一种浅部水溶性低品位钾矿喷淋溶矿采矿方法与流程

1.本发明涉及盐湖矿区喷淋溶矿采矿技术领域，特别涉及一种浅部水溶性低品位钾矿喷淋溶矿采矿方法。


背景技术：

2.由于盐湖矿区大部分的低品位固体钾矿厚度薄、品位变化大，无法直接开采，而且大部分矿区的淡水资源缺乏。对于类似开采技术条件的低品位水溶性固体钾矿，现有的开采技术主要有地面漫灌法、盐田溶浸法、钻孔注水法、渠道放水法等。
3.1、地面漫灌法：开采的主要弊端就是在地面产生径流，在溶解钾矿的同时将石盐骨架也溶塌了，容易造成地面塌陷等地质灾害，并导致地下水水质迅速淡化，含矿品位迅速降低，给矿区带来不可修复的环境地质问题。分析其原因就是地表钾矿层及其下部的盐矿层的孔隙度较大，淡水在漫灌过程中，快速的渗透到地下，与浅部钾矿层的溶解反应较短，下渗过程中快速的将盐层骨架溶解，从而破坏了盐矿层的结构而导致地面塌陷、地下卤水水质迅速淡化等不良地质现象。这样溶矿效果低下，卤水含钾品位低，破坏矿区环境和造成不良地质灾害的发生，并且造成淡水资源浪费。
4.2、盐田溶浸法：需要修建防渗盐田，将低品位固体钾矿运至盐田，溶矿过程中需要翻渣，溶完后再将矿渣清池，溶矿不完全，投资大，需要投入大量的工程机械设备和人力。
5.3、钻孔注水与沟渠放水法：也是将大量的淡水注(放)入盐矿层，对深层盐矿层中的固体钾矿有一定的溶矿效果，但是也容易造成盐矿层骨架塌陷，造成不良地质灾害发生，卤水淡化严重，含矿品位降低。
6.为此，提出一种浅部水溶性低品位钾矿喷淋溶矿采矿方法。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明实施例希望提供一种浅部水溶性低品位钾矿喷淋溶矿采矿方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
8.本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种浅部水溶性低品位钾矿喷淋溶矿采矿方法，包括以下步骤：
9.s1、对低品位固体钾矿处理；
10.s2、将溶矿溶剂添加进溶剂池内，搅拌均匀，溶矿溶剂的添加速度为0.3-0.6m3/min；
11.s3、利用喷灌系统对地表低品固体钾矿进行喷淋溶解。
12.在一些实施例中：在所述s2中，所述溶矿溶剂为矿区周边地下淡水、矿区内低品位地表湖水、原矿层卤水或加mgcl2高镁卤水中的任意一种。
13.在一些实施例中：在所述s3中，所述喷灌系统由水泵、主水管、支水管和摇臂喷头组成。
14.在一些实施例中：所述水泵的进水口与溶剂池连通，所述水泵的出水口与主水管
的一端连通，所述主水管的外侧均匀连通有支水管，所述支水管的外侧壁顶部均匀连通有摇臂喷头。
15.在一些实施例中：所述喷灌系统由水泵、主水管和喷灌带组成。
16.在一些实施例中：所述水泵的进水口与溶剂池连通，所述水泵的出水口与主水管的一端连通，所述主水管的外侧均匀连通有喷灌带。
17.在一些实施例中：所述对地表低品固体钾矿进行喷淋溶解的每次时间为6-8h，停止2-3h后，再进行下次喷灌溶解工作。
18.在一些实施例中：在所述s1中，对低品位固体钾矿的处理方式为以下两种中的任意一种：
19.一、将低品位钾矿分布区进行分块；
20.二、将地表低品位固体钾矿用推土机集中堆放。
21.本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
