為了探測離子型稀土浸礦過程中孔隙結構的演化特征，分析離子交換滲流作用對礦體微觀結構的影響機理，設計了重塑稀土試樣飽和浸礦試驗。

借助于低場核磁共振檢測和成像技術，得到了H2O和(NH4)2SO4兩種溶液浸礦過程的孔隙結構T2圖譜，反演重構了孔隙結構分布圖像。

對比分析試驗結果表明：浸礦過程對稀土礦體微觀結構產生影響的因素包括溶液滲流和離子交換兩個方面，雙重作用下決定孔隙結構分布的主要因素是離子交換作用；

單純溶液滲流導致孔隙尺寸增大，孔隙結構由中小孔隙向大孔隙過渡，離子交換引起顆粒移動重組，導致孔隙尺寸減小，孔隙結構由松散向密實過渡；

整個浸礦過程，離子交換作用沿滲流方向層狀推進，化學置換和物理滲流交替影響礦體微觀結構。

部分實驗結果

核磁共振T2圖譜分析

核磁共振成像分析

有大量文獻顯示，早期水泥漿體孔結構是由不同大小水泥顆粒，不同尺寸水化產物（包括鈣礬石、氫氧化鈣、C-S-H凝膠等）以及不同尺度的孔組成，這些情形滿足分形理論中所定義的類分形體的特征，因此，本研究基于分形理論，對不同水灰比的早期水泥漿體的孔隙結構進行了探究，結果發現水泥漿體的孔結構存在分形特征，且分形的維數存在尺度相關性，即在不同T2區段存在不同的分形維數，具體如下圖所示。

圖6 試樣剖切圖像重構

1.浸礦過程中，稀土礦體內部微觀孔隙結構受控于溶液滲流和離子交換兩個過程的耦合影響，其中溶液滲流誘發礦體內部孔隙增多，孔徑增大，微觀結構趨于松散。而離子交換引起顆粒移動重組，導致孔徑變小，孔隙數量減少，微觀結構趨于緊密。

2.浸礦過程的離子交換反應在礦體中隨溶液滲流逐層向下進行，符合滲流理論的層流規律。離子交換入滲雙重作用下，對礦體微觀結構產生主要影響的是離子交換的化學作用，而非滲流產生的物理作用。總體來說，離子型稀土浸礦化學置換反應對礦體微觀結構具有一定的修復作用。