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廣西崇左市六湯稀土礦屬于南方離子吸附型稀土礦床，采用先進的原地浸出工藝進行開采。主要應用礦床中的稀土離子具有可交換、吸附的特性，在浸出液的作用下被交換吸附出來，達到開采利用的母的。原地浸出工藝涉及礦床地質學、水文地質學、采礦、選礦、冶煉、化學、流體力學、環境科學、安全科學等多專業的綜合性學科。在開采過程中不破壞地貌、不產生礦石搬運、不產生排土問題，直接從礦床中回收有價金屬，屬于綠色開采工藝。根據其開采工藝條件，在生產過程中，依然存在著如何提高回收率及更好保護環境的問題。本文就崇左市六湯稀土礦開采過程中對回收率及環境影響的影響因素進行分析并提出解決的方法。
1、崇左市六湯稀土礦的開采工藝
本礦山采用原地浸出工藝，其工藝技術路線為：網井布液、靜壓滲液、負壓封底、綜合收液：即將浸礦液通過網格布置的注液井注入天然埋藏條件下的風化礦體；浸礦液在靜壓滲浸條件下，在滲流場中滲透，礦石由非飽和狀態過渡到飽和狀態，滲流場由不穩定過渡到穩定狀態，進而產生穩定流動。在此過程中環境，浸礦液中的陽離子與礦物中的稀土離子發生交解作用，稀土離子進入溶液，形成稀土母液；浸出的稀土母液或沿天然基巖隔水層面流向集液溝，并匯集到集液池，或向負壓收液面集中（即礦層底部收液坑道），并沿負壓收液系統，最后匯集到集液池，再輸送到水冶車間進行處理：母液凈化后加入沉淀劑使稀土沉淀，然后將稀土沉淀物過濾，灼燒而得到混合氧化稀土。原山浸析采礦工藝流程，如下圖：
2、開采過程中，影響回收率的因素及應對措施
2.1 根據本礦山應用的原地浸出開采方案，可以知道，對于稀土的回收主要是通過浸出液在流經含稀土礦的礦層時，稀土離子與浸出液中的陽離子（NH4+）產生交換，稀土離子隨著浸出液（母液）一起集中回收。具體表現為:浸出液從注液井(孔)中,沿風化礦物的孔隙進入礦體,并附著在吸附了稀土離子的礦體表面;溶液在重力和壓力作用下,在孔隙和裂隙中擴散,并擠出孔裂隙水;溶液中活動性更強的陽離子與礦物表面的稀土離子發生交換解析作用,并使稀土離子進入溶液,生成孔裂隙稀土母液,形成原地浸析層;不斷加注的新鮮溶液,擠出已發生了交換作用的稀土母液,并與礦物里層尚未發生交解作用的稀土離子,發生交解作用。擠出的地下水及形成的母液到達礦體地下水位后, 逐步提高原地浸出采場內的地下水位,形成原地浸析采場內的母液飽和層,當飽和層所形成的地下水坡度達到一定的角度(>15°)時,可形成采場內較穩定的母液地下徑流, 在水封閉的條件下,在整個原地浸析過程(注液與注頂水過程)中,母液流向設置在采場下部的集液溝中。在這過程中，稀土回收率的影響因素有：①浸出液與礦床中稀土的接觸和交換問題（即浸出率問題）。②浸出排管、孔深、孔距、注液方式等原因，而導致浸出時存在浸出盲區。③在注液后，浸出液往浸出區外漂移，使得母液回收率低。
針對上述三點，通過試驗，采用如下應對措施：采用增加布液點、減小孔深、孔距和孔徑、減少加液量等方法,即采用低液固比、高濃度浸出劑、多布液點、少加液量的方法，浸出液按照“先上后下”、“先濃后淡”、“先液后水”的三先原則注液,可以減小浸出盲區, 提高浸出率論文格式。采用從生產井抽取的液量要略大于注入的液量（這樣就給礦體中的液體施加了一個向生產井流動的動力）；在礦體周邊注入聚合物, 做一道注漿幃幕（防止浸出劑向礦體外漂移）；圍繞礦體周邊鉆一些保護井, 向這些井注入水,把浸出劑驅回礦體；利用監測井監測可能發生的浸出劑的漂移,以便及時采取預防措施，防止浸出液產生向浸出區外漂移。有效地保證了母液的收集。