22.一、通过采用本发明方法，对浅部水溶性低品位钾矿喷淋溶矿采矿，本发明喷淋法可以控制水量和均匀性，避免产生地表径流和深层渗漏损失，使水的溶矿利用率大幅度提高；参照农业喷灌法与漫灌法的用水量研究结果，喷灌法与漫灌法节水可达75％以上。
23.二、本发明喷淋溶矿法使用水泵等机械进行施工，设备简单，便于实现机械化、自动化，可以大量节省劳动力；
24.三、本发明方法可以对需要溶矿开采的固体钾矿分布地段进行分块段、分期溶矿，喷淋设备可拆卸多次重复利用，节省投资，溶剂与固体钾矿的溶解反应持续时间长，自上而下逐渐溶解，溶矿效率高；
25.四、本发明喷淋溶矿法不形成地表径流和深层直接渗漏，不会造成地下盐矿层的骨架溶陷，不会造成不良地质灾害。
26.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明溶矿方法流程图；
29.图2为本发明喷灌系统的结构图一；
30.图3为本发明喷灌系统的结构图二；
31.图4为本发明不同溶剂溶矿效果对比试验装置示意图；
32.图5为本发明不同方法溶矿效果对比试验装置示意图。
具体实施方式
33.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的
那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
34.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
35.实施例一
36.如图1-3所示，本发明实施例提供了一种浅部水溶性低品位钾矿喷淋溶矿采矿方法，包括以下步骤：
37.s1、对低品位固体钾矿处理；
38.s2、将溶矿溶剂添加进溶剂池内，搅拌均匀，溶矿溶剂的添加速度为0.3-0.6m3/min；
39.s3、利用喷灌系统对地表低品固体钾矿进行喷淋溶解。
40.在一些实施例中：在s2中，溶矿溶剂为矿区周边地下淡水、矿区内低品位地表湖水、原矿层卤水或加mgcl2高镁卤水中的任意一种。
41.在一些实施例中：在s3中，喷灌系统由水泵、主水管、支水管和摇臂喷头组成。
42.在一些实施例中：水泵的进水口与溶剂池连通，水泵的出水口与主水管的一端连通，主水管的外侧均匀连通有支水管，支水管的外侧壁顶部均匀连通有摇臂喷头。
43.在一些实施例中：喷灌系统由水泵、主水管和喷灌带组成。
44.在一些实施例中：水泵的进水口与溶剂池连通，水泵的出水口与主水管的一端连通，主水管的外侧均匀连通有喷灌带。
45.在一些实施例中：对地表低品固体钾矿进行喷淋溶解的每次时间为6-8h，停止2-3h后，再进行下次喷灌溶解工作。
46.在一些实施例中：在s1中，对低品位固体钾矿的处理方式为以下两种中的任意一种：
47.一、将低品位钾矿分布区进行分块；
48.二、将地表低品位固体钾矿用推土机集中堆放。
49.实验例一
50.请参阅图4-5，本发明还提供了一种采用本发明溶矿采矿方法的实验例，如下所示：
51.试验地点为某钾矿区，溶矿的对象为某钾矿区地表的低品位固体钾矿，用推土机将地表的风积沙推掉弃用，再将下层的低品位固体钾矿推出搅拌均匀，分成数份备用，溶矿溶剂根据钾矿区的实际条件，选择周边淡水、地表低品湖水、原卤水及淡水加mgcl2四种溶剂，利用不同的溶剂采用漫灌溶矿法和喷淋溶矿法分别进行试验。
52.试验分为两部分：一部分是不同溶剂溶矿效果对比试验；另一部分是不同方法溶矿效果对比试验。
53.(1)不同溶剂溶矿效果对比试验
