基于温度分异的稀土矿区地表扰动分析方法

离子型稀土矿开采扰动不仅造成矿区景观及生态环境退化,而且稀土开采产生的尾砂还导致矿区大面积土地沙化,造成矿区地表温度变异,与其他类型矿区开采扰动有显著差异。传统方法以植被指数(NDVI)作为矿区生态扰动的监测因子在稀土矿区是否适用有待验证。针对稀土矿区开采扰动特点,通过构建温度分异系数(HI)分析稀土开采扰动与矿区地表温度的响应关系,构建基于HI的稀土矿区地表扰动分析方法,并以赣州市定南县岭北稀土矿区为例,比较了NDVI与HI在稀土矿区生态扰动监测方面的区分效果,以此为基础,分析了岭北稀土矿区23a稀土开采导致的生态扰动时空演变规律。结果表明:相比NDVI,HI能体现稀土开采工艺特点,具有更佳的扰动区分能力。原地浸矿工艺一定程度上遏制了矿区裸露尾砂地的规模,使得矿区极差生态环境面积得到控制,但随着稀土开采总体规模扩大,生态评价为差和较差的矿区面积急剧扩大,矿区整体生态环境进一步恶化。     

Landsat-8热红外数据反演稀土矿区地表温度的方法比较

稀土矿区地表温度作为矿区生态环境状况的重要影响因子,可间接反映矿区地表扰动状况,其温度反演算法直接制约着遥感数据和模型在矿区的应用。以Landsat-8遥感数据作为数据源,定南县岭北稀土矿区为例,通过构建可分离指数模型,分析辐射传输方程、单窗算法、单通道算法和Artis算法在稀土矿区温度反演的适用性。结果表明:4种算法反演的地表温度及亮度温度在稀土矿区的空间分布上大致相同,温度级别与矿区扰动对应;4种算法反演的平均地表温度间存在差异,算法间的平均地表温度排序为:辐射传输方程单窗算法Artis算法单通道算法,且单窗算法和Artis算法精度较高;单窗算法对矿区地物具有最佳的可区分性特征,其可分离性指数JMW=3.28083,能较好反映矿区生态扰动,可考虑作为稀土矿区地表扰动的温度反演方法。     

基于高空间分辨率遥感数据的稀土矿山监测研究

离子吸附型稀土矿山开采不仅会占用及破坏土地资源,还会造成土地荒漠化等严重的地质环境问题,如何快速、准确、实时地进行稀土矿山监测,成为一个重要的科学问题。本文选取江西定南稀土矿区为研究区,以2015年高分一号数据为主要信息源,建立稀土矿山主要地物解译标志,开展稀土矿山占地现状调查;并结合2011年的Geoeye遥感数据,运用光谱角填图方法提取两期数据的土地荒漠化区域,开展稀土矿山土地荒漠化动态监测示范研究。研究结果表明遥感能够为稀土矿山监测提供良好的技术手段,且国产高分一号数据能够替代国外卫星数据在矿山监测中发挥重要作用。     

云南省稀土矿分布特征、研究进展与展望

目前,云南已形成了以离子吸附型稀土矿为主,砂矿型、伴生型、沉积型稀土矿为辅的稀土矿床分布格局。95%以上离子吸附型稀土矿分布于北纬26°以南腾冲-盈江-陇川和临沧-勐海-带岩浆岩分布区,成矿母岩以燕山期和喜马拉雅期的二长花岗岩为主;砂矿型稀土矿主要分布于勐海与金平-带山间盆地;伴生型稀土矿主要产于滇中地区沉积磷块岩矿床和铁氧化物-铜-金型（IOCG）铁铜矿床。腾冲花岗岩带与临沧花岗岩带La,Y异常分布区是寻找离子吸附型稀土矿最有利区域,特别是已发现矿床（点）外围区域;滇中-滇东北地区沉积磷块岩矿床、IOCG型铁铜矿床伴生的稀土资源潜力巨大,今后开采过程中应注意对稀土元素综合利用,同时应注意矿床开采后的尾砂、废弃物是否有稀土元素富集;滇东北宣威组粘土岩分布区具有与贵州赫章-威宁地区沉积型稀土多金属矿相似的成矿条件,其稀土找矿潜力巨大,沉积型稀土多金属矿有望成为中国三稀矿产资源新的来源。在今后地质工作中应加强矿床成矿规律、选冶工艺方面的研究,完善与健全矿床评价体系。     