2.2沉淀過程中對回收率的影響及對應措施
對于整體礦山而言，除了開采過程中的浸出率、母液收集率對稀土回收率的影響外，在沉淀過程中也有損失。在浸出的母液當中含有很多的非稀土雜質,為保證產品的質量,在沉淀前必須先除雜。在除雜的過程中環境，會有部分稀土隨著雜質沉淀而產生裹脅損失。對此類損失，采用的措施為：①在原地浸出時控制浸出劑的濃度及酸度，盡量減少母液中的雜質；②在除雜過程中嚴格控制沉淀劑的質量和數量，并嚴格控制PH值，盡量減少裹帶損失。母液經除雜完成后成為合格的稀土母液，合格母液加入碳銨沉淀形成碳酸鹽沉淀，最后將碳酸鹽沉淀經板框壓濾機過濾即得到碳酸稀土產品。在這個過程中產生的損失主要為：在沉淀工序時因沉淀不完全而造成稀土損失;在壓濾工序時有少量的稀土碳酸鹽細粒透濾,形成壓濾脫水損失。針對此類損失，采用的措施有：①在碳銨沉淀時，控制母液的稀土濃度、PH值、碳銨的添加狀態、加入量及加入方式，使其結晶良好；②在壓濾時選用合適的濾布，并將濾液放到沉淀池，使微小顆粒進行再沉淀。
3、開采過程中，影響環境的因素及應對措施
原地浸出技術屬于綠色開采技術，但在開采的過程中，如操作不當，也會產生環境事故。主要產生的環境事故為：山體滑坡和母液滲漏。
產生環境事故的主要原因有：①在離子交換過程中，部分細粒粘土隨著浸出液一起流走，改變了礦層的力學性質，使巖體變得疏松；②由于注液時液面控制不當,使浸出液與表土發生明顯的激烈化學反應,產生大量氣泡,并使表土不斷遭到侵蝕、剝落，堵塞微細孔，使浸出液在表土匯集，下滑力大于礦層的結構力；③出現穿井現象，注入的溶液不再是滲流，而是穿流,加大了對礦層破壞能力；④最后灌頂水時流量及位置不當，使本因交換而結構力降低的礦層的壓力過大。⑤集液溝滲液面不夠或沒有挖穿全風化礦層，使礦層飽和水位不斷升高環境，增大了巖體的負荷。
根據上述對環境影響的原因，采用如下的應對措施：①注液井中注液面要嚴格控制在表土層以下,禁止浸出液注入表土層與全風化層的過濾帶中,以免發生氣泡堵塞與固體堵塞現象；②增加集液溝滲液面積，并在開挖時一定要將全風化礦層挖透,并使其在全風化礦層有一定高度的滲液面；③開挖集液副溝并對集液溝進行支護，保證其牢固，防止出現事故而導致母液滲漏；④做好防洪設施，把排洪系統按當地最大雨量設計施工；⑤保證浸出液通暢同時，嚴格控制注液井液面高度；⑥在礦體周圍，灌混凝土樁，保護好礦體。
4、結語
原地浸出技術屬于綠色開采技術，適合于崇左六湯稀土礦的開采，在開采的過程中，只要密切關注到上述對回收率及環境影響的因素，并做好相應的防范措施，就能有效地保護了環境，具有很好的經濟效益、社會效益及環境效益。 使企業成為環境友好型、資源節約型的企業。
參考文獻