54.选择周边淡水、地表低品湖水、原卤水及淡水加mgcl2高镁卤水四种溶剂，在露天空旷地带用砖磊砌四个长5m、宽2m、高0.5m的水池，用透明塑料膜进行铺垫防渗，将低品位固体钾矿均匀搅拌后称重后放入池中，压实抹平，将四种溶矿溶剂倒入矿池中，水位以矿顶面齐平。
55.然后每天定时在四个试验池中采取水样和固体盐样进行测试，每个池中按网格法
采集5个样品，分析测试不同溶剂作用下的固、液体中含矿品位的变化情况。试验周期30天，每天取样分析1次。
56.试验结果如表1所示：
57.样品重量＝5m*2m*0.4m*1.7t/m3(样品体重)*0.75(松散系数)＝5t
58.样品中钾(kcl)平均品位含量＝8.0％
59.加入溶剂数量＝5m*2m*0.4m*0.25(盐矿层孔隙度)＝1m360.表1：不同溶液采用本发明溶矿方法三十天溶矿数据表
[0061][0062]
(2)不同方法溶矿效果对比试验
[0063]
选择周边淡水作为不同方法溶矿的溶剂，在露天空旷地带用砖堆砌2个长10m、宽5m、高1.5m的水池，用钢管架成上、下两层，下层(1.0m)用透明塑料膜进行铺垫防渗做成防渗池，用于盛放溶矿后的矿液；上层(0.5m)用钢管作梁，再铺铁皮板作为上层池底板，铁板上打眼，孔隙率参照本矿区盐矿层的孔隙度(潜卤水矿层的平均孔隙度为21.64％，给水度为12.06％)选择25％，这样做的目的就是最大程度模仿实际溶矿过程中溶剂在盐矿层中的下渗速度；将低品位固体钾矿均匀搅拌后称重后放入上层池中，压实抹平。一号池中架设喷淋溶矿装置，二号池中架设漫灌溶矿装置。在每个溶矿池的旁边用砖堆砌2个长5m、宽5m、高2m的水池，水池铺膜防渗，用于存放溶矿溶剂，两个溶剂池体积一致，放的溶剂量等量，选用同型号同流量的水泵向两个溶矿试验池同时、等量供水。
[0064]
试验前测试、记录两个溶矿试验池中放入固体钾矿的总重量、体重、湿度及各组分品位含量，两个溶剂池溶剂中各组分含量、密度及加入的体积和重量，持续记录溶矿的时间。
[0065]
然后每天定时在二个溶矿试验池中采取水样和固体盐样进行测试，每个池中按网格法采集5个样品，分析测试不同溶剂作用下的固、液体中含矿品位的变化情况。
[0066]
试验周期30天，每天取样分析1次。
[0067]
试验结果如表2所示：
[0068]
表2不同方法溶矿数据对比表
[0069][0070]
工作原理：对比表1和表2数据，通过采用本发明方法，对浅部水溶性低品位钾矿喷
淋溶矿采矿，首先将溶矿溶剂(矿区周边地下淡水、矿区内低品位地表湖水、原矿层卤水或加mgcl2高镁卤水)利用喷灌系统(摇臂喷头、喷灌带)对地表低品固体钾矿进行喷淋溶解，将低品位固体钾矿中的kcl进行溶解，并将其携带补充到地下晶间卤水中，提高晶间卤水的kcl品位和增加液体kcl资源量，然后再进行晶间卤水矿开发利用，本发明喷淋法可以控制水量和均匀性，避免产生地表径流和深层渗漏损失，使水的溶矿利用率大幅度提高；参照农业喷灌法与漫灌法的用水量研究结果，喷灌法与漫灌法节水可达75％以上，同时，喷淋溶矿法使用水泵等机械进行施工，设备简单，便于实现机械化、自动化，可以大量节省劳动力，同时，本发明方法可以对需要溶矿开采的固体钾矿分布地段进行分块段、分期溶矿，喷淋设备可拆卸多次重复利用，节省投资，溶剂与固体钾矿的溶解反应持续时间长，自上而下逐渐溶解，溶矿效率高，本发明喷淋溶矿法不形成地表径流和深层直接渗漏，不会造成地下盐矿层的骨架溶陷，不会造成不良地质灾害。
[0071]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。