稀土发挥生物效应的机制及其作用物种探讨

稀土在工业、医药领域、基础研究以及在我国的广泛农用引起了人们对其生物效应机理以及可能毒性的关注.在稀土生物学效应机理及毒性的研究中,无论是在动物水平还是细胞层次,引起生物学效应的稀土物种都是一个关键问题,一直存在争议.本文对以动物、细胞为模型的生物效应研究中的实验条件进行分析,对生理条件下引起稀土生物学效应的可能物种提出"稀土离子池"(rare earth ion pool)模型,并对其引起生物学效应的活性物种以及与细胞膜相互作用的方式进行了探讨,以期为阐明复杂生物学体系中稀土化合物的作用机制提供思路.     

南海神狐海域天然气水合物开采数值模拟

实地钻探结果表明我国南海北部神狐海域存在大量天然气水合物,其作为未来我国潜在的可开发能源的调查和资源评价工作正在展开.利用国际上先进的多相多组分沉积物渗流模拟计算软件TOUGH+HYDRATE,以2007年5月国土资源部广州地质调查局在南海北部神狐海域SH2,SH3和SH7站位的钻探、测井数据为基础,建立实际水合物藏分层地质模型,利用不同的开采井设计方式进行单井降压和降压+注热开采模拟.结果表明,开采过程中水合物分解区域主要集中在开采井周边区域、水合物层与含水层界面处以及水合物层顶部靠近上盖层的区域.由于水合物分解吸热,水合物层的温度降低,使得热量从上盖层向水合物层传递,形成地温梯度的逆转,促进水合物层顶部逐渐产生分解界面.降压开采进行到后期开采井周围会形成渗透率很低的"二次水合物",影响开采的进行,所以利用降压+注热开采方法消除"二次水合物",使开采过程顺利进行.     

离子型稀土矿山废弃地生态修复研究进展

稀土矿的长期开采对稀土矿山生态环境造成很大的破坏,由此带来的环境问题与遗留稀土矿山废弃地生态修复引起人们的足够重视。本文针对南方离子型稀土矿山废弃地成因做了简要分析,同时介绍了稀土矿山废弃地带来的环境问题,综述了国内外近20年来稀土矿山废弃地生态修复技术研究现状,其中包括工程措施、土壤改良、植物修复、微生物修复及多种方法联合修复,对上述几种修复方法做了简要的对比分析,并从提高稀土矿山废弃地生态修复技术的角度提出此领域需加强研究的方向的建议。     

四川冕宁南河马厂村稀土尾矿调查评价及开发利用建议

四川牦牛坪稀土矿经前人地质勘查和系统研究,查明了原生轻稀土矿资源储量,总结了成矿控矿地质条件,建立了稀土成矿的三层楼模式,重新预测了资源潜力,获得重要成果。另一方面,矿山在近30年的采选过程中产生了大量的尾矿弃渣,沿南河马厂村两岸广泛堆积。针对尾矿中稀土元素的含量、赋存状态、有多大资源量、能否再次综合回收利用等问题,2013年对其进行了综合调查评价,查明了尾矿中稀土元素和共(伴)生元素的特征及稀土氧化物的资源量。研究表明:尾矿中的稀土氧化物(REO)含量为0.8%~1.02%,稀土氧化物资源量已达中型规模,与之伴生的重晶石(BaSO_4)、天青石(SrSO_4)和Ga,Mn,Mo,Pb等元素具综合回收价值;尾矿中的稀土矿物分布粒级主要为+300目,主体为氟碳铈矿,-300目粒级的稀土矿物在铁锰胶体中呈吸附状态。通过试验证明,重选-磁选和湿法(硫酸)浸出工艺简易可行。流经水域受污染河段稀土资源流失严重,水样Pb含量为303~2809μg·L~(-1),属于严重超标。本研究可为硬岩型稀土尾矿资源的二次开发利用和矿区生态环境保护提供实例。     

