本發(fā)明屬于稀土提取回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高稀土回收率的系統(tǒng)及應用其的稀土礦山集液系統(tǒng)，特別涉及一種提高全覆式離子吸附型稀土礦山稀土回收率的系統(tǒng)和應用其的稀土礦山集液系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

中國稀土量占世界稀土總量的80％，是我國重要的礦產(chǎn)資源和戰(zhàn)略資源。其中南方的離子吸附型稀土礦床為風化殼型，其原巖多為含稀土的花崗巖和火山巖，山體的切割深度一般較小，潛水位一般較高，原巖風化形成高嶺土、蒙脫石等粘土礦物，稀土礦物風化產(chǎn)生的稀土離子吸附在粘土礦物上而形成離子吸附型稀土礦。

上述離子吸附型稀土礦中的稀土資源較難回收，如何提高其中的稀土資源回收率已成為技術(shù)人員的難題，雖然技術(shù)人員開發(fā)了離子吸附型稀土原地浸礦工藝，并取得了一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，但在開采注液、收液過程中存在諸多盲區(qū)，導致收液率得不到提高。此外，南方雨水較多，露天開采過程中雨水、泉水、山水等其他非稀土浸出液容易混入其中，降低了稀土浸出液的濃度，增加了其中的雜質(zhì)，導致其對稀土的浸出效果變差，隨之也增加了稀土回收成本。

面對上述技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中并無一個系統(tǒng)性的解決方法?，F(xiàn)有技術(shù)中離子型稀土礦山的注液系統(tǒng)一般采用兩種方法，一種是不設(shè)置引流管道，直接將注液水龍頭與注液孔相對，注液時稀土浸出液直接注入注液孔中；另一種是采用管道和漏斗與注液水龍頭對接，管道插入注液孔中一定距離，通過管道引流至稀土礦塊內(nèi)。利用上述注液方式得到的稀土浸出效率較低，且大量注入的稀土浸出液易導致稀土礦塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，引發(fā)山體滑坡等風險；再者，現(xiàn)有的清污分流技術(shù)尚不夠完善，只提供了裸腳式無巷道的礦塊避水溝布置方式，即直接在導流孔上方布置一條避水溝，對避水溝的規(guī)模和參數(shù)并沒有形成規(guī)范；另外，對于稀土礦塊周邊的溪流、水塘等易影響稀土浸出液濃度的因素，沒有相應的解決方案。

通過上述分析得知：在開采離子吸附型稀土礦山，特別是全覆式離子吸附型稀土礦山時，稀土浸出液易受外界雨水、溪流等不利環(huán)境的影響，導致其濃度變低且雜質(zhì)含量高，進而影響稀土回收率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的在開采離子吸附型稀土礦山，特別是全覆式離子吸附型稀土礦山時，稀土浸出液易受外界雨水、溪流等不利環(huán)境的影響，導致其濃度變低且雜質(zhì)含量高，影響稀土回收率的缺陷，進而提高了一種稀土浸出液濃度較高、雜質(zhì)含量少以及稀土回收率高的提高稀土回收率的系統(tǒng)及應用其的稀土礦山集液系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明所提供的提高稀土回收率的系統(tǒng)，包括沿風化層下部設(shè)置在集液巷道的上方的用于截留并分離非稀土浸出液的環(huán)山避水溝。

優(yōu)選地，還包括沿山腳設(shè)置在所述集液巷道靠山體外部一側(cè)的排洪溝，用于阻止非稀土浸出液進入所述集液巷道。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在注液孔中的注液支管，所述注液支管深入所述注液孔內(nèi)部一端的管壁上設(shè)置有若干通孔。

優(yōu)選地，所述集液巷道的兩側(cè)壁均設(shè)有上、下兩排成W折線型分布的導流孔；上、下兩排所述導流孔的排距為0.2m，所述導流孔間的孔距為0.2m，所述導流孔的孔傾角為5－7°。

優(yōu)選地，所述環(huán)山避水溝的長度L根據(jù)當?shù)氐慕涤炅靠傻?，計算方程如下?/p>

L＝900ΨF(1+0.6lgP)/0.12t^0.54；

其中，P-重現(xiàn)期(單位：a)；t-降水歷時(min)；

Ψ-徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1；F-風化層面積(hm²)。

優(yōu)選地，所述環(huán)山避水溝的寬度為0.4m－0.5m，高度為0.3m－0.4m。

優(yōu)選地，所述導流孔孔深為所述集液巷道側(cè)壁寬度的2/5－3/5。

優(yōu)選地，所述注液支管插入至所述注液孔內(nèi)1m-3m深。

優(yōu)選地，所述環(huán)山避水溝尾部與所述排洪溝連通。

本發(fā)明還提供了一種稀土礦山集液系統(tǒng)，包括置于風化層和基巖之間的集液巷道、設(shè)置在風化層上方的注液孔；還包括權(quán)上述提高稀土回收率的系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在如下有益效果：

