[发明专利]原地浸取注液工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种原地浸取注液工艺，特别是离子吸附型稀土原地浸取注液工艺，属于原地浸取开采技术领域。

本说明书中的术语“顶水”是指在“浸矿液”注入含矿山体，完成“浸矿”过程之后，将按一定比例“固液比”控制的“工业顶水”，不断地从“注液井”注入山体。在“顶水”作用下，汇合被“交换”出来的稀土，和先期注入的已完成“离子交换”、或尚未完成交换过程的部分浸矿液，形成含稀土母液。简单的说，在用浸矿剂浸矿过程完成后，使用“上清液”或清水的注液过程，其目的是把矿体中已交换或尚未交换的浸矿液“挤”出。本说明书中的术语“鸡窝状”、“透镜状”、“层状”等词是用来形象的说明矿体空间展布的特点。网络上可以查找到有些论文中使用过“鸡窝状”矿体这个词。是指矿体的空间展布复杂，在单个含矿山头中存在多个小矿体。

背景技术

根据现有技术，离子吸附型稀土原地浸取注液技术主要采用岩土工程静压注浆法注液。静压注浆法注液技术是采用人工挖掘圆井作为注液井的注液方法，首先使用铲子等工具人工挖掘直径约0.6～0.8米(一般需要人在注液井中施工)、直达含矿层以下0.5米深的注液圆井，井间距为3×3米，为了减少注液盲区，在圆井的中间部分，用铲子开挖长宽为0.5×0.5米(或直径为0.5米)，直达矿层的注液井。在浸取注液过程中先注圆井，后为消除盲区再注直达矿层的注液井，最后注顶水，直至矿块生产完成。

现有注液技术在生产中存在以下技术问题：第一，由于注液顺序不合理，先注主矿体，后为消除盲区对直达矿层的注液井注液，往往因为母液浓度过低或因尾液时间长而无实际利用价值，且无形之中增加了生产成本及单矿块的生产周期；第二，由于后期构造等因素的影响，存在大量的小裂隙，而这些小裂隙必然经过粘土矿物的充填，使得浸矿剂无法到达小裂隙以下与稀土离子发生交换，影响了稀土浸矿的效果；第三，因为离子吸附型稀土特殊的成矿机理，往往在垂直方向上存在较大的渗透性能差异，导致在注液过程中实际的水平方向注液强度难以控制，以及由于在注液过程中矿土结构和渗透性能发生的变化，常导致注液困难，且极易发生塌方等边坡稳定性问题，严重影响生产的正常进行；第四，现有注液技术存在难以与收液系统协调的问题，即难以人为控制注液量；第五，现有注液技术难以适应“鸡窝状”复杂矿体、渗透性差及深埋矿体的注液，使得相应的资源无法使用原地浸取技术开采。第六，现有注液技术难以对浸矿剂的流向、流速及注液强度作出有效控制，且单矿块开采完后，仍有较多浸矿剂及部分稀土母液保留在山体中，随着时间的推移缓慢渗入地下水中，造成了较大的环境污染问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种离子吸附型稀土原地浸取注液工艺，其稀土浸矿率高、减少了母液在矿体中的残留、减少了环境污染、母液浓度高、浸矿剂单耗小、操作简单、应用范围广、环保效果显著，解决了浸矿盲区、注液过程边坡的稳定性差的问题，实现了浸矿剂流向、流速、注液强度的可控性及注液系统与收液系统的联系，同时还解决了深埋矿体、渗透性差矿体以及“鸡窝状”矿体的原地浸取技术问题。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种离子吸附型稀土原地浸取注液工艺，其特征在于：根据矿体厚度变化情况、水文工程环境地质情况以及收液系统的布置，设置注液浅井和注液深井间隔分布的注液网络，其中注液浅井以静压注液为主，注液深井以充填密闭中深部注液为主，如渗透能力很好，可对注液深井不使用密闭加压措施；在注液工序中，采用先注注液浅井，后注注液深井的注液方法，当浸矿剂使用完后，共同对注液浅井和注液深井注顶水。

在本发明的技术方案中，根据矿体空间展布情况、矿体厚度变化情况、矿土渗透性能、以及收液系统的工程布置等，设置注液浅井和注液深井间隔分布的注液网络，也可以根据矿体厚度变化情况(主要针对“鸡窝状”矿体类型)及收液系统的布置设置注液浅井、中等程度深的注液井、和注液深井周期变化的注液网络。

所述的技术方案中注液管路：注液浅井和注液深井通过引流管与球阀开关、分水管路及注液主管路联通形成注液管路系统。

所述的技术方案中注液网络的注液井间距的确定：一般情况下，注液井间距为2.5×2.5米，但如矿土为中粗砂结构，可调整为3×3米，以粘土和细砂为主可调整为2×2米。

所述的技术方案中的注液浅井：注液浅井直径为30～40cm，深度为直达含矿层1～2米，采用1～1.5寸(3.3cm～5cm)的PVC管引流浸矿剂至注液浅井的底部并进行防坍塌处理，注液浅井采用静压注液方式。