一種風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法
【專利摘要】本發明涉及一種風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法，其步驟如下：(1)對風化殼淋積型稀土礦的礦山區域不同位置進行化學取樣分析，初步圈定風化殼淋積型稀土礦富集區；(2)對風化殼淋積型稀土礦富集區的礦山的山脊處和山坳背處分別進行大量取樣，并對所取樣品進行稀土品位的測定以及稀土配分分析；(3)根據測試結果選定風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區。本發明方法可以快速確定風化殼淋積型稀土礦的中重稀土富集區，降低人力成本，提高尋找商業利用和經濟價值較高的中重稀土資源的命中率，并且提高了風化殼淋積型稀土礦原地浸出開采的中重稀土回收率。
【專利說明】-種風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于地質探礦【技術領域】，涉及一種風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集帶的 探礦方法。
【背景技術】
[0002] 風化殼淋積型稀土礦是我國特有的稀土資源，廣泛分布于我國南方的江西、廣東、 福建、廣西、湖南、云南和浙江等七省，具有分布廣、礦點多、規模小、原礦放射性低、稀土配 分齊全及富含中重稀土元素等特點。風化殼淋積型稀土礦中中重稀土儲量占到世界70%以 上，彌補了礦物型稀土礦中重稀土含量低的不足，并且其商業價值極高，該礦的開采和高科 技利用一直得到國內外的高度重視，被國家確定為戰略礦種，對世界稀土行業起著舉足輕 重的作用。
[0003] 風化殼淋積型稀土礦是由富含可風化稀土礦的花崗巖和火山巖等巖體在溫暖濕 潤的氣候下，經化學和物理及生物作用，使稀土原生礦風化成粘土礦物而成，同時，原巖中 可風化的稀土礦物，如氟碳酸鹽、硅鈹釔礦等稀土礦較易風化而解離出稀土離子，形成帶羥 基水合稀土離子，隨淋濾水的下遷過程中被吸附在粘土礦物上，形成風化殼淋積型稀土礦。 工業上用陽離子作浸礦劑，通常用銨鹽或鈉鹽作為浸礦劑，采用堆浸工藝或原地浸出工藝， 通過離子交換將稀土置換于溶液中，再用草酸或碳酸氫銨沉淀回收稀土。
[0004] 現有的探礦技術中只是單純的去檢測稀土礦的總含量，并沒有去區分稀土礦中經 濟價值較高的中重稀土含量高低，而且為了尋找風化殼淋積型稀土礦，往往需要在山體漫 山遍野地密集打孔，測試地表下腐殖層、全風化層及半風化層中中重稀土含量，耗費大量人 力物力，成本高且費時長。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種風化殼 淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法，能夠方便快捷地探測出中重稀土富集區，減少 人力成本，并且有效提_礦土中稀土提取率。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：
[0007] 提供一種風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法，其步驟如下：
[0008] (1)對風化殼淋積型稀土礦的礦山區域不同位置進行化學取樣分析，對比風化殼 淋積型稀土礦開采的邊界品位，根據稀土總含量是否達到開采的邊界品味初步圈定風化殼 淋積型稀土礦富集區；
[0009] (2)對風化殼淋積型稀土礦富集區的礦山的山脊處和山拗背處分別進行大量取 樣，并對所取樣品進行稀土品位的測定以及稀土配分分析；
[0010] (3)比較風化殼淋積型稀土礦礦山山脊和山拗背處樣品的中重稀土含量高低，根 據測試結果確定中重稀土總含量高的區域，即風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區。
[0011] 本發明根據稀土在風化殼山體中的分餾效應，可以判斷出稀土中的中重稀土在山 拗背處富集，這樣就可以在所尋找的富集區域中進行密集打孔，較有針對性的對這部分稀 土進行開采。而不是對所有稀土礦都采取一樣的布液方式，在一些稀土含量少的地方采取 同樣的布液方式會造成經濟上的浪費。測試取樣深度一般在全風化層。
[0012] 按上述方案，步驟（1)所述取樣為在全風化層和半風化層進行取樣。
[0013]按上述方案，步驟（2)所述取樣為在山脊處和山拗背處的全風化層和半風化層進 行取樣。通過檢測稀土配分，對比山脊處和山拗背處兩個不同的稀土配分，發現山拗背處中 重稀土的含量增高，而輕稀土含量降低。稀土元素可分為輕稀土和中重稀土，從經濟價值的 角度來說，中重稀土的經濟價值較高，是國家重要的戰略資源。通過檢測配分的比較可以發 現中重稀土在配分上的變化，因此，可以確定為風化殼淋積型稀土礦的中重稀土富集區。
[0014] 本發明方法原理在于：