(1)本發(fā)明實施例所提供的提高稀土回收率的系統(tǒng)，包括沿風化層下部設(shè)置在集液巷道的上方的環(huán)山避水溝，通過設(shè)置該環(huán)山避水溝，能截留并分離非稀土浸出液，如雨水等，避免非稀土浸出液進入集液巷道中并與稀土浸出液混合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該操作提高了稀土浸出液濃度，降低了其中雜質(zhì)含量，以及后續(xù)從稀土浸出液中分離稀土的難度，相應地，也有利于提高稀土回收率。

(2)本發(fā)明實施例所提供的提高稀土回收率的系統(tǒng)，在沿山腳設(shè)置在集液巷道靠山體外部一側(cè)的排洪溝，通過排洪溝阻止了非稀土浸出液進入集液巷道，提高了稀土浸出液濃度，降低了其中雜質(zhì)含量。再通過將環(huán)山避水溝尾部與排洪溝連通，使環(huán)山避水溝中的非稀土浸出液通過排洪溝排至遠離山體的地方，避免影響稀土浸出液。

(3)本發(fā)明實施例所提供的提高稀土回收率的系統(tǒng)，在注液孔中設(shè)置注液支管，并在注液支管深入注液孔內(nèi)部一端的管壁上設(shè)置有若干通孔，通過該設(shè)置，能使稀土浸取劑的浸潤面更廣，注液孔不容易坍塌和堵塞，能較好的引導稀土浸取劑浸泡至整個礦體，并在注液孔周圍均勻分布，降低了山體滑坡的風險，同時，提高了稀土礦中稀土的浸出效率，提高了稀土的回收率。

(4)本發(fā)明實施例所提供的提高稀土回收率的系統(tǒng)，在集液巷道的兩側(cè)壁均設(shè)有上、下兩排成W折線型分布的導流孔，上下兩排導流孔的排距為0.2m，導流孔間的孔距為0.2m，孔傾角為5－7°，通過上述導流孔能快速截留稀土浸出液，并引導至集液巷道中，提高了稀土回收率。

(5)本發(fā)明實施例所提供的稀土礦山集液系統(tǒng)，在風化層和基巖之間的設(shè)置集液巷道，在風化層上方設(shè)置注液孔，并設(shè)置上述的提高稀土回收率的系統(tǒng)，在稀土礦山上建立清污分流系統(tǒng)，通過環(huán)山避水溝收集雨水等非稀土浸出液，通過排洪溝分割稀土礦山與溪流、水塘等，避免其影響稀土浸出液，同時環(huán)山避水溝收集的非稀土浸出液進入排洪溝，排至外界，實現(xiàn)了清污分流，減少環(huán)境污染。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明中提高稀土回收率的系統(tǒng)和稀土礦山集液系統(tǒng)的工程布置圖。

圖2是本發(fā)明中提高稀土回收率的系統(tǒng)和稀土礦山集液系統(tǒng)的側(cè)視圖(從集液巷道口方向看)。

圖3是本發(fā)明中集液巷道內(nèi)部導流孔的布置圖。

圖4是本發(fā)明中環(huán)山避水溝的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明中注液支管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明中注液支管在注液孔中的布置示意圖。

附圖標記：

1-腐殖層；2-風化層；3-半風化層；4-基巖；5-注液孔；6-集液巷道；7-排洪溝；8-環(huán)山避水溝；9-收液裝置；10-導流孔；11-注液支管；12-注液閥門；13-注液漏斗；14-通孔；15-鐵芒箕填充物。

具體實施方式

為了更好地說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步描述。本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，而不應該被理解為限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來限定。

實施例1

本實施例提供了一種提高稀土回收率的系統(tǒng)，如圖1和2所示，該系統(tǒng)包括沿風化層2下部設(shè)置在集液巷道6的上方的用于截留并分離非稀土浸出液的環(huán)山避水溝8。

上述系統(tǒng)中，通過設(shè)置環(huán)山避水溝8，能截留并分離非稀土浸出液，如雨水等，避免非稀土浸出液進入集液巷道6中并與稀土浸出液混合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該操作提高了稀土浸出液濃度，降低了其中雜質(zhì)含量，以及后續(xù)從稀土浸出液中分離稀土的難度，相應地，也有利于提高稀土回收率。

為了進一步降低非稀土浸出液對稀土浸出液的影響，如圖1和2，還設(shè)置了排洪溝7，其沿山腳設(shè)置在集液巷道6靠山體外部一側(cè)，通過設(shè)置排洪溝7阻止了非稀土浸出液進入收液裝置9和集液巷道6中。

進一步地，收液裝置9為集液溝或集液池，收液裝置9與集液巷道6連通以收集從集液巷道6中流出的稀土浸出液。

如圖5和6，在注液孔5中還設(shè)置了注液支管11，該注液支管11深入注液孔5內(nèi)部一端的管壁上設(shè)置有若干通孔。該通孔能使稀土浸取劑的浸潤面更廣，注液孔不容易坍塌和堵塞，能較好的引導稀土浸取劑浸泡至整個礦體，并在注液孔周圍均勻分布，降低了山體滑坡的風險，同時，提高了稀土礦中稀土的浸出效率，提高了稀土的回收率。

