離子型稀土礦二維多孔注液溶液滲流及稀土離子遷移規(guī)律研究*

王代惠,胡凱建,丁鵬杰,李立浩,汪 豪,王曉軍,鐘 文

(1.江西理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院,江西 贛州 341000;2.江西理工大學(xué) 江西省礦業(yè)工程重點實驗室,江西 贛州 341000)

0 引言

離子吸附型稀土是我國重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,經(jīng)濟(jì)價值巨大。該礦床是由富含稀土的原巖礦床經(jīng)風(fēng)化、腐蝕形成黏土礦物再經(jīng)解離后以水合稀土離子狀態(tài)在淋濾作用下遷移,在隨地下水遷移過程中被吸附于風(fēng)化殼黏土礦物表面而形成的[1-4]。目前以原地溶浸為主要開采方式[5],長期生產(chǎn)實踐表明,該工藝在注液方式上缺乏理論指導(dǎo),導(dǎo)致稀土回收率低,需要二次甚至多次復(fù)灌。因此,深入了解原地浸礦過程中溶液流動規(guī)律及稀土離子浸出規(guī)律對于優(yōu)化浸礦工藝、促進(jìn)稀土高效浸出具有重要意義。

稀土離子的浸出過程實際上是浸礦劑陽離子與礦物顆粒表面的稀土離子發(fā)生交換反應(yīng)后隨溶液滲出的過程[6-7],該過程符合內(nèi)擴(kuò)散控制動力學(xué)模型[8-9],其中,浸礦劑濃度對稀土的浸出過程有直接影響,提高浸礦劑濃度可以增強(qiáng)稀土離子的傳質(zhì)過程[10-11]。為了進(jìn)一步提高離子型稀土的浸出效率,研究者圍繞傳質(zhì)過程做了大量研究。田君等[12-13]研究發(fā)現(xiàn)柱浸過程中稀土離子的傳質(zhì)行為符合色譜塔板理論,分析了流量、浸礦劑濃度、礦柱高度和浸礦劑用量對傳質(zhì)效率的影響,得到了強(qiáng)化稀土浸出效率的最佳浸礦劑濃度和流速。周芳等[14]通過柱浸試驗研究了稀土離子和鋁離子的遷移分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)遷移態(tài)的稀土離子與鋁離子含量隨遷移深度的增加而升高。……