离子型稀土矿山浸矿土壤的氮化物迁移实验研究

赣南离子型稀土浸矿开采过程中,因大量使用(NH_4)_2SO_4作浸矿剂造成土壤氮化物累积,引发矿区土壤及水体氮化物的持续严重污染。通过模拟土柱实验,测定原矿土壤(未开采的稀土矿土壤)和一般土壤(矿山周边的普通土壤)在模拟浸矿过程中氮化物的污染含量,研究氮化物在土柱实验中的迁移特征及规律。结果表明:浸矿过程中,原矿土壤和一般土壤中氮化物主要以铵态氮形式存在,说明铵态氮是导致稀土矿区土壤污染和水环境污染的主要原因;同时由于土壤的固氮作用、淋滤过程中铵态氮向下迁移及减少的共同作用,致使试验中原矿土壤和一般土壤铵态氮含量总体随天数表现为降低、升高、再降低趋势;并且与一般土壤相比,原矿土壤中稀土离子和NH~+_4会发生交换解析作用增加原矿土壤的固氮作用,同时稀土的存在会增加土壤本身对氮化物的吸附能力。研究结论为赣南离子型稀土矿浸矿过程中氮化物的迁移规律提供基础依据。     

运用系统动力学模型预测稀土战略储备规模

基于全球稀土资源的供需形势和中国稀土资源减少的趋势,运用系统动力学的模型来预测未来17年我国稀土资源储备量。选取了2000~2013的生产和消费数据,通过定量模拟计算中国稀土供需差波动系数,设计了稀土资源供需差波动范围分别为0%,20%的两个方案,模拟计算了两个方案的年储备量、累计储备量和储备量绝对值。方案一范围是(-0%,+0%),仿真预测出稀土未来17年累积储备量为720551 t,即战略储备规模达到720551 t,该方案下不论供需差发生如何波动,国家都会进行储备或释放调节;方案二范围是(-20%,+20%),预测出未来17年战略储备规模为461331 t,国家只需在这个范围外进行收储释放调节,从而调节市场供求,降低价格波动幅度。本文从不同供需差的波动系数来模拟计算储备量,目的是为国家相关部门在进行稀土储备决策时提供参考,可以根据我国经济景气状况和供需形势,以及稀土产业发展状况,进行不同规模的稀土储备。     

土壤湿度和植被对气候的影响——Ⅱ.短期气候异常持续性的数值试验

通过一个垂直一维大气-土壤-植被耦合模式进行了土壤湿度和植被状况影响短期气候异常持续性的数值试验。结果证实了本文第一部分理论分析的结论,即土壤水状况及与之有关的地、气水分和热量交换在陆地区域短期气候异常持续的过程中起着主导作用。文中还对土壤水状况影响气候异常的物理过程做了进一步的探讨。     

Comprehensive Evaluation of Gas Extraction System Reliability Based on Analytic Hierarchy Process

为了提高矿井瓦斯抽采效果,建立了瓦斯抽采系统安全可靠性评价体系,用层次分析法对指标权重进行了计算,并通过了指标一致性检验;应用层次分析综合评价法建立了其评价模型,对大水头矿瓦斯抽采系统进行了实例评价,根据综合评价结果,判断矿井瓦斯抽采系统是否满足安全生产的要求,提出其需要整改的薄弱环节,确保矿井安全生产。     

稀土电解槽电场仿真与阴极结构优化

利用有限元分析软件ANSYS,建立了上插阴阳极式稀土电解槽的3-D模型,研究了稀土电解槽阴极腐蚀和安装保护套对电场分布的影响,并对阴极结构进行优化。结果表明,在阴极腐蚀后,导致腐蚀坑处电流密度集中,其电流密度高达2.4×10~6 A·m~(-2),产生大量焦耳热进一步加速了阴极的腐蚀;阴极保护套的使用会使槽电压升高,其中采用外部式保护套,槽电压升高90 mV,采用嵌入式保护套,槽电压升高150 mV;当阴极结构采用半球型时电解槽电场分布更加均匀,避免了电解槽局部过热,有利于提高电解槽的电流效率和使用寿命。     

