关于风化壳淋积型稀土矿山提高回采率的探讨

计 策 秦 东

(广西有色金属集团稀土开发有限公司，广西 南宁 530022)

关于风化壳淋积型稀土矿山提高回采率的探讨

计 策 秦 东

(广西有色金属集团稀土开发有限公司，广西 南宁 530022)

文章分析了前期地质勘察、开采过程中的各生产环节中影响风化壳淋积型稀土矿山回采率的因素。为降低矿石损失、提高回采率，矿山企业应加强生产勘探，提高储量级别，合理优化采矿工艺，搞好生产技术部门相互监督、协同管理，有效提高回采率。

风化壳淋积型稀土矿；回采率；对策；措施

风化壳淋积型稀土矿是上世纪70年代在我国南方发现的一种世界罕见的稀土新型矿床，主要分布于南方 7省的离子吸附型稀土矿是中国特有的、具有较大产业价值的中重稀土矿资源。80年代中期，开发利用得到迅速发展，采矿方法采用传统的露天开采易地浸析池浸工艺，这种工艺的推广，曾对地方经济发展起过很大的促进作用，但存在地面植被破坏、水土流失严重、环境污染严重、资源浪费大、资源利用率低等突出问题。

经过多年理论研究、基础参数测试与条件试验，提出了原地浸矿的技术路线与工艺流程。原地浸矿工艺不剥离矿体表土，不采掘和搬运风化壳矿砂，与易地浸析池浸工艺相比较，大大简化开采、生产程序，尤其开采时不损害地表植被，不形成尾矿占用土地和不污染环境，愈来愈受到稀土开采企业的青睐，具有广阔的开发应用前景。

为了使风化壳淋积型稀土矿山得到更加合理的开采，确保这一稀有资源持续健康发展。文章将对采用原地浸矿工艺开采风化壳淋积型稀土矿山降低损失提高回采率的问题进行探讨。

（一）影响回采率的因素

1.地质条件的影响

对于一个具体的稀土矿块，地质勘探的详细程度将直接影响矿石的回采率，如矿床地质条件：矿体形态与规模、矿石平均品位、矿石粒级及矿物组成等等；矿区的水文地质条件：矿区所属地貌、矿体赋存标高与当地最低侵蚀基准面的关系、矿区地表、地下水与裂隙、断层构造的关系；矿区工程地质条件：矿石及围岩的坚硬程度、裂隙发育程度、矿石、围岩的完整性、稳定性等等。

根据探明的地质条件，通过浸矿试验、测试参数，从理论上获得矿石的损失率，然后用统计的方法求地质条件因素与回采率之间的关系。用相关系数大小反映地质条件对矿石损失率、回采率的函数关系，掌握适合的工艺条件，评价采用原地浸矿时技术上的可行性与经济的合理性。

2.采矿工艺与损失率的关系

原地浸矿采矿法是指在不破坏矿体地表植被、不剥离表土、不开挖矿石的情况下，布设网井，利用浸矿液从天然埋藏条件下的非均质矿体把呈吸附态的稀土离子交换浸出，稀土离子进入溶液而形成母液流出矿体，然后收集母液并回收稀土元素的新型采矿方法。

图1 原地浸矿采矿工艺流程

采矿工艺对损失率的影响主要来自以下几方面：

（1）设计损失。开采设计规定不予回收的矿石，其所造成的损失为设计损失，主要包括因地质、水文条件，开采技术条件，安全条件等或因保护地表工程的而预留的不予开采区域的损失。如需布设井网，开挖注液井、收液沟及高位池而损失部分储量。

（2）开采损失。在矿床开采过程中，由于所采用的采矿工艺作业等原因，造成部分应采工业矿量的丢失的损失为开采损失。开采损失又分为采下损失和未采下损失。

1）采下损失：因浸矿液与吸附于粘土矿物表面的离子态稀土存在一个交换率的问题，而不能将离子态稀土完全浸出造成的损失；浸出的母液在渗出回收的过程中被土壤吸收或沿裂隙渗漏等情况，使母液不能被完全回收而造成损失。

2）未采下损失：因受渗透性、渗透压力、注液井布置等因素影响，造成浸矿剂达不到矿体，形成浸矿“盲区”造成浸矿损失等。

（二）降低矿石损失，提高回采率的对策及措施

为落实国家采掘工业中的各项技术经济政策，矿山企业应建立和健全开采计划、设计、施工、生产技术规程等有关制度。科学管理，合理降低损失率，提高回采率。根据实践，目前和今后一段时间的技术条件，可采用以下对策及措施。

1.加强生产勘探,提高储量级别

加强生产勘探，可以提高矿产资源储量的可靠程度，为制定生产作业计划和矿产储量管理提供依据，能更加有效地控制矿体的规模、产状、厚度及品位变化，进一步查明开采地段的矿产地质、水文地质条件、开采技术条件，为矿山工程设计提供更准确的地质依据，从而有效地降低矿石损失率，提高回采率。

