譚述君， 饒運(yùn)章*， 張美道， 王丹， 張世佳， 巫輔宇

（江西理工大學(xué)，a.資源與環(huán)境工程學(xué)院；b.土木與測(cè)繪工程學(xué)院，江西 贛州 341000）

在離子型稀土礦體的原地浸礦過程中，浸礦液在重力及滲透力作用下通過礦體內(nèi)部的孔隙及節(jié)理產(chǎn)生滲流，以離子交換方式置換出稀土離子。稀土離子的浸出率和浸出周期是衡量浸礦效率的關(guān)鍵指標(biāo)[1-3]。通常，滲流速度過慢，被交換浸出的稀土離子不能及時(shí)離開礦體，將與原載體礦物發(fā)生再吸附，降低稀土離子的浸出率，并使浸礦周期變長；滲流速度過快，易在礦體中產(chǎn)生“優(yōu)先流”而形成浸礦盲區(qū)，浸礦液無法與載體礦物顆粒吸附的稀土離子充分接觸，從而不能與稀土離子發(fā)生有效交換，降低稀土的浸出率[4-6]。因而，滲流成為稀土浸出率和浸礦周期的重要控制因素。

浸礦液在礦體內(nèi)部的滲流主要受到礦體滲透系數(shù)的影響，浸礦時(shí)礦體孔隙結(jié)構(gòu)的變化、微顆粒遷移、稀土離子的遷移等均會(huì)對(duì)礦體滲透系數(shù)產(chǎn)生影響[7]。浸礦液在礦體中與稀土離子發(fā)生離子交換作用，進(jìn)而對(duì)礦體孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。尹升華等[8]運(yùn)用CT無損探測(cè)及圖像分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)硫酸銨浸礦前后礦體出現(xiàn)局部“泥化”現(xiàn)象，孔隙率減小16.35%；王曉軍等[9]對(duì)比清水和硫酸銨浸礦下礦體孔隙結(jié)構(gòu)的變化發(fā)現(xiàn)，清水滲流作用及銨鹽浸礦作用均可使礦體孔隙率增大，只是銨鹽浸礦對(duì)礦體孔隙結(jié)構(gòu)的影響大于清水，并且浸礦液濃度越高，礦體孔隙結(jié)構(gòu)的變化越明顯。浸礦時(shí)，微顆粒的遷移會(huì)對(duì)浸礦液滲流產(chǎn)生影響。羅嗣海等[10]以3%硫酸銨溶液作為浸礦液，對(duì)比分析原礦與篩分樣浸礦過程滲透系數(shù)的變化，結(jié)果表明，浸礦傳質(zhì)過程與微顆粒遷移同時(shí)存在；王觀石等[11]比較了先注清水后注3%硫酸銨與直接注3%硫酸銨兩種浸礦方式，結(jié)果表明，清水浸礦時(shí)礦體顆粒級(jí)配變化明顯，改用3%硫酸銨后顆粒運(yùn)移不明顯。硫酸銨浸礦容易造成土壤及水環(huán)境的氨氮污染，宜選用無氨浸礦液。李士超等[12]采用氯化鈉、氯化銨、氯化鎂和氯化鈣作為浸礦液，發(fā)現(xiàn)浸礦液滲流速度與陽離子活性無明顯聯(lián)系；ZHOU等[13]采用NH4+、Mg2+、Al3+作為浸出陽離子，發(fā)現(xiàn)3種陽離子浸礦下礦體孔隙結(jié)構(gòu)均先大孔向小孔演化，離子交換結(jié)束后小孔向大孔演化；王莉等[14]采用不同濃度氯鹽及硫酸鹽（Na+、NH4+、Mg2+為陽離子）作為浸礦液，發(fā)現(xiàn)在浸礦液濃度小于0.1 mol/L時(shí)Mg2+對(duì)稀土離子的浸出能力最強(qiáng)。