滇西平河花岗岩体风化壳稀土氧化物配分特征及其地质意义

中国稀土资源丰富,稀土资源储量居世界首位,但以轻稀土为主。位于保山地块西缘的平河复式岩体,目前发现有类似江西足洞型稀土矿的矿床(点)。该岩体新鲜基岩稀土氧化物总量不高,为76.15×10~(-6)～327.36×10~(-6),但中重稀土总体含量较高,多数占比达40%～50%;岩体风化壳中富含La, Ce, Dy, Y元素,尤其是富集中重稀土元素。风化壳样品稀土氧化物配分特征显示中细粒二长花岗岩呈中钇中高铕型;中粗粒二长花岗岩为中钇中铕型;中粗粒似斑状二长花岗岩为中高钇中低铕中重稀土型;辉绿岩则为中钇富铕中重稀土型。中粗粒似斑状二长花岗岩、中粗粒二长花岗岩、中细粒二长花岗岩与辉绿岩风化壳样品发育类似江西"LZX"型稀土矿床稀土氧化物配分曲线模式,少数与江西足洞型稀土矿相似,显示在平河岩体风化壳分布区,有寻找足洞型重稀土矿、"LZX"型中重稀土矿的可能。在下一步地质工作中,应着重评价平河岩体风化壳型中重稀土矿,同时评价中重稀土矿资源可利用状况。     

多氯联苯的环境行为*

本文从多氯联苯(PCBs) 的污染状况、分析方法、环境中的迁移转化、多介质模型及风险评价5 个方面综合论述了多氯联苯的环境行为, 并指出要降低PCBs 对生态环境的破坏, 需要更深入地研究PCB s 的环境行为和归趋, 大力加强其风险评价工作, 这已成为21 世纪的优先研究领域之一。     

Y型分子筛结构破坏的动力学分析(英文)

Y型分子筛是催化裂化(FCC)的速率控制组分.FCC过程中,催化剂在反应器和再生器中往往面临高温水蒸气存在的苛刻环境.因此,分子筛的热稳定性和水热稳定性是催化剂最为关注的性能之一.由于FCC原料中通常含有V、Ni、Na、Fe等不同数量的金属污染物,会对催化剂造成污染及钝化.进料中存在的卟啉类有机复合物持续不断的沉积在催化剂表面,由于含钒的有机金属卟啉化合物在反应中转化形成V_2O_5,V_2O_5在水热条件下形成H_3VO_4组分,在高温水热气氛下加速分子筛骨架结构水解,破坏了Y型分子筛的晶体结构,从而降低了催化剂活性,影响产品选择性.稀土Y型分子筛在FCC中扮演重要的角色,稀土交换分子筛可以提高催化酸性、裂化活性和热与水热稳定性.此外,Na在高温水蒸气条件下也会对分子筛结构造成破坏.一方面,钠能够中和Y型分子筛B酸中心,降低催化裂化活性;另一方面,水热条件下钠的存在会加速破坏Y型分子筛的结构.有关Y型分子筛结构破坏的机理解释较多,然而该过程的动力学研究鲜有报道.反应动力学不能提供一个直接的反应机理,但是任何反应机理的提出必须符合反应动力学的数据.本文采用离子交换法分别制备了一系列不同Na含量USY,不同稀土含量USY,以及含钠和稀土的USY分子筛,通过固相动力学模型考察了上述Y型分子筛水热结构破坏活化能的变化及钒对其活化能的影响.结果表明,Y型分子筛的结构破坏存在三种路径,分别是脱铝、脱硅和La-O键的断裂.钒加速了分子筛骨架水解速率;钒钠具有协同作用,同时存在时对分子筛破坏作用更加显著;NaOH的形成是速率控制步骤;稀土稳定了分子筛的结构,降低了分子筛的水热脱铝速率;钒与定位于分子筛小笼里稀土作用,破坏分子筛的[RE-OH-RE]~(5+)的RE-O键夺取分子筛的骨架氧,导致骨架结构崩塌.由于稀土本身稳定了分子筛的结构,同时钒稀土作用时形成稳定的REVO_4固定了钒的流动性,因此钒对REY结构的影响是几种因素相互叠加和抵消的结果.     