優(yōu)選地，注液支管11插入至注液孔5內(nèi)1m-3m深(視腐殖層1厚度定)。

如圖2和3所示，集液巷道6的兩側(cè)壁均設(shè)有上、下兩排成W折線型分布的導流孔10；上、下兩排導流孔10的排距為0.2m，導流孔10間的孔距為0.2m，導流孔的孔傾角為5－7°。通過設(shè)置上述導流孔能快速截留稀土浸出液，并引導至集液巷道中，提高了稀土回收率。

優(yōu)選地，導流孔10孔深為集液巷道6側(cè)壁寬度的2/5－3/5，導流孔10采用水泥沙漿進行防滲處理。導流孔10的形狀具體可為圓柱狀。

需要說明的一點是，集液巷道6具有一定高度，如可為1.5-2m，導流孔10孔距密集，且布置地點是集液巷道6內(nèi)部。采用該導流孔10能充分攔截集液巷道6兩側(cè)稀土浸出液，并將引流至集液巷道6中。

進一步地，環(huán)山避水溝8的長度L根據(jù)當?shù)氐慕涤炅靠傻?，計算方程如下：L＝900ΨF(1+0.6lgP)/0.12t^0.54；其中，P-重現(xiàn)期(單位：a)；t-降水歷時(min)；Ψ-徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1；F-風化層面積(hm²)。在本實施例中，環(huán)山避水溝8的長度L可根據(jù)稀土礦山近10年暴雨強度資料和開采礦塊匯水面積，以及稀土礦山的山型地貌計算，如圖4所示，環(huán)山避水溝8的寬度為0.4m－0.5m，高度為0.3m－0.4m。

進一步地，環(huán)山避水溝8的形狀可以設(shè)置成倒梯形，下底長度為0.3m，上底長度為0.4m，環(huán)山避水溝8內(nèi)壁采用掛網(wǎng)水泥沙漿做防滲處理。

進一步地，環(huán)山避水溝8可依據(jù)稀土礦山的山勢，環(huán)繞山體且呈上升趨勢設(shè)置，能及時方便地引流雨水等非稀土浸出液。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖2所示，環(huán)山避水溝8尾部與排洪溝7連通，使環(huán)山避水溝中的非稀土浸出液通過排洪溝7排至遠離山體的地方，避免影響稀土浸出液。

需要說明的一點是，排洪溝7的長度同樣可以根據(jù)環(huán)山避水溝8的長度計算公式進行計算，設(shè)置的排洪溝7阻止了稀土礦山山腳下的雨水、泉水及其他水滲入或流入集液巷道6。

進一步地，如圖6所示，注液支管11上口用注液漏斗13銜接，注液漏斗13上面設(shè)置注液閥門12，下口附近管壁鉆孔，形成若干通孔14，注液孔5內(nèi)填充有鐵芒箕填充物15，通過鐵芒箕填充物15能使稀土浸取劑更充分均勻地分散至稀土礦體中，減緩了稀土浸取劑對稀土礦體的沖刷，保護了礦體的穩(wěn)定性，降低了滑坡的發(fā)生概率。

優(yōu)選地，注液支管11分為插入腐殖層1中的第一部分和插入風化層2中的第二部分，第一部分的長度為1.5-2m，第二部分的長度為0.5-1.5m。通孔14設(shè)置于第二部分上。

優(yōu)選地是，第二部分上最上端的通孔14剛穿過腐殖層1到達風化層2。

注液孔5和注液支管11的直徑大小可根據(jù)需要進行設(shè)置，如注液孔5的直徑為Φ0.18m，注液支管11的直徑可為Φ0.025m。

上述提高稀土回收率的系統(tǒng)的工作原理大致如下：采用若干根PVC塑料材質(zhì)的注液支管11插入注液孔5內(nèi)，深度穿過腐殖層1即可，一般為2-3m，稀土浸取劑從各通孔14均勻地溢出，進入稀土礦體中，浸取其中的稀土，形成稀土浸出液，稀土浸出液通過導流孔10截留，進入集液巷道6中，回收利用。環(huán)山避水溝8和排洪溝7則用來收集非稀土浸出液，避免其進入集液巷道6中，環(huán)山避水溝8與排洪溝7連通，非稀土浸出液通過排洪溝7排至外界。

實施例2

本實施例提供了一種稀土礦山集液系統(tǒng)，如圖1和2所示，包括置于風化層2和基巖4之間的集液巷道6、設(shè)置在風化層2上方的注液孔5；其還包括實施例1中的提高稀土回收率的系統(tǒng)。

通過上述稀土礦山集液系統(tǒng)，在稀土礦山上建立清污分流系統(tǒng)，通過環(huán)山避水溝8收集雨水等非稀土浸出液，通過排洪溝7分割稀土礦山與溪流、水塘等，避免其影響稀土浸出液，同時環(huán)山避水溝8收集的非稀土浸出液進入排洪溝7，排至外界，實現(xiàn)了清污分流，減少環(huán)境污染。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。