有關(guān)硫酸銨溶液浸礦后礦體內(nèi)部滲流及孔隙結(jié)構(gòu)演化規(guī)律的研究較多，但以硫酸鎂溶液作為浸礦液，對(duì)浸礦液滲流演化與離子交換作用、離子遷移的影響關(guān)系的研究較少。因此，本研究以贛州龍南足洞試驗(yàn)礦塊的典型花崗巖裸腳式離子吸附型稀土礦體為對(duì)象，以硫酸鎂作為浸礦液，利用柱浸實(shí)驗(yàn)考察不同濃度的硫酸鎂浸礦對(duì)礦體孔隙結(jié)構(gòu)、浸出速率、浸出稀土離子濃度的影響，優(yōu)化離子型稀土原地浸礦的注液方法。本研究對(duì)提高稀土離子浸出率和減少浸礦對(duì)環(huán)境的污染具有重要意義，并為深入揭示浸礦過程中礦體孔隙結(jié)構(gòu)的演化機(jī)理提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)礦土及其特征參數(shù)

實(shí)驗(yàn)礦土取自贛州市龍南足洞試驗(yàn)礦塊未開采的離子型稀土礦山，采用環(huán)刀法取若干原狀土樣，再進(jìn)行保鮮膜密封；四分對(duì)角取樣法取若干土樣，裝袋密封，取樣深度為4～5 m。依據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程》測(cè)定礦土的物理參數(shù)，結(jié)果見表1。為防止礦土中黏土顆粒粘在其他顆粒表面而使大顆粒占比增加，本研究根據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程》中含有黏土粒的砂礫土粒徑篩分方法，即水篩法，將土樣風(fēng)干、碾散后，再次采用四分對(duì)角取樣法取出500 g礦樣進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)，篩網(wǎng)粒徑依次為10、5、2、1、0.5、0.2、0.1、0.075 mm，對(duì)篩分后的土顆粒烘干、稱重，計(jì)算出各粒級(jí)質(zhì)量占比。該礦樣的顆粒級(jí)配分布結(jié)果見表2和圖1，由此可判定為粗粒砂土。

圖1 實(shí)驗(yàn)用礦土的粒徑質(zhì)量累積曲線Fig.1 Accumulation curve of particle size in mass percentage

表1 離子型稀土礦的物理參數(shù)Table 1 Physical parameters of ionic rare earth ore

表2 實(shí)驗(yàn)用礦土的顆粒級(jí)配分布Table 2 Particle size distribution of experimental sample

1.2 柱浸實(shí)驗(yàn)方法

采用室內(nèi)柱浸實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行模擬研究，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法流程見圖2，主要實(shí)驗(yàn)和分析方法如下：

圖2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法流程Fig.2 Flow chart of experimental design method

重塑試樣制備：根據(jù)原狀礦樣含水率、孔隙比、密度制備若干底面直徑42 mm、高60 mm的重塑試樣。試樣底部墊一塊透水石；分3層填充試樣，為避免形成明顯分層，層與層之間做“打毛”處理；每層填土質(zhì)量44 g，填土高度2 cm；填土完成后上部墊一張定性濾紙，防止浸礦液對(duì)上部土體產(chǎn)生較大影響。根據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程》采用浸水飽和的方式對(duì)試樣進(jìn)行初始飽和，將試樣放入儲(chǔ)水裝置中，先加清水使液面高于容器底部15 mm，之后每隔2 h加一次清水使液面高度達(dá)到30 mm和45 mm，6 h后液面高度與土樣高度齊平。待試樣在水中完成72 h自由吸水后取出，用紙巾擦去試樣表面殘留水分后稱質(zhì)量。選出一組（5個(gè)）初始孔隙率相差較小、飽和度大于95%的試樣進(jìn)行室內(nèi)柱浸實(shí)驗(yàn)。編號(hào)A1、A2、A3、A4、A5。

柱浸實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：配制質(zhì)量濃度分別為1%、2%、3%的硫酸鎂溶液500 mL，并按圖3布置好浸礦裝置。設(shè)置蠕動(dòng)泵注液速度為1 mL/min，同時(shí)向5個(gè)試樣注入不同的浸礦液。編號(hào)A1、A2、A3、A5，分別注入1%、2%、3%的硫酸鎂溶液和清水。編號(hào)A4采用龍南足洞離子型稀土礦山某無銨新工藝浸礦項(xiàng)目采取的先濃后淡的注液方式浸取，其注液濃度為3%→2%→1%，注液比例為2∶5∶3。每隔一段時(shí)間分別記錄一次各試樣的浸出流量，并收集浸出母液。