稀土在天然植物铁芒萁体内结合形式的光谱学研究

利用ICP-MS研究了江西赣州沙河稀土矿区天然植物铁芒萁体内稀土元素的分布规律,发现叶片和叶绿素中Ce含量最高,分别占其稀土总量的79.43%和66.71%。铁芒萁叶片光系统（Ⅱ）（PSⅡ）荧光发射峰较普通植物紫移15-25nm,且峰强是PSⅠ的6.79倍,表明PSⅡ活性提高。由于铁芒萁叶绿素中稀土叶绿素含量较低（约占叶绿素总量的0.1%）,测定的UV-Vis和FTIR光谱特征与标样叶绿素a相似,未能反映出稀土的配位信息。而利用EXAFS则表征出在铁芒萁叶绿素中Ce为八配位,Ce-N键长为0.252nm,推测Ce是与两个卟啉环配位的,为一双层结构。     

中子活化法研究稀土矿区植物体中稀土元素的分布特征

用仪器中子活化法测定了我国江西赣南某离子吸附型稀土矿区生长的１７种不同植物中８个稀土元素的含 研究了稀土元素在植物体内的分布特征。结果表明，称土矿区植物体内的稀土元素含量较高，其中铁芒萁叶中部属然土含一可达３０００μｇ／ｇ以上，比其它植物叶高２－３个数量级。植物体各部位的稀土含量分布一般为根〉叶〉茎。经球粒陨石归一化后，稀土元素分布模式均与其母土基本相似。然而，在植物从土壤吸收及输送的吕，稀土元素     

复合挡土结构在稀土矿山滑坡防治中的应用研究

风化壳离子吸附型稀土矿床,是中国赣南地区所特有的一种矿床,在开采工艺上主要采用国家推广的第三代原地浸矿法。以江西省龙南县乡标稀土矿山滑坡为例,在对研究区滑坡进行野外实地调查,并结合该稀土矿开采工艺流程、滑坡区地质环境条件,分析总结了滑坡形成机制,主要表现在两方面:岩土性质、结构、坡型、坡度和高差等内因的影响;降雨、地表径流、地下水和浸矿时的注液加压等外部因素的影响。最后进行了"树根桩+锚杆"组合的复合挡土结构设计,以防治离子型稀土矿山滑坡的发生,最大限度地保证了采场工作人员的生命安全,减少了经济损失,提高了开采效益。     

风化壳淋积型稀土矿浸取过程的模拟计算研究Ⅰ：液-固萃取模型

风化壳淋积型稀土矿物中稀土元素主要富集在以高岭土为主的粘土矿物中,目前主要通过原地浸矿工艺开采。开采过程中,浸矿液自矿体顶部注液孔流至矿体底部或集液巷道的过程中,不断交换浸出粘土中的稀土离子,其过程可视作液-固萃取,因此可通过其中的萃取平衡和物料平衡关系进行模拟计算。介绍了一种基于液-固萃取模型的风化壳淋积型稀土矿柱浸过程模拟计算方法,并探讨了离子交换反应系数、浸矿剂浓度、原矿品位等因素对于浸矿效果的影响。计算表明：铵根离子具有较强的交换浸出稀土的能力;浸出液所能达到的理论浓度峰值主要决定于浸取液中初始硫铵浓度;浸矿所需顶水理论注入量可依据矿体饱和含水率估算,并进而通过模拟计算的浸矿液/顶水比计算所需浸矿液注入量;浸矿液硫铵浓度越高,原矿稀土品位越低,则稀土离子穿透曲线浓度峰值持续时间就越长,之后浓度下降速度也越快,同时浸矿液/顶水比以及硫铵投入/稀土产出比也越小,说明浸矿剂利用效率越高。