)程序，尤其開采時不損害地表植被，不形成尾礦占用土地和不污染環(huán)境，愈來愈受到稀土開采企業(yè)的青睞，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。

為了使風(fēng)化殼淋積型稀土礦山得到更加合理的開采，確保這一稀有資源持續(xù)健康發(fā)展。文章將對采用原地浸礦工藝開采風(fēng)化殼淋積型稀土礦山降低損失提高回采率的問題進行探討。

（一）影響回采率的因素

1.地質(zhì)條件的影響

對于一個具體的稀土礦塊，地質(zhì)勘探的詳細程度將直接影響礦石的回采率，如礦床地質(zhì)條件：礦體形態(tài)與規(guī)模、礦石平均品位、礦石粒級及礦物組成等等；礦區(qū)的水文地質(zhì)條件：礦區(qū)所屬地貌、礦體賦存標高與當?shù)刈畹颓治g基準面的關(guān)系、礦區(qū)地表、地下水與裂隙、斷層構(gòu)造的關(guān)系；礦區(qū)工程地質(zhì)條件：礦石及圍巖的堅硬程度、裂隙發(fā)育程度、礦石、圍巖的完整性、穩(wěn)定性等等。

根據(jù)探明的地質(zhì)條件，通過浸礦試驗、測試參數(shù)，從理論上獲得礦石的損失率，然后用統(tǒng)計的方法求地質(zhì)條件因素與回采率之間的關(guān)系。用相關(guān)系數(shù)大小反映地質(zhì)條件對礦石損失率、回采率的函數(shù)關(guān)系，掌握適合的工藝條件，評價采用原地浸礦時技術(shù)上的可行性與經(jīng)濟的合理性。

2.采礦工藝與損失率的關(guān)系

原地浸礦采礦法是指在不破壞礦體地表植被、不剝離表土、不開挖礦石的情況下，布設(shè)網(wǎng)井，利用浸礦液從天然埋藏條件下的非均質(zhì)礦體把呈吸附態(tài)的稀土離子交換浸出，稀土離子進入溶液而形成母液流出礦體，然后收集母液并回收稀土元素的新型采礦方法。

圖1 原地浸礦采礦工藝流程

采礦工藝對損失率的影響主要來自以下幾方面：

（1）設(shè)計損失。開采設(shè)計規(guī)定不予回收的礦石，其所造成的損失為設(shè)計損失，主要包括因地質(zhì)、水文條件，開采技術(shù)條件，安全條件等或因保護地表工程的而預(yù)留的不予開采區(qū)域的損失。如需布設(shè)井網(wǎng)，開挖注液井、收液溝及高位池而損失部分儲量。

（2）開采損失。在礦床開采過程中，由于所采用的采礦工藝作業(yè)等原因，造成部分應(yīng)采工業(yè)礦量的丟失的損失為開采損失。開采損失又分為采下?lián)p失和未采下?lián)p失。

1）采下?lián)p失：因浸礦液與吸附于粘土礦物表面的離子態(tài)稀土存在一個交換率的問題，而不能將離子態(tài)稀土完全浸出造成的損失；浸出的母液在滲出回收的過程中被土壤吸收或沿裂隙滲漏等情況，使母液不能被完全回收而造成損失。

2）未采下?lián)p失：因受滲透性、滲透壓力、注液井布置等因素影響，造成浸礦劑達不到礦體，形成浸礦“盲區(qū)”造成浸礦損失等。

（二）降低礦石損失，提高回采率的對策及措施

為落實國家采掘工業(yè)中的各項技術(shù)經(jīng)濟政策，礦山企業(yè)應(yīng)建立和健全開采計劃、設(shè)計、施工、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程等有關(guān)制度?？茖W(xué)管理，合理降低損失率，提高回采率。根據(jù)實踐，目前和今后一段時間的技術(shù)條件，可采用以下對策及措施。

1.加強生產(chǎn)勘探,提高儲量級別

加強生產(chǎn)勘探，可以提高礦產(chǎn)資源儲量的可靠程度，為制定生產(chǎn)作業(yè)計劃和礦產(chǎn)儲量管理提供依據(jù)，能更加有效地控制礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀、厚度及品位變化，進一步查明開采地段的礦產(chǎn)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件，為礦山工程設(shè)計提供更準確的地質(zhì)依據(jù)，從而有效地降低礦石損失率，提高回采率。

2.合理優(yōu)化采礦工藝

采礦工藝及流程不僅決定著回采工藝和設(shè)備的選擇、能源和材料的消耗、勞動生產(chǎn)力成本的高低，直接影響到礦石的損失與貧化。

（1） 采準階段工程布置優(yōu)化

采場采準包括布置井網(wǎng)，挖掘注液井和注水井、觀測井，鋪設(shè)輸送液、水的管道，開挖和支護集液溝等，要合理布置，網(wǎng)井布液是注液井采用優(yōu)化的井網(wǎng)參數(shù)布置成網(wǎng)格狀，實現(xiàn)均勻布液，使浸礦盲區(qū)減至最小，壓礦面積最小。