圖3 室內(nèi)柱浸實(shí)驗(yàn)裝置Fig.3 Indoor column immersion experimental device

1.3 分析方法

核磁共振分析：每浸礦0.5 h，采用核磁共振成像軟件Ver1.20.02及核磁共振分析應(yīng)用軟件Ver1.0測(cè)定一次A1、A2、A3、A4、A5的微觀孔隙結(jié)構(gòu)，得到孔隙率、孔徑分布等數(shù)據(jù)。

EDTA容量法滴定分析：①配制已標(biāo)定的EDTA溶液1 L、20%（V/V）鹽酸1 L、100 g/L璜基水楊酸溶液1 L、1%（V/V）乙酰丙酮100 mL、200 g/L六次甲基四胺溶液1 L、50 g/L抗壞血酸1 L、2 g/L二甲酚橙指示劑100 mL。②用移液管吸取浸出母液5 mL，注入錐形瓶中，加入5 mL六次甲基四胺溶液，加入20%（V/V）鹽酸調(diào)節(jié)pH為5.0～5.5，再分別加入2滴乙酰丙酮、磺基水楊酸溶液、抗壞血酸，最后加入2滴二甲基酚橙指示劑，試液顯紫紅色，使用滴定管將已標(biāo)定的EDTA溶液滴定試液至呈亮黃色為止，記錄EDTA溶液用量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 浸出液的平均浸出速率

統(tǒng)計(jì)5組平行試樣浸礦過程中稀土母液浸出量，0.5 h左右計(jì)算一次浸出液平均浸出速率，結(jié)果見表3。

表3 不同濃度硫酸鎂浸礦條件下浸出液平均浸出速率Table 3 Average leaching rate under different concertrations of magnesium sulfate leaching conditions

2.2 浸出液的平均稀土離子濃度

采用EDTA容量法對(duì)收集的浸出母液稀土離子濃度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表4。

表4 不同濃度硫酸鎂浸礦條件下平均稀土離子濃度Table 4 Average rare earth ion concentration under concertrations of magnesium sulfate leaching conditions

2.3 礦體的孔隙率

運(yùn)用核磁共振試驗(yàn)儀，應(yīng)用核磁共振Ver1.0軟件對(duì)不同濃度硫酸鎂浸礦條件下礦體孔隙率值進(jìn)行測(cè)定，每隔0.5 h測(cè)定的孔隙率值見表5。

表5 不同濃度硫酸鎂浸礦條件下礦體孔隙率Table 5 Porosity of ore body under different conditions concertrations of magnesium sulfate leaching conditions

3 結(jié)果分析與討論

3.1 滲流與化學(xué)作用對(duì)礦體孔隙結(jié)構(gòu)的影響

對(duì)比清水浸礦組和硫酸鎂浸礦組（表5）：清水浸礦時(shí)，礦體孔隙率值變化幅度小于0.3%，浸礦4.5 h后礦體孔隙率值由37.318%減至37.244%，礦體孔隙率變化幅度為0.2%；而硫酸鎂浸礦組，浸礦時(shí)礦體孔隙率值變化幅度達(dá)到4%左右，1%、2%、3%、3%→2%→1%硫酸鎂浸礦4.5 h后孔隙率分別增加了6%、4.4%、3.8%、5.4%，說明硫酸鎂浸礦對(duì)礦體孔隙結(jié)構(gòu)的影響大于清水浸礦。

在單一濃度硫酸鎂浸礦組中，3%硫酸鎂浸礦液浸礦1 h后，礦體孔隙率達(dá)到最大值41.144%；2%和1%硫酸鎂浸礦液浸礦2 h后，礦體孔隙率值分別達(dá)到最大值41.341%和41.166%，2%硫酸鎂浸礦條件下孔隙率最大值大于3%及1%硫酸鎂浸礦時(shí)孔隙率最大值。浸礦4.5 h后，1%、2%、3%硫酸鎂浸礦組孔隙率值依次減小。而對(duì)于3%→2%→1%硫酸鎂浸礦組，浸礦1 h后，孔隙率值由37.225%迅速增大至41.433%；浸礦2 h后，孔隙率值達(dá)到最大值41.705%，整個(gè)浸礦過程的礦體孔隙率值均大于2%硫酸鎂浸礦組，說明采用3%→2%→1%混合硫酸鎂浸礦有利于增大浸礦過程中礦體的孔隙率。

