原地浸矿后稀土矿区土工程性质的试验研究

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赣南是南方离子型稀土的主产区,其储量占江西全省稀土储量的90%左右,稀土矿广泛分布于寻乌、龙南、信丰、安远、定南、全南、宁都、赣县等县的80多个矿区。南方风化壳淋积型稀土矿开采工艺特殊,即采用硫酸铵浸取液对矿石浸溶以获得稀土元素离子交换液,然而,这种浸溶采矿工艺容易造成严重的水土流失和环境污染。随着国家对环境保护的越来越重视,采矿工艺不断改进,从第一代工艺堆浸法到第二代采矿工艺池浸法以及目前国家推广的第三代采矿工艺原地浸矿法。尽管原地浸矿法表面上减少了对植被的破坏,但是矿山在开采过程中以及开采后采场容易产生滑坡现象。本文为“原地浸矿后稀土矿区土的工程性质及其对交通工程的影响”(江西省交通厅科技计划项目)研究成果的一部分。主要开展了以下工作:(1)首先回顾了污染土的研究现状,总结了前人研究成果的不足以及有待研究的问题,从而明确需要进一步研究的方向。(2)制备硫酸铵溶液浸泡土样,将土样分别浸泡于3%浓度的硫酸铵溶液当中,观察浸矿前后土样和浸泡溶液外观的变化,并且测定浸矿前后土体内部矿物成分的变化,解释土体的化学浸矿机理。(3)对浸矿反应前后土样分别进行了含水率、比重、密度、液塑限以及压缩系数、压缩模量、粘聚力和内摩擦角的测定,并结合土体化学浸矿机理分析矿区稀土物理力学性质的变化情况。并利用FLAC3D数值软件评价了浸矿反应前后土样力学参数变化对边坡稳定性的影响。(4)用浸矿后的稀土样进行钢筋腐蚀试验研究,测定在不同浸矿天数下的稀土对钢筋的腐蚀后失重率的测定。通过研究原地浸矿开采后稀土矿区土的基本工程性质和稀土浸取液与土-水的作用机理及其对土性影响。为修建高速公路工程提供质量保证,也将为工程设计和施工提供依据。
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