2.合理优化采矿工艺

采矿工艺及流程不仅决定着回采工艺和设备的选择、能源和材料的消耗、劳动生产力成本的高低，直接影响到矿石的损失与贫化。

（1） 采准阶段工程布置优化

采场采准包括布置井网，挖掘注液井和注水井、观测井，铺设输送液、水的管道，开挖和支护集液沟等，要合理布置，网井布液是注液井采用优化的井网参数布置成网格状，实现均匀布液，使浸矿盲区减至最小，压矿面积最小。

（2）浸矿阶段工艺优化

离子型稀土原地浸矿的浸矿过程是多向固液体系的离子交换过程，浸矿液中交换势更大的阳离子与矿石中粘土矿物表面呈吸附态的稀土离子发生交换作用，使稀土离子进入浸矿液。浸矿过程为一非稳态系统，它与化学反应、扩散过程的关系都很密切，就扩散过程而言，它与反应剂的扩散系数、沿扩散方向浸矿液的浓度梯度、液固相界面面积等有关。

因此，要选择合适的浸矿液、浸矿液浓度、合适的固液比。矿石有一定的渗透性，注液时要保持一定的水头压力，维持溶液流速和注液的连续性。根据浸矿液所承担的浸析矿量，沿山坡从上往下划分为几个浸析区，上部浸析区的注液时间注液量应大于下部浸析区注液时间，并使溶液能依次挤出矿体中的孔裂隙水，以降低矿石损失、贫化，提高回采率。

（3）母液回收阶段工艺优化

浸出母液的收集是原地浸矿的关键环节，它直接影响到稀土总回收率。

原地浸出浸出液收集可采用自然收液、负压收液及以水制水、用水封闭、预水处理、顶水挤压的收液及堵漏方式。根据稀土矿地质条件、矿床特征及试验结果，合理选择具体矿块的浸出液收集方式，并做好集液沟的防渗防溢工程，有利于降低矿石损失，提高回采率。

（4）其它措施

从大量的控速淋浸试验中发现，对风化强烈、结构疏松、渗透不均的风化壳淋积型稀土矿进行原地浸出时，采用适当提高浸出剂浓度、增加布液点、减小孔距和孔径、孔深、减少加液量等方法，即采用高浓度浸出剂、多布液点、低液固比、少加液量的方法，减小浸出盲区，提高回采率。即使淋积型稀土矿孔隙微隙、渗透率较低，但浸出剂流速慢、停留在缝隙中的时间长、与矿石接触和反应充分，所以回采率有可能提高。

3.矿山企业生产技术部门相互监督、协同管理

（1）地质专业应根据“探矿超前”的原则合理布置生产探矿工程，进行地质素描，保证地质图件的质量和精确度，使矿体形态质量控制在最小误差范围内。同时也要求化验工配合好地质部门的工作，及时、准确地提供化验数据。

（2）生产设计人员要经常深入现场进行调查研究，根据生产地质工作提供的矿体赋存条件和采矿方法的试验结果，调整开发设计推荐的采矿工艺，制定切实可行的损失率计划指标和完成指标的技术措施，不断改进开采工艺和提高开采技术水平。

（3）测量专业负责提供采场生产现状测绘资料，应从每一个矿块开始回采起至回采结束时止，及时收集和整理原始资料，提出损失分析，计算上应严格按计算程序和公式要求进行，杜绝人为调整误差，通过计算真实的反映生产实际贫损状况，供采矿专业人员参考。

（4）采矿专业加强必要的技术管理，制定合理的回采计划，并要有系统的母液回收统计资料，比较实际与理论计算出的回采率的偏差，并详细剖析原因，采取相应对策及措施，及时补救。

（5）质检专业应遵守计量、取样、化验规程，做到计量认真，取样有代表性，化验及时准确。计量取样人员要定期检查校正计量、取样、化验误差，为计算损失，提高回采率提供可靠的数据，当流出母液质量不合格或压滤稀土不合要求时，及时上报采矿技术部门，以便及时处理。

（三）结束语

随着科学技术日新月异的发展，对矿产资源的需求日益增加，而矿产资源作为一种不可再生的自然资源，因此在现有的经济技术条件下，我们必须运用各种技术手段和措施，降低矿石损失，提高回采率，使国有矿产资源的利用率与矿业可持续发展达到双赢，促进我国矿业持续、稳定、健康地发展。

[1] 肖智政,汤沟忠,王新民,等.底板深潜式离子型稀土矿原地浸析采矿试验研究(一)[J].化工矿物与加工,2003.32(11):16-18.

[2] 肖智政,汤沟忠,王新民,等.底板深潜式离子型稀土矿原地浸析采矿试验研究(二)[J].化工矿物与加工,2003,32(12):9-11.

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[5] 池汝安,田君.风化壳淋积型稀土矿化工冶金[M].北京:科学出版社,2006.

TD98

A

1008-1151(2011)05-0085-02

2011-01-14

计策（1982－），男，广西柳州人，广西有色金属集团稀土开发有限公司采矿助理工程师，从事矿产资源开发利用及环境保护。