[发明专利]离子型稀土原地浸矿单孔注液影响半径的计算方法

说明书

本发明涉及离子型稀土原地浸矿单孔注液影响半径的计算方法，适用于原地浸矿注液孔网参数设计。本发明包含7个步骤，分别为：(1)测试矿体的饱和体积含水率；(2)测试矿体的土‑水特征曲线；(3)设定单孔注液影响边界的饱和度，计算影响边界的负压水头值；(4)计算单孔注液影响范围内的平均渗透系数；(5)计算注液孔底所在平面上影响边界与注液孔周的距离；(6)计算体积含水率随径向距离变化快慢的常数；(7)计算单孔注液的影响半径。本发明在测试土性参数的基础上，利用所建立的模型，可以计算出单孔注液的影响半径，为原地浸矿注液孔网参数设计提供依据。

技术领域

本发明涉及离子型稀土原地浸矿单孔注液影响半径的计算方法，适用于原地浸矿注液孔网参数设计。

背景技术

原地浸矿是提取离子型稀土资源的第三代工艺，该工艺通过注液孔向矿体注入浸矿剂溶液，使其与稀土离子发生交换反应，再向注液孔注入上清液，稀土离子进入上清液中形成浸出液，浸出液从收液工程流出，用沉淀剂沉淀浸出液中的稀土离子，实现资源回收的目的(见池汝安等所著书籍《稀土矿物加工》P303，北京科学出版社,2014,06.)。

对于整个原地浸矿工艺而言，注液孔网布置是其核心之一，在推广原地浸矿工艺的10余年中，工程技术人员总结了一套布置注液孔的经验做法：注液孔布置成菱形状；注液孔深度一般为见矿0.5～1m，注液孔直径一般为0.15～0.3m；对于坡度＜15°，注液孔间距和排距为1.0～2.0m×1.0～2.0m；对于坡度在15°～30°，注液孔间距和排距为1.5～3.0m×1.5～3.0m；对于坡度＞30°，注液孔间距和排距为2.5～3m×2.5～3m或不布置(见全国稀土标准化技术委员会(SAC/TC229)的《离子型稀土矿原地浸出开采技术规范》报批稿P9,2015,02.)。

网孔布置的合理与否将直接影响到稀土资源回收率，主要表现在三个方面：(1)注液孔间距布置过大，在注液强度一定的情况下，浸矿剂不能入渗到更远的区域，容易造成浸矿盲区，降低稀土资源回收率；(2)注液孔间距布置过小，就会加大投入成本，同时也容易造成窜孔现象，一旦发生窜孔，进一步增加浸矿盲区范围，降低资源回收率；(3)注液孔间距太小，容易造成注液强度偏大，进而容易发生滑坡，滑坡区域的资源也难以回收(见赖兆添等发表于《稀土》期刊的“采用原地浸矿工艺的风化壳淋积型稀土矿山三率问题的探讨”2010,31(02):P86-88.和饶睿等发表于《稀土》期刊的“离子型稀土原地浸矿采场滑坡特征及防控试验研究”.2016,37(06):P6-31)。

实际上，合理确定孔间距，不仅要考虑坡度，更应该考虑矿体的渗透性、注液强度和土水特性等方面的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种离子型稀土原地浸矿单孔注液影响半径的计算方法。

本发明的技术方案：一种离子型稀土原地浸矿单孔注液影响半径的计算方法，包括以下步骤：

第一步：测试矿体的饱和体积含水率，

现场取样测试矿体试样的密度和质量含水量，采用关系式(1)计算矿体的饱和体积含水率；

关系式(1)：

关系式(1)中：θ_s为饱和体积含水率，d_s为矿体试样颗粒相对密度，w为矿体试样的质量含水量，ρ为矿体试样的密度，ρ_w为水的密度；

第二步：测试矿体的土-水特征曲线，

采用现有技术测试矿体不同体积含水率对应的基质吸力，通过关系式(2)拟合测试数据，确定拟合参数；

关系式(2)：