一种离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法

技术特征：
1.一种离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：包括以下步骤：s1)勘察稀土采区的地质条件和矿床分布，确定冻结屏障的位置和形状；s2)根据冻结屏障的位置和形状，在需要进行冻结的冻结屏障区域内遍布热虹吸管，相邻的两个热虹吸管之间间隔设置；s3)向热虹吸管内注入工作流体介质；通过热虹吸管对矿床周围的基质冷冻并形成冻土型冻结屏障；s4)监测热虹吸管及其周边基质的温度，保持冻土型冻结屏障的完整。2.根据权利要求1所述的离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：所述冻结屏障呈环形围绕矿床设置，矿床的下方为粘土岩形成的隔水底板，矿床的上方为粘土岩形成的隔水顶板，冻结屏障的上端穿过隔水顶板，冻结屏障的下端伸入粘土岩形成的隔水底板内；矿床位于隔水底板、隔水顶板和冻结屏障围成的区域内。3.根据权利要求2所述的离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：热虹吸管为直线型热虹吸管；在步骤s2)中，在需要进行冻结的冻结屏障区域内选取若干钻孔位，在钻孔位钻取用于放置直线型热虹吸管的竖井，竖井的穿过矿床上方的粘土岩形成的隔水顶板且竖井的下端插入矿床下方的粘土岩形成的隔水底板。4.根据权利要求3所述的离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：竖井的钻取深度大于直线型热虹吸管需埋设的长度10-20厘米；所述竖井的成孔直径大于等于直线型热虹吸管直径的1.5倍；直线型热虹吸管上部的散热段高出竖井的端部开口，直线型热虹吸管与竖井之间的间隙通过细砂土填充。5.根据权利要求1所述的离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：热虹吸管内部灌注有工作流体；所述热虹吸管连接有制冷机组和循环管道，热虹吸管通过循环管道与制冷机组连接，制冷机组通过循环管道对热虹吸管内的工作流体进行循环；工作流体包括氨、氟利昂、碳二氧化硅、丙烷等。6.根据权利要求5所述的离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：制冷机组的控制端连接有控制系统，控制系统控制制冷机组进行主动循环和被动循环；控制系统控制制冷机组进行主动循环时，控制系统打开制冷机组的主动制冷设备，主动制冷设备对热虹吸管内的工作流体进行循环；控制系统控制制冷机组进行主动循环时，控制系统关闭制冷机组的主动制冷设备，利用外界冷空气和土壤中相对较高的温度对工作流体进行循环。7.根据权利要求1所述的离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：在冻结屏障区域的外围设置数个水质监测井；在稀土开采过程中，监测水质监测井内水质的浸出剂浓度。8.根据权利要求1所述的离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，其特征在于：在步骤s2)中，根据冻结屏障的形状和位置，在热虹吸管各个部位设置温度传感器，温度传感器连接控制系统；温度传感器监测热虹吸管各个部位的温度是否在冰点以下。

技术总结
本申请公开了一种离子型稀土开采工艺地下水污染防控方法，属于采矿技术领域，解决了现有技术中离子型稀土开采工艺的防渗帷幕、防渗布等防渗手段不可避免地对周遭环境造成不可逆的改变的问题。本申请的技术方案中，包括以下步骤：根据稀土采区的地质条件和矿床分布，在需要进行冻结的冻结屏障区域内遍布热虹吸管，相邻的两个热虹吸管之间间隔设置；向热虹吸管内注入工作流体介质；通过热虹吸管对矿床周围的基质冷冻并形成冻土型冻结屏障；监测热虹吸管及其周边基质的温度，保持冻土型冻结屏障的完整。本申请的优点在于：在开采区边缘形成完整的冻结屏障，防止污染物的渗出，并且不会对周遭环境造成不可逆的改变。不会对周遭环境造成不可逆的改变。


技术研发人员：吉植强 杨忠心 刘东浩 沐方元 王策 袁梦楠 于峰 姜岳
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：2022.09.05
技术公布日：2022/11/29