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稀土基本可分為鈰組稀土和釔組稀土，其中鈰組稀土又稱為輕稀土，主要包括鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪，不少國家都有儲存。釔組稀土又稱為重稀土，主要包括釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔。重稀土不僅儲量少，缺口大，而且可替代性也小，更加緊缺，是名副其實的稀土中的稀缺品。美國、印度、澳大利亞、加拿大、南非、馬來西亞等國家雖然也有大量的稀土礦存在，不過，大部分是輕稀土，全球70％以上重稀土分布在我國南方的江西、廣東、廣西等七省份，且品位高，類型齊全，易于采選，是我國南方地區獨有的珍稀礦種。特別是分布在江西尋烏等地的風化淋積型稀土礦中的釓、鐿分別比美國芒頓帕斯氟碳鈰礦中含量高12倍和20倍；世界上釔資源主要分布在中國，江西龍南等地的磷釔礦儲量是國外釔工業儲量的4倍，是美國的47倍。可以說，我國重稀土資源不論其資源量還是元素種類與配分形式都是世界上任何國家無法比擬的。
近年來，西方國家不滿中國的出口配額限制政策，并不斷向中國施壓，目的不在于除中國以外，美國、俄羅斯、澳大利亞、印度、南非等國都有分布的輕稀土，而是為了獲得全世界都緊缺的重稀土資源。
重稀土因為其廣泛應用于鋼鐵、玻璃、陶瓷、電子、石油等各種行業，被稱為“超級工業味精”，是日本和美國制造尖端武器必不可少的原料。以“鏑”為例，凡是激光、核反應堆、計算機硬碟、汽電共生引擎等，都必須要使用鏑，而世界上只有中國有，在其他國家幾乎沒有發現過可采的儲量。
從售價來看，輕稀土與重稀土相比更是不可同日而語。以2011年3月25日的價格為例，輕稀土類產品價格如氧化鐠和氧化釹分別達到45.9萬元／噸和57.5萬元／噸；重稀土類產品如氧化鏑和氧化鋱價格分別為2842.5元／千克和4900元／千克。在產量上，鈰的品位高達50，而鏑的品位只有5。
但令人遺憾的是，中國在控制稀土出口配額的同時，并沒有對輕稀土與重稀土進行細分，采取的辦法是輕重不分的一刀切政策。籠統的限制措施無法起到保護稀缺資源的作用，雖然獲得配額的稀土企業在輕重稀土的生產和流通上有所側重，但由于國內生產商之間的產品調配不受限制，以及非正規途徑開采、生產的重稀土屢禁不止，實際上每年利用出口配額指標出口的重稀土遠比實際的配額數量多。國外進口商想盡辦法，最終總是可以獲得鋱、鏑、釔等重稀土的進口。在旺盛的市場需求下，重稀土的“高附加值”特性愈發明顯，很多國內企業追逐高額利潤，通過擠壓輕稀土的出口配額，來增加重稀土的出口量，于是，儲量越少的重稀土反而出口得越多。在配額不細分的現狀下，形成了國家“鼓勵”出口重稀土的反效應，致使重稀土大量流失。
重稀土不能承受之重
我國是世界上唯一能夠提供全部17種稀土元素的國家，但由于肆意揮霍和浪費，流失的數量相當驚人。據業內人士反映，中國稀土資源儲量越來越少，既不是用得多，也不是賣得多，而是在生產過程中浪費得多。除了貧礦漏采導致稀土資源流失外，尾礦浪費也是稀土流失的主要原因之一。在稀土元素提取的過程中，加入酸的濃度和量不容易控制，原礦中的稀土元素很難被完全溶解出來，一般的資源開采者，只是把容易分離的稀土元素分離了出來，而剩下不太容易分離的，不進行后續提取，直接和廢渣一起被丟棄。目前，我國稀土資源已經處于一個危險的資源安全臨界點。商務部相關數據顯示，中國稀土儲量在1996－2009年間大跌37％，只剩2700萬噸，若是按照現有生產速度，我國的重稀土儲備僅能維持15－20年。
