[发明专利]第四纪非洲地下钾矿的溶采方法

说明书

本发明公开了一种第四纪非洲地下钾矿的溶采方法，其包括步骤：S1、在第四纪非洲地下钾矿的岩芯的首尾两端分别建立注液井和取液井；S2、以常温水作为溶采剂，将溶采剂由注液井注入至岩芯层面，溶采剂流经岩芯形成溶腔，溶采剂溶采岩芯中的无机盐形成溶采液；S3、将溶采液由取液井中抽出并由注液井再次注入至岩芯层面，如此往复，直至在取液井口监测到溶采液中K⁺的质量百分数达到4％～4.5％，停止循环溶采液，将溶采液全部抽出，获得富钾溶液。本发明以常温水作为溶采剂，基于对应第四纪非洲地下钾矿的矿床特征，合理设计其溶采剂的用量、循环工艺以及溶采液中K⁺的浓度控制，可低成本、简单工艺地利用第四纪非洲地下的可溶性钾矿。

技术领域

本发明属于固体矿开采技术领域，具体来讲，涉及一种第四纪非洲地下钾矿的溶采方法。

背景技术

钾盐资源中最优的是可溶性固体、液体钾盐矿物，主要有钾石盐矿、光卤石矿、硫酸盐钾矿和混合盐矿，这些矿床常呈层状，品位较高，规模巨大，便于大规模开采，加工简单，成本低，易于被植物吸收，这是当前世界钾肥生产的主要原料。

非洲大陆西侧西部沿海一带地下蕴藏着丰富的钾盐资源。该区盐矿床为钾盐矿和石盐矿共生矿床。矿床顶板埋深介于260.65m～285.50m之间，顶板岩性为硬石膏岩，局部为白云岩、沥青页岩；底板埋深介于826.20m～909.30m之间，底板岩性主要为沥青页岩，局部有少量硬石膏岩。矿层呈光卤石岩和石盐岩互层状、韵律状分布，夹沥青页岩薄层，局部见有水氯镁石岩钾盐矿矿石类型主要为光卤石型，局部见钾石盐型。根据钻孔揭露岩性特征总结分析，该区盐类沉积的基本层序主要有以下5种：硬石膏岩-石盐岩-光卤石岩、石盐岩-光卤石岩、石盐岩-光卤石岩-水氯镁石岩、水氯镁石岩-光卤石岩-石盐岩、光卤石岩-石盐岩-硬石膏岩。该区钾盐矿中，K⁺的质量百分数为2.62％～13.65％、Mg的质量百分数为1.72％～8.57％。

地下溶浸采矿技术适用范围大体上包括：氧化率高难以浮选的氧化矿，被遗弃在采空区内的残矿和矿柱，崩落区、陷落区、充填区内的矿石，品位低、规模小的孤立矿体，露天境界未圈人的矿脉，因矿岩松软破碎难以采掘的氧化矿或混合矿，埋藏深、地压大、温度高，地质条件复杂的矿床，以及边远地区，气候条件差、建设条件恶劣的矿山。

针对地下钾矿的溶采，一般以氯化钠溶液或氯化镁溶液作为溶采剂，存在成本投入高的问题；并且，现有技术针对地下钾矿多采用热溶开采、多井建槽的方法，工艺复杂、耗时长、能耗大。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种第四纪非洲地下钾矿的溶采方法，该溶采方法可低能耗利用第四纪非洲地下钾矿，降低开采成本、缩短开采时间。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种第四纪非洲地下钾矿的溶采方法，包括步骤：

S1、在第四纪非洲地下钾矿的岩芯的首尾两端分别建立注液井和取液井；其中，在所述岩芯中，K⁺的质量百分数为2.62％～13.65％、Mg²⁺的质量百分数为1.72％～8.57％、Na⁺的质量百分数为5.80％～20.20％、Cl^-的质量百分数为22.78％～40.00％；

S2、以常温水作为溶采剂，将所述溶采剂由所述注液井注入至所述岩芯层面，所述溶采剂流经所述岩芯形成溶腔，所述溶采剂溶采所述岩芯中的无机盐形成溶采液；

S3、将所述溶采液由所述取液井中抽出并由所述注液井再次注入至所述岩芯层面，如此往复，直至在所述取液井口监测到所述溶采液中K⁺的质量百分数达到4％～4.5％，停止循环所述溶采液，将所述溶采液全部抽出，获得富钾溶液。

进一步地，所述岩芯的深度为750m～1000m。