孔隙率測(cè)定結(jié)果能更直接地反映孔隙體積的變化過程。由表5可見，各濃度硫酸鎂浸礦條件下礦體孔隙率值均會(huì)經(jīng)歷先增大后減小的過程。硫酸鎂溶液對(duì)離子型稀土礦體孔隙率存在化學(xué)和物理作用的綜合影響[15]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，浸礦過程前中期在溶液滲流作用和化學(xué)反應(yīng)共同作用下礦體孔隙率增大，后期在溶液滲流作用下礦體孔隙率減小。

3.1.1 清水滲流作用對(duì)礦體孔徑分布的影響

清水浸礦過程各浸礦時(shí)間段孔徑占比及孔徑區(qū)間占比見圖4。由孔徑區(qū)間占比（圖4（a））可以發(fā)現(xiàn)，隨著清水在礦體內(nèi)部滲流，礦體孔徑區(qū)間占比表現(xiàn)為：0.05～1 μm較小孔隙孔徑占比由56.357%增大到60.041%，1～5 μm中位孔隙孔徑占比由31.068%減小至26.631%，10～50 μm大孔隙孔徑占比由0.161%增大至0.681%，其他各組基本不變。由孔隙體積占比（圖4（b））可發(fā)現(xiàn)，隨著浸礦時(shí)間延長，0.1～1 μm之間孔隙孔徑體積占比增大。結(jié)果表明，清水滲流作用對(duì)1～5 μm之間孔隙孔徑影響較大，1～5 μm之間部分孔隙會(huì)轉(zhuǎn)化為0.1～1 μm之間孔隙。

圖4 清水浸礦過程礦體孔徑分布Fig.4 Pore size distribution of ore body during clear water leaching

3.1.2 硫酸鎂浸礦對(duì)礦體孔徑分布的影響

不同濃度硫酸鎂浸礦前后礦體孔徑分布見圖5。硫酸鎂浸礦對(duì)礦體0.01～200 μm孔隙孔徑影響較大，以2%硫酸鎂浸礦組孔徑區(qū)間占比為例：0.01～0.05 μm孔徑占比由7.241%減小至5.600%，0.05～1 μm孔徑占比由51.882%增大至62.676%，1～5 μm孔徑占比由33.595%減小至26.680%，5～10 μm孔徑占比由4.654%減小至2.799%，10～50 μm孔徑占比由0.467%增大至0.945%，50～200 μm孔徑占比由0.833%減小至0%。與滲流作用類似，硫酸鎂浸礦過程中0.05～1 μm孔徑孔隙體積占比增加10.794%，1～10 μm孔徑孔隙體積占比減小8.770%。

對(duì)比分析顯示，硫酸鎂浸礦會(huì)加劇礦體顆粒由大孔隙向小孔隙轉(zhuǎn)化，而且隨著浸礦液濃度的增大，大孔隙轉(zhuǎn)化為小孔隙的孔隙體積占比也增大。1%、2%、3%硫酸鎂浸礦作用下，礦體孔隙結(jié)構(gòu)均會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)階段：第一階段（浸礦0～2 h）0.05～1 μm孔徑體積占比大幅增加，浸礦液與礦體顆粒表面吸附離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，礦物離子隨浸礦液流出，5～200 μm孔隙大部分轉(zhuǎn)化為小孔徑；第二階段（浸礦2～4.5 h）0.05～1 μm孔隙體積占比逐漸減小，5～200 μm孔隙體積占比逐漸增多。浸礦過程中，礦體孔隙結(jié)構(gòu)先由大孔隙向小孔隙轉(zhuǎn)變，再由小孔隙向大孔隙轉(zhuǎn)變，但浸礦后礦體總體孔隙結(jié)構(gòu)變化為大孔隙孔隙體積占比減少，小孔隙孔隙體積占比增多。