稀土出口配額輕重不分，不僅導致資源流失和浪費，而且給我國生態環境帶來極大壓力。分布于我國南方七省份的重稀土，大多是露天礦，這種礦開采容易，分離程序簡單，采礦進入門檻比較低，因此盜采濫挖現象很嚴重。受技術水平限制，很多企業圖省事，一味追求利潤，不考慮環境保護，在生產、選礦各個環節大量使用化學藥劑并產生大量廢水，這些廢水包含了近百種化學藥劑，其中還有放射l生物質，對植被和生態構成極大威脅。
上世紀70年代，主要采用食鹽浸取和草酸沉淀的混合稀土提取工藝(所謂草酸，就是家里用的馬桶去污劑)。這種方式一度被喻為“搬山運動”，即用硫酸銨把山上泥土里的稀土交換出來，再收集浸出液簡單過濾分離后曬干成稀土原礦，草酸有毒，而硫酸銨長期使用會導致土壤酸化板結。開采1噸稀土原礦大概要5噸硫酸銨，反復地將硫酸銨往山體上澆注，山體最終變得滿目瘡痍。從1995年開始，采礦方法有了大幅改進，很多礦開始采用原地浸礦新工藝，然而，因受地質構造條件、資金等因素的限制，新工藝在部分地區難以實施，部分礦區仍采用池浸(或堆浸)工藝(搬山工藝)開采，造成資源浪費、水土流失和環境污染。據專家反映，每開采1噸稀土，要破壞200平方米的地表植被，剝離300平方米的地表土層，產生2000立方米尾礦，每年造成1200萬立方米的水土流失。池浸(或堆浸)工藝開采稀土獲得的全部銷售收入，根本不足以彌補恢復植被和生態環境的費用。實際上，即使先進的原地浸礦法，對環境也存在極大隱患，―旦藥液進人地下水和農田，后果不堪設想。
走私之痛
商務部首次啟動輕重稀土分類管理，從而壓縮重稀土的出口份額，有利于降低重稀土的出口數量，避免重稀土的資源流失。但是，只要有配額制度，就會有走私。美日等發達國家之所以對重稀土垂涎欲滴，是因為重稀土對于某些專業技術用途而言是必不可少的原料，從全球來看，未來稀土消費的主要增長點在釹鐵硼、鎳氫動力電池和熒光稀土燈三個領域，即對鐠、釹、鏑、鋱、銪、釔等元素需求較大。盡管美日等國投入大量資金開展新型高性能磁體、重稀土的課題研究，但這需要一個長期過程，短期內不會有明顯成效。我國稀土產量供應全球90％以上的需求量，但每年生產的重稀土非常有限，絕大部分都為輕稀土。為重稀土單獨設置配額(重稀土占配額總量的15％，輕稀土占85％)，最終將令這類稀土變得更加稀缺，國際市場價格和利潤空間必將上漲。據業內權成人士透露，2011年國外企業從中國獲得稀土產品超過5萬噸，而海關統計的數據不到15000噸，大量的稀土都通過非正常途徑出境，這其中被走私出去的大量產品都屬于重稀土。
稀土走私的招數可謂花樣翻新。有的按照顏色、形狀類似的產品去申報，或者是轉到檢測力量薄弱的小港口出關。常見的如蒙混成氧化鐵、大理石、去污粉和石灰粉等，甚至有的貿易商把重稀土原料做成最簡單的杯子或者碗，以工藝品的名目報關出口。
因此，從根本上扭轉重稀土資源岌岌可危的嚴峻局面，應當從多個環節人手，運用多重戰略手段，調整產業布局，使重稀土資源得到應有的保護。
我國有色金屬礦山貧礦多，富礦少；小礦多，大型、特大型礦少，礦產資源缺口嚴重，金屬礦開采技術的高低直接影響到我國國防安全和全面小康社會的建設[1]。現階段我國部分礦山采掘設備實現了大型化、自動化和智能化，采礦工藝實現連續或半連續化，礦山生產與管理廣泛應用了計算機技術[2]，有力地促進了金屬礦開采工業的發展。
1 我國有色金屬礦山狀況
1.1我國有色金屬礦藏總況
