目前,大部分离子型稀土矿山开采工艺主要还是沿用以硫酸铵溶液作为浸矿剂的原地浸矿方法,虽然该方法具有成本低、保护植被、浸取效率高等优点,但在实际生产中,由于浸矿过程产生的大量氨氮废水不能得到有效处理而造成土体污染,为了更好地实现离子型稀土矿的绿色开采,本文选用硫酸镁作为浸矿剂,通过室内柱浸实验模拟原地浸矿工艺,研究在原地浸矿过程当中,矿体孔隙结构与渗透系数关系,以此避免浸出液渗漏,母液收集率低等问题,为矿山实际生产提供帮助。为从宏观层面明确表征在整个浸矿过程中孔隙结构演化规律,根据矿样内部稀土元素与浸矿液发生置换反应时单位时间内(1h)浸出液中的稀土含量将整个浸矿过程分为5个阶段:矿体饱水阶段、离子交换初始阶段、有效浸矿阶段、剩余反应阶段、反应结束阶段。研究表明,在矿体饱水阶段时,内部微小孔隙在渗流作用下贯通成为孔隙通道,此阶段无稀土析出;在离子交换阶段,矿体孔隙度逐渐增加;在有效浸矿阶段时,孔隙度首先增加随后减少;在剩余反应阶段和反应结束阶段时,矿体孔隙度在一个恒定值上下波动。为从微观层面分析孔隙结构演化规律,本次试验利用核磁共振仪同时对硫酸镁溶液和清水浸矿过程各时刻矿样进行检测,得到浸矿各时刻孔喉与孔径分布,同时结合核磁共振T2图谱与矿体剖面反演图像,通过两者之间的对比认为稀土矿体浸出离子的交换过程引起矿体内细小颗粒沉积和释放,从而产生动态的孔隙结构变化,揭示了浸矿过程中孔隙结构演化机制。为探究在浸矿过程当中孔隙结构变化与渗流特性之间的联系,基于分形理论运用孔隙分形维数定量刻画浸矿过程各时刻孔隙结构,通过SDR模型和核磁共振T2图谱分别计算同一组试样在硫酸镁溶液和清水浸矿作用下各时刻渗透系数,从渗透系数与孔隙分形维数变化规律曲线可以分析出,矿体的渗透系数与孔隙结构具有极强的相关性,当孔隙分形维数至一定范围以后,此时渗流作用并不能诱发孔隙结构发育,而进行离子交换反应的试样渗透系数继续增大。