經(jīng)典DLVO理論認(rèn)為，在一定環(huán)境下，溶膠能否穩(wěn)定存在于介質(zhì)中，依賴于膠體之間相互作用的總位能，即范德華吸引位能和雙電層靜電排斥位能之和。離子價(jià)態(tài)是影響雙電層斥力的重要參數(shù)[16]，作為膠體分散系的稀土，在離子交換反應(yīng)過程中，高價(jià)稀土離子被低價(jià)Mg2+置換出來，溶液中的陽離子價(jià)位升高，細(xì)粒的Zeta電位降低，雙電層厚度被壓縮，粒間靜電斥力降低。因而，當(dāng)硫酸鎂溶液濃度增加到一定程度，勢(shì)壘降低，粒間靜電斥力降低；其次，在硫酸鎂水解顯酸性的環(huán)境下，細(xì)粒表面電勢(shì)Zeta電位絕對(duì)值較小[17-18]，即粒間的靜電斥力降低。在離子價(jià)態(tài)和溶液pH值共同影響下，粒間的靜電斥力降低，范德華吸引力起主導(dǎo)作用，細(xì)粒在范德華吸引力作用下吸附在粗?；虻V體內(nèi)部孔隙表面，致使小孔隙數(shù)量增多，大孔隙數(shù)量減少；反應(yīng)結(jié)束后，大量高價(jià)稀土離子被Mg2+置換出來，并伴隨溶液一同流出礦體，溶液中的陽離子價(jià)位降低，細(xì)粒的Zeta電位升高，雙電層厚度增大，粒間的靜電斥力增大，反應(yīng)過程中聚團(tuán)或吸附在孔隙表面的細(xì)粒被釋放，礦體大孔隙增多，小孔隙減少。

3.2 浸礦作用對(duì)浸礦液滲流的影響

根據(jù)不同濃度硫酸鎂下浸礦液浸出速率及浸出稀土離子濃度變化（圖6），可將整個(gè)硫酸鎂浸礦過程分為4個(gè)階段，即：滲流穩(wěn)定階段（0～30 min）、主反應(yīng)階段（30～75 min）、離子滲流階段（75～200 min）和拖尾階段（200～270 min）。對(duì)于滲流穩(wěn)定階段，離子交換反應(yīng)并未遍及整個(gè)礦體，隨浸礦液向下滲流至整個(gè)礦體，浸礦液的重力及土壤滲透吸力對(duì)浸礦液的滲流起主導(dǎo)作用；主反應(yīng)階段，離子交換反應(yīng)至礦體底部，浸出液逐漸滲出礦體，其中稀土離子濃度逐漸增大，但浸礦液浸出速率逐漸減小，表現(xiàn)為硫酸鎂浸礦阻礙浸礦液的滲流；離子滲流階段，浸出液中稀土離子濃度及浸出速率均隨浸礦液的滲出而逐漸減??；拖尾階段，礦體內(nèi)離子型稀土基本完全浸出，浸礦液的浸出速率也逐漸趨于穩(wěn)定。

圖6 各條件下浸出液浸出速率（a）和稀土離子濃度（b）Fig.6 Leaching rate （a） and rare earth ions cncentration（b） of leaching solution under various conditions

清水組浸礦過程中，浸出液浸出速率在滲流穩(wěn)定階段逐漸增大，后期浸出速率趨于穩(wěn)定。在清水組浸礦前期，滲流作用會(huì)使礦體內(nèi)未連通的孔隙逐漸連通，形成連續(xù)的滲流通道，從而增大滲流斷面，使浸出速率增大。清水組浸礦后期，滲流作用下部分細(xì)土顆粒會(huì)向礦體下部遷移，對(duì)部分孔隙造成“堵塞”，阻礙浸出液的滲出，最終導(dǎo)致浸出速率小幅減小。

硫酸鎂浸礦組中，1%、2%、3%硫酸鎂浸礦過程中，浸礦液的浸出速率均會(huì)先增大后大幅減小，最后趨于穩(wěn)定。浸出速率增加后，出現(xiàn)大幅減小的原因可從3個(gè)方面分析。①溶液滲流作用下粗粒或孔隙表面的細(xì)粒容易發(fā)生脫落，向下遷移，最終沉積在底部，對(duì)部分孔隙造成“堵塞”，溶液浸出速率降低。②在水力梯度作用下，孔隙內(nèi)部溶液發(fā)生滲流，并且細(xì)粒表面的雙電層存在電黏性效應(yīng)[19-20]。由于硫酸鎂溶液屬于電解質(zhì)溶液，固體土顆粒在與硫酸鎂溶液接觸時(shí)，土顆粒表面帶電離子重新排列形成雙電層，當(dāng)溶液在水力梯度的作用下發(fā)生流動(dòng)，雙電層內(nèi)的凈電荷也隨溶液流動(dòng)，在微觀孔隙通道兩端形成電位差，即流動(dòng)電位勢(shì)，其負(fù)梯度稱為流動(dòng)誘導(dǎo)電場，隨溶液流動(dòng)的凈電荷在流動(dòng)誘導(dǎo)電場的作用下發(fā)生反向流動(dòng)，同時(shí)凈電荷的黏性力會(huì)帶動(dòng)溶液一起反向流動(dòng)，導(dǎo)致硫酸鎂溶液的浸出速率減小。③溶液受細(xì)粒表面的范德華吸引力作用，使得溶液產(chǎn)生附加黏度力，也會(huì)造成溶液的浸出速率降低。