我國的礦產資源豐富，在華夏大地上均能找到世界上已發現的礦產資源種類，已探明的礦種就有148種，大大小小共計一萬六千多處礦產地，是世界第三大礦產大國。相對于其他國家而言，我國的鉛、鋅、銻、鎳、錫、鎂、汞以及稀土等有色金屬在質量、產量上有相對優勢；部分有色金屬礦藏則處于劣勢，如銅鋁資源量不足、質不好，開采出的有色金屬不能滿足冶煉的需要，因此我國每年的有色金屬產品生產有四分之一需要依靠原材料的進口。
我國有色金屬礦山的分布不均衡，中小型居多、大型礦少；貧礦多、富礦少；邊遠山區多、沿海地區少；礦產資源共生礦多、單一礦產少，這些資源的分布特征使得我國的礦業開采難度大。
1.2我國有色金屬礦產資源儲備現狀
我國的采礦業主要發展在上世紀五六十年代，由于當時技術水平有限，我國大部分有色金屬礦山在經過長達幾十年的開采之后，資源大幅度減少甚至枯竭。現存的有色金屬礦山中，有大部分礦藏開采進入中、晚期成為末期礦山。近年來，我國有色金屬礦產品進口量逐年加大，而我國的工業化仍然處于迅速發展狀態，現代化經濟的發展伴隨著工業化的進一步發展，我國經濟對有色金屬的消費量仍然會大量的增加，本土礦產資源不足以維持經濟的發展。
其次，有色金屬礦山開采的品位下降，有些礦山經過幾十年的開采，資源品位下降迅速，加上上世紀五六十年代經濟體制的制約以及科技發展水平的限制，造成了以往礦山開采的資源浪費、規模小等問題。
1.3有色金屬礦山資源開采利用水平
國家在上世紀中后期對礦產資源消耗使用量大，由于我國礦產資源分布不均等情況，有的礦山因有色金屬采礦條件的惡化或受技術制約，開采者會采易棄難、采富棄貧，只采品質高的礦種而將其他礦產丟棄，加上礦區采礦準入要求不高，有些小企業或者集體，未經合理設計甚至沒有高水平的設備就進入礦區采礦，造成礦區管理失控、資源浪費以及有色金屬的采礦行業發展受限。
有色金屬的礦藏是不可再生資源，原來開采中造成的浪費以及開采之后深加工的利用率低等因素，不僅危害周邊的環境，帶來一系列的環境污染與破壞，也使得礦產開發利用水平未能提高。在已經開發的礦區中，由于技術水平受限，以及設備管理與工藝缺乏系統高效地研究，使得老礦區二次回采、多次回采水平亦較低。而有些有色金屬礦產需要在特定的環境或特定的工藝下才會分離開采出來，因而現有的科技水平下無法深度利用，對資源也是一種浪費。
1.4經濟效益低和污染破壞嚴重
由于礦山的投資周期長，礦山開采有時需要幾年甚至十幾年的時間，投資成本高，有色金屬開采的難度大，加上道路運輸成本費用的增加以及機器設備和人工成本，經濟效益低下。
在采礦生產中，固體廢棄物堆放不僅占用了大量的農田與耕地，也造成地表植被破壞，進而引發水土流失等后果。且空氣粉塵污染和酸性污水在有色金屬開采的整個過程中，會造成水資源與空氣的污染。以上因素危害到了當地居民的生產生活和農牧業的可持續發展。
2 有色金屬資源的開采方法
2.1 露天采礦
在我國的礦產資源開發過程中，露天采礦適用于有色金屬礦產資源地表埋藏淺的情形，也可以用于低品位的有色金屬礦產礦床和已經開采過的地下殘礦，依賴于礦床的基本賦存條件，通過物理爆破等方法來剝離地表巖土。露天采礦要求地質工作者做好地質勘探工作，設計最佳優化方案，結合道路運輸體系，綜合考慮地表狀況進行開采工作。其中，最主要的應用技術是穿孔爆破，在露天礦區內，根據最佳設計方案選取對應深度與直徑的定點進行定向爆破，再使用炸藥將附近巖壁破碎來達到剝離大量巖土的目的。