[0015]風化殼淋積型稀土礦中的粘土礦物主要是蒙脫石、埃洛石和高嶺石，它們的顆粒 都在2iim以下，都是層狀結構的粘土礦物，比表面能大，具有較強的吸附能力，所吸附的陽 離子主要賦存在層狀硅酸鹽結構的內外表面上。在鋁硅酸鹽粘土礦物晶體結構中主要是由 四配位的硅-氧四面體和八配位的鋁-氧八面體組成。由于類質同象置換，導致層狀硅酸鹽 結構中的的硅和鋁可被低價態的金屬陽離子取代，造成鋁硅酸鹽層狀結構中正負電荷不平 衡，出現過剩負電荷，形成了取代結構吸附活性中心。同時，在黏土礦物晶體結構斷面上，層 狀硅酸鹽結構中的硅_氧和鋁-氧中的一個氧暴露在外面，帶有剩余的鍵力，具有吸附陽離 子形成化學鍵的能力，形成了斷面余鍵吸附活性中心。吸附活性中心模型如圖1所示。其 中（a)為斷面余鍵吸附活性中心，（b)為取代結構吸附活性中心（*取代原子）。
[0016]在沒有外來因素干擾下，金屬陽離子能吸附在這些活性中心上，穩定的賦存于粘 土礦物中。通過CND0/2量子化學方法對粘土礦物埃洛石中部分氧原子電荷密度計算，發現 粘土礦物中不等價陽離子的類質同象置換造成取代結構中的氧比未取代斷面余鍵的氧上 正電荷虧損更大，吸附能力更強，取代結構吸附活性中心的吸附能力要大于斷面余鍵吸附 活性中心。雖然稀土離子性質十分相近，但存在著微小差異，對于稀土離子，它們與粘土礦 物的取代活性中心吸附能力大小順序為：La3+ >Ce3+ >Pr3+ >Nd3+ >Sm3+ >Eu3+ >Gd3+ > Tb3+ >Dy3+ >Ho3+ >Y3+ >Er3+ >Tm3+ >Yb3+ >Lu3+。因此，稀土離子在風化礦體中隨地下 水的向下遷移過程中，在粘土礦物上不斷地發生吸附和脫附，不同稀土離子與粘土礦物之 間相互作用存在微小的差異，產生了稀土的遷移和富集的分餾效應，出現風化淋積型稀土 礦的礦山隨礦體深度加深，下層中重稀土配分值較高，導致了礦體上層較富集輕稀土和下 層較富集中重稀土。隨著地下水的流向，匯集在山拗背中，產生中重稀土在山拗背局部富集 的現象，我們將這一現象作為中重稀土山拗局部富集理論，可作為風化殼淋積型稀土礦中 重稀土探礦的一個新的找礦標志。
[0017]這種基于稀土遷移分餾效應的中重稀土山拗局部富集理論可以作為新的找礦標 志，能較好地指導風化殼淋積型稀土礦中重稀土礦區的發現，減少漫山遍野的密集打孔，大 大降低了生產成本。同時也為風化殼淋積型稀土礦的原地浸出開采的合理布液提供了理論 依據。
[0018]本發明的有益效果在于：1、本發明基于稀土遷移分餾效應的中重稀土山拗局部富 集理論，可以快速確定風化殼淋積型稀土礦的中重稀土富集區，降低人力成本，提高尋找商 業利用和經濟價值較高的中重稀土資源的命中率；2、在稀土品位較低的礦區少打布液孔， 降低成產成本；在中重稀土富
[0019] 集區進行密集布液，提高了風化殼淋積型稀土礦原地浸出開采的中重稀土回
[0020] 收率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1為風化殼淋積型稀土礦中的粘土礦物顆粒吸附活性中心模型。
【具體實施方式】
[0022] 為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合實施例對本發明作 進一步詳細描述。
[0023] 實施例1
[0024] 廣東某風化殼淋積型稀土礦，稀土配分為中釔富銪型，稀土平均品位RE2 03 0.083%。沿著風化殼淋積型稀土礦礦山山脊處和山拗地帶進行取樣，對樣品的稀土品 位和稀土配分進行檢測，山脊處的平均稀土品位為0. 056%，山拗地帶的平均稀土品位為 0.11%。山脊處和山拗背處的稀土配分如下表1。
[0025] 表1?山脊處和山拗背處的稀土配分（％ )
[0026]
【權利要求】
1. 一種風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法，所述風化殼淋積型稀土礦從 上至下依次包括腐殖層、全風化層和半風化層礦土，其特征在于步驟如下： (1) 對風化殼淋積型稀土礦的礦山區域不同位置進行化學取樣分析，對比風化殼淋積 型稀土礦開采的邊界品位，根據稀土總含量是否達到開采的邊界品味初步圈定風化殼淋積 型稀土礦_集區； (2) 對風化殼淋積型稀土礦富集區的礦山的山脊處和山拗背處分別進行大量取樣，并 對所取樣品進行稀土品位的測定以及稀土配分分析； (3) 比較風化殼淋積型稀土礦礦山山脊和山拗背處樣品的中重稀土含量高低，根據測 試結果確定中重稀土總含量高的區域，即風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區。
2. 根據權利要求1所述的風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法，其特征在 于：步驟（1)所述取樣為在全風化層和半風化層進行取樣。
3. 根據權利要求1所述的風化殼淋積型稀土礦中重稀土富集區的探礦方法，其特征在 于：步驟（2)所述取樣為在山脊處和山拗背處的全風化層和半風化層進行取樣。
【文檔編號】G01V9/00GK104459083SQ201410708983
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】池汝安, 張臻悅, 何正艷 申請人:武漢工程大學