硫酸鎂溶液浸礦前期，達(dá)到最大浸出速率時(shí)，各浸礦組浸出速率的增量關(guān)系為：2%＞3%＞1%＞清水組。浸礦末期，1%與2%硫酸鎂浸礦組浸出速率接近，3%硫酸鎂浸礦組浸出速率最小。對(duì)比單一硫酸鎂浸礦與3%→2%→1%硫酸鎂浸礦方式，后者在浸礦前期可以達(dá)到3%硫酸鎂浸礦時(shí)浸出的稀土離子濃度，浸礦后期的浸出速率明顯高于3%硫酸鎂浸礦。因此，采用3%→2%→1%硫酸鎂浸礦方式可以達(dá)到提高稀土離子浸出率、縮短浸礦周期的目的。

3.3 浸出稀土離子濃度與浸出速率的關(guān)系

使用Oringin軟件對(duì)各濃度硫酸鎂浸礦條件下獲得的浸出稀土離子濃度和平均浸出速率進(jìn)行非線性曲線擬合（圖7）。各浸礦組擬合曲線方程如下：

圖7 浸出流量和浸出稀土離子濃度關(guān)系Fig.7 Relationship between the flow rate of leaching solutions and rare earth ion concentration

1%硫酸鎂浸礦組：

2%硫酸鎂浸礦組：

3%硫酸鎂浸礦組：

3%→2%→1%硫酸鎂浸礦組：

結(jié)果顯示，隨著浸出液浸出速率減小，浸出稀土離子濃度先增大后減小。

總之，硫酸鎂溶液浸取稀土離子過程中，溶液的滲流、離子交換反應(yīng)、電解質(zhì)溶液的pH值、電解質(zhì)溶液的濃度都會(huì)影響礦體內(nèi)部細(xì)粒的遷移、沉積、解吸與反吸附，導(dǎo)致礦體內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)、溶液浸出速率、浸出稀土離子濃度發(fā)生復(fù)雜變化。硫酸鎂溶液浸取稀土離子是一個(gè)滲流、離子交換、離子遷移、孔隙結(jié)構(gòu)的協(xié)變過程。

4 結(jié)論

1）清水滲流作用對(duì)礦體孔隙結(jié)構(gòu)及孔隙率影響較小，孔隙率值變化幅度為0.3%；硫酸鎂浸礦作用下，礦體孔隙結(jié)構(gòu)變化明顯增大，孔隙率均呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)，變化幅度達(dá)4%。

2）清水浸礦過程中，礦體孔隙結(jié)構(gòu)由大孔隙轉(zhuǎn)化為小孔隙；硫酸鎂浸礦過程中，礦體孔隙結(jié)構(gòu)先由大孔隙向小孔隙轉(zhuǎn)變，再由小孔隙向大孔隙轉(zhuǎn)變，但浸礦后礦體總體孔隙結(jié)構(gòu)變化為大孔隙體積占比減少，小孔隙體積占比增多。

3）硫酸鎂浸礦作用主要表現(xiàn)為阻礙浸礦液滲流，濃度越大，阻礙作用越明顯，浸出稀土離子濃度越高，稀土離子浸出過程是一個(gè)滲流、離子交換、離子遷移、孔隙結(jié)構(gòu)的協(xié)變過程。

4）采用3%→2%→1%硫酸鎂浸礦方式有利于增大浸礦過程孔隙率，提高主反應(yīng)階段離子交換反應(yīng)速率和浸礦后期浸出液的浸出速率，能夠有效縮短浸礦周期，提高稀土離子的浸出率。