但是露天開采有色金屬礦產資源仍然存在著一系列的問題，更明顯的是表現在技術與管理的問題上，比如露天采礦境界的判定、邊坡結構穩定性、露天開采工藝、道路運輸系統管理以及資源的重復利用率和礦山區域土地復用問題。道路運輸系統的合理設計不僅能減少成本的投入，也可以提高采礦工作效率，縮短工期。綜合考慮礦區的地形地貌、開采時的氣候條件以及露天開采技術能力和圍巖的物理力學性質選擇經濟、合理的運輸方式。多通過鐵路、公路、輸送機將礦區的礦石及巖土分別運輸至不同的地方，并將設備及原材料運輸至礦區，在特殊的地形中也可能會用到水力或索道運輸。
露天開采會造成廢棄物堆放，因此排土工作顯得尤為重要。排土工作要將從礦床上剝離的表土與巖石配送到不同的場地，對礦石進行深加工，對廢土進行排棄工作。露天開采中盡量充分利用土地資源，提高資源的重復利用率，做好植被恢復工作，盡可能地還原生態平衡，減少因礦業開采帶來的環境破壞與污染，提高社會效益。
2.2地下開采
地下開采是我國有色金屬礦山開采的重要方法，占據較大的比重。這種方法是通過地下礦床的切割與回采工作采出礦石，但是地下開采工作量大，工作方法繁多，以下幾種方法使用較多。
2.2.1 采用自然支護的礦產采集方法
這種方法主要依賴于圍巖自身的穩固性和礦區礦柱的作用，通過支架作為臨時支護輔助來支撐在回采工作中造成的采空區。現階段在我國有色金屬開采行業中使用普遍，但是要求礦區的圍巖與礦石相對穩固。這是一種結構比較單一的采礦方法，簡單的回采工藝，機械化程度較高，采礦過程中各項成本低，適用于穩定性較好的礦體。如果要開采較厚大的礦體時，需要留大量的礦柱，回采率較低，所以在此種情況下應用較少。以敞空方式存在的回采礦房，必須依靠礦柱與圍巖的強度來維護支撐，礦房作業完成后要及時處理好后續工作，將礦房填滿再回到采礦柱的區域。
2.2.2 物理崩落采礦法
崩落采礦法是通過物理作用來管理地壓的采礦方法，通過崩落的礦石來填充控制采礦區域，這種方法多用在圍巖易崩落、地表允許塌陷的礦山礦體。通常，有色金屬開采過程中，物理崩落這一采礦方法可以按回采方式劃分為：壁式崩落法、無底柱分段式崩落法、分層分區崩落法、有底柱分段式崩落法以及階段崩落法。
2.2.3 礦區開采人工支護法
人工支護法是將需要充填的原材料或其他可以支撐的物體用來維護采空區的穩定。這種方法以充填為主，在礦區采礦作業中根據回采面的推進，將碎石水泥等填充原材料運輸至采空區用于充填，從而控制地表移動，預防圍巖崩落，實現地壓管理。
支護法按照充填方式的不同，有不同的分類。較為單一的單層次采礦充填法，按充填方向劃分的上向與下向的分層充填法，以及分采充填法。按照不同的充填料以及輸出的方式，又可分劃成干式充填法、水力充填法和膠結充填法。該方法可控制礦區圍巖的崩落和礦房地表下沉，為礦區回采工作提供了安全保障，同時也可用于自燃礦石的火災預防。因其開采適應性強，礦區礦石的回采率高，礦區作業比較安全，能高效利用礦產資源以及保護地表植被等優勢而被重視，但工藝要求高、成本投入大使得使用率不是很高。
3 結語
隨著科學技術的不斷進步以及經濟發展的深入，對有色金屬的需求量只增不減，因此，要進一步提高礦產資源的利用率，克服因采礦技術有限造成的礦體開采浪費現象。同時，要在采礦系統完善、采礦作業安全、采礦效益提高的基礎上，注重對環境的保護，不能以環境為代價片面發展經濟，從而打造生態和諧的礦山資源開采系統。
參考文獻：
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