工程建設項目壓覆離子型稀土礦回收技術方案的探討

摘 要：針對園區工程建設剝離大量離子型稀土礦出現的資源浪費、非法開采、環保等一系列問題，探討了采用原地浸礦工藝技術對項目工程壓覆稀土資源的可行性，分析了開采回收稀土資源的安全、環保措施，探索出一種安全、綠色環保的回收壓覆型稀土資源的開采方案。

關鍵詞：壓覆；稀土；原地浸礦；回收

中圖分類號：TD265 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0201-02

前 言

近些年來，隨著經濟社會的快速發展，稀土作為國家的戰略資源被不斷地消耗利用，稀土礦屬于不可再生資源，特別是比較獨特、比較稀有的南方離子型稀土礦，更加值得進行保護性開采。加上我國城鎮區域的不斷擴大，基礎建設工程的不斷開發，壓覆在項目用地的稀土資源會不可避免的造成浪費，因此，加快對項目工程壓覆稀土礦資源搶救性回收的步伐，是我們當前工作的重中之重。本文就廣西梧州市某園區開發建設工程壓覆稀土資源綜合回收利用開采方案進行探討。

1 礦體概況

某園區位于廣西梧州市區西側，處于梧州市長洲鎮龍新村至龍平村一帶，面積約10.98km2。據調查研究分析，園區礦床屬風化殼離子吸附型稀土礦，主要為中、低山-丘陵地貌，新生代以來地殼處于緩慢抬升狀態，風化速度大于表生剝蝕速度，風化殼發育，多形成全覆式風化殼，同時地處亞熱帶地區，氣候濕熱，長期處于弱酸性地球化學環境，有利于富含稀土元素的原巖被分解、有利于稀土礦離子的遷移、被吸附，從而在殘坡積、沖洪積物中富集成礦。

項目區內圈定風化殼離子吸咐型稀土礦體16個，礦區南北長6.00km，東西寬約0.20～2.00km。礦體受地層、構造、巖漿巖及風化殼地形地貌控制明顯，礦體埋深一般在0.50～12.00m。16個礦體中資源量規模最大的是105號礦體，其次是103號礦體，資源量規模最小的是111號礦體。礦體延展規模最大的礦體是103號礦體，其次是105礦體，延展規模最小的是104礦體。礦區共探獲離子吸附型稀土凈礦石量483.76萬t，全相稀土氧化物5421.521t，其中推斷的內蘊經濟資源量：凈礦石量94.10萬t，TRE2O3（全相稀土氧化物）981.16t，SRE2O3（離子相稀土氧化物）629.51t；礦區資源量規模為小型。礦區含礦面積約0.717km2，延展規模達中型。

單工程礦層厚度1.00～12.50m，一般為2.00～8.00m，礦體平均礦厚最大為116號礦體8.85m，礦體平均礦厚最小為111號礦體1.00m，礦區平均厚度4.27m，礦厚變化系數0～58.32%，礦體的礦厚穩定程度為穩定。

對項目區內樣品進行了全相和離子相品位分析，離子相占全相品位的67～83%，平均66.26%，稀土浸取率58.56～70.47%，平均為64.16%。從數據分析可見本礦床礦石稀土浸取率及離子相占全相的比例較高，說明稀土元素富集形態主要為離子型，故礦石自然類型為離子吸附型礦石。為了了解稀土礦石的配分類型，對5個組合樣進行了離子稀土分量分析，可知，輕稀土La～Eu占總量的56.96～77.66，平均為66.44%；重稀土Gd～Y占總量的22.34～43.04%，平均為33.56%，因此該礦床礦石工業類型是以輕稀土為主的混合型稀土礦石。

2 回收技術方案

2.1 產品方案及建設規模

鑒于本項目的特殊性，即本礦區系園區建設用地，為梧州市政府已開工建設的重點工程，在工程開發建設過程中發現該項目區內壓覆大量可回收利用的稀土礦，在梧州市政府和區國土廳的支持下，一方面受園區工程建設進度限制，園區的建設迫在眉睫，另一方面受地質勘查程度低、查明資源分布及儲量限制，在不影響園區工程建設進度的條件下，合理布置生產車間及確定生產能力，盡可能回收稀土礦，不考慮生產規模，礦山產品方案為混合稀土碳酸鹽（簡稱碳鹽稀土），即生產REO（折算成92%的氧化稀土）。