（2）浸礦階段工藝優(yōu)化

離子型稀土原地浸礦的浸礦過程是多向固液體系的離子交換過程，浸礦液中交換勢更大的陽離子與礦石中粘土礦物表面呈吸附態(tài)的稀土離子發(fā)生交換作用，使稀土離子進入浸礦液。浸礦過程為一非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，它與化學(xué)反應(yīng)、擴散過程的關(guān)系都很密切，就擴散過程而言，它與反應(yīng)劑的擴散系數(shù)、沿擴散方向浸礦液的濃度梯度、液固相界面面積等有關(guān)。

因此，要選擇合適的浸礦液、浸礦液濃度、合適的固液比。礦石有一定的滲透性，注液時要保持一定的水頭壓力，維持溶液流速和注液的連續(xù)性。根據(jù)浸礦液所承擔的浸析礦量，沿山坡從上往下劃分為幾個浸析區(qū)，上部浸析區(qū)的注液時間注液量應(yīng)大于下部浸析區(qū)注液時間，并使溶液能依次擠出礦體中的孔裂隙水，以降低礦石損失、貧化，提高回采率。

（3）母液回收階段工藝優(yōu)化

浸出母液的收集是原地浸礦的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響到稀土總回收率。

原地浸出浸出液收集可采用自然收液、負壓收液及以水制水、用水封閉、預(yù)水處理、頂水擠壓的收液及堵漏方式。根據(jù)稀土礦地質(zhì)條件、礦床特征及試驗結(jié)果，合理選擇具體礦塊的浸出液收集方式，并做好集液溝的防滲防溢工程，有利于降低礦石損失，提高回采率。

（4）其它措施

從大量的控速淋浸試驗中發(fā)現(xiàn)，對風(fēng)化強烈、結(jié)構(gòu)疏松、滲透不均的風(fēng)化殼淋積型稀土礦進行原地浸出時，采用適當提高浸出劑濃度、增加布液點、減小孔距和孔徑、孔深、減少加液量等方法，即采用高濃度浸出劑、多布液點、低液固比、少加液量的方法，減小浸出盲區(qū)，提高回采率。即使淋積型稀土礦孔隙微隙、滲透率較低，但浸出劑流速慢、停留在縫隙中的時間長、與礦石接觸和反應(yīng)充分，所以回采率有可能提高。

3.礦山企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)部門相互監(jiān)督、協(xié)同管理

（1）地質(zhì)專業(yè)應(yīng)根據(jù)“探礦超前”的原則合理布置生產(chǎn)探礦工程，進行地質(zhì)素描，保證地質(zhì)圖件的質(zhì)量和精確度，使礦體形態(tài)質(zhì)量控制在最小誤差范圍內(nèi)。同時也要求化驗工配合好地質(zhì)部門的工作，及時、準確地提供化驗數(shù)據(jù)。

（2）生產(chǎn)設(shè)計人員要經(jīng)常深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，根據(jù)生產(chǎn)地質(zhì)工作提供的礦體賦存條件和采礦方法的試驗結(jié)果，調(diào)整開發(fā)設(shè)計推薦的采礦工藝，制定切實可行的損失率計劃指標和完成指標的技術(shù)措施，不斷改進開采工藝和提高開采技術(shù)水平。

（3）測量專業(yè)負責提供采場生產(chǎn)現(xiàn)狀測繪資料，應(yīng)從每一個礦塊開始回采起至回采結(jié)束時止，及時收集和整理原始資料，提出損失分析，計算上應(yīng)嚴格按計算程序和公式要求進行，杜絕人為調(diào)整誤差，通過計算真實的反映生產(chǎn)實際貧損狀況，供采礦專業(yè)人員參考。

（4）采礦專業(yè)加強必要的技術(shù)管理，制定合理的回采計劃，并要有系統(tǒng)的母液回收統(tǒng)計資料，比較實際與理論計算出的回采率的偏差，并詳細剖析原因，采取相應(yīng)對策及措施，及時補救。

（5）質(zhì)檢專業(yè)應(yīng)遵守計量、取樣、化驗規(guī)程，做到計量認真，取樣有代表性，化驗及時準確。計量取樣人員要定期檢查校正計量、取樣、化驗誤差，為計算損失，提高回采率提供可靠的數(shù)據(jù)，當流出母液質(zhì)量不合格或壓濾稀土不合要求時，及時上報采礦技術(shù)部門，以便及時處理。

（三）結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求日益增加，而礦產(chǎn)資源作為一種不可再生的自然資源，因此在現(xiàn)有的經(jīng)濟技術(shù)條件下，我們必須運用各種技術(shù)手段和措施，降低礦石損失，提高回采率，使國有礦產(chǎn)資源的利用率與礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展達到雙贏，促進我國礦業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康地發(fā)展。

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TD98

A

1008-1151(2011)05-0085-02

2011-01-14

計策（1982－），男，廣西柳州人，廣西有色金屬集團稀土開發(fā)有限公司采礦助理工程師，從事礦產(chǎn)資源開發(fā)利用及環(huán)境保護。