2.2 開采方式

根據礦體賦存狀態、出露的地形特點、環保要求及園區工程建設進度限制，本方案決定采用原地浸礦工藝開采。原地浸礦工藝就是利用強電解質溶液（如硫酸銨、氯化銨等）從礦體上部的注液井注入，強電解質溶液的陽離子把礦體上稀土離子交換下來，交換出來的稀土離子形成母液匯集到礦體底部的收液巷道集中回收。

2.3 礦塊劃分及開采順序

根據儲量地質報告圈定的礦體形態、規模、分布特點、已確定的開采方式及園區的施工進度，合理安排開采順序，礦區總體開采順序是在擬建1個生產車間，2個礦塊同時浸礦，服務范圍內按照園區的施工進度區域的順序來安排生產，先開采園區施工即將推進到的區域，即在可控范圍內按園區的施工區域的緩急程度進行安全開采，順序為：107、110號礦體→103、105號礦體。

2.4 開采工程布置

（1）注液工程。水冶車間配制的浸礦液通過配液池和中轉池抽至簡易高位池，簡易高位池一般只服務1～2個礦塊。管路采用2.5～3寸PVC管，根據實際的揚程和流量選定耐酸泵。高位池至礦塊的主管路采用2寸PVC管，主管路至各個注液井的管路采用8分PVC管。注液井為？準0.18m左右的小圓孔，孔深為見礦1～1.5m，注液孔網度為2m×2m，分布采用菱形均勻布置，為減少注液盲區，在地形較平表土較薄的注液孔之間和礦體較厚地方，再均勻布置適量的注液孔。

（2）收液工程。沿礦體長度方向布置平行巷道，巷道方位垂直礦體長度，巷道間距為15m，巷道位于礦體下盤，巷道長均為100m左右。巷道斷面為梯形（0.8m×1.2m×1.8m）巷道坡度為2～3°，巷道底板在導流孔工程完成后修成淺“V”字形，并且鋪上水泥砂漿。巷道內導流孔方向為垂直巷道走向，孔徑為？準100mm，傾角為5～8°，4孔/m，分兩層實施，孔距0.5m，層間距為0.3m，交錯布置，孔深均為7m左右。在巷道口下部建一個6m3左右的母液中轉池，池中開一個3寸出水口，礦塊出來的母液均流到此池中轉后抽到水冶車間母液池。

2.5 水冶車間工藝設計

母液經碳酸氫銨除雜后，除雜渣經過酸溶后送至回收公司做進一步處理，上清液則自流至沉淀池，再加入飽和碳酸氫銨水溶液，調節pH，待澄清后，沉淀的碳酸稀土進入板框壓濾機壓濾裝包入庫，上清液可放到配液池處理后重新調配作為浸礦液使用。

3 安全防范及環境保護措施

①收液巷道應進行可靠支護，預防坍塌、片幫等風險；注液井不能與底部收液巷道串通，也不能有井井串通的現象。②嚴格控制注液量，特別是梅雨季節，應減少采區注液量，疏通、加固排水系統防止表層滑坡。③礦塊浸礦結束后，巷道的尾液，要及時回收直至pH、氨氮達標為止，對于少量殘留在礦體的硫酸銨溶液，則以監測井和環保井進行監測，一旦發現氨氮超標，即進行回收利用，以防止浸礦液（母液）對生產礦塊周邊及下游環境的污染。④生產過程中，應加強對注、收液管路的巡查，發現有泄漏的，及時修理。⑤礦山開采結束后，應采取必要的措施對裸露面、坡面等進行綠化、護坡，恢復土地功能，防止水土流失。

4 結束語

離子吸附型稀土礦是我國寶貴的稀土資源，由于經濟社會建設導致大量稀土資源被剝離未能及時回收利用，加上工程項目開發過程中，有不法分子趁機非法開采，導致環境嚴重破壞，擾亂稀土市場正常秩序。針對此現狀，就如何規范開采回收項目工程剝離的稀土資源，本著安全、環保的原則，采用原地浸礦工藝開采，然后回收母液至水冶車間進行后續處理，產出混合稀土碳酸鹽（簡稱碳鹽稀土）產品。生產過程中，鑒于露天開采礦山的特殊性，加強對收液巷道的有效支護和控制好礦山的注液量，礦山的安全生產才得以保障；回收殘留在礦體少量的硫酸銨及采選后對礦區的綠化修復，能有效減少稀土回收項目對環境的破壞。采用原地浸礦工藝技術對礦山表土破壞程度小，稀土回收率高，基本上不產生廢土、廢渣和廢液，對周邊環境影響小，值得推廣。

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收稿日期：2018-4-28

作者簡介：甘勝敏（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事風化殼淋積型稀土礦山開采、稀土冶煉分離技術和管理等方面研究工作。