矿山环境问题越来越受到国家社会的关注,离子型稀土矿开采存在着硫酸铵用量过大,氨氮污染严重等问题。离子型稀土原地浸矿工艺是铵根离子交换稀土离子以及铵根离子和稀土离子在矿体中运移的过程,因此有必要对浸矿过程中离子交换和运移规律进行研究,以减少稀土开采对周边环境的影响。本文根据小尺度柱浸试验结果,提出了小尺度柱浸过程穿透曲线的计算方法,在此基础上,基于塔板理论和CDE方程两种理论,分别计算了大尺度柱浸过程的穿透曲线,并与室内大尺度柱浸试验穿透曲线进行对比分析,确定了描述大尺度柱浸过程穿透曲线的最优模型。研究内容和结果如下:（1）进行柱高分别为2.5 cm、5.0 cm、7.5 cm、10.0 cm的小尺度柱浸试验,在试验数据的基础上提出采用经验模型η=exp（a-b/t²）描述浸取率与时间关系的穿透曲线。将土柱视为一个单元体,采用连续杯浸的思想建立参数a的计算方法。采用量纲分析法建立参数b与土性参数的关系。同时考虑浸取率与浸矿周期,采用所建立的模型优化注液浓度。研究结果表明,稀土品位与最优的硫酸铵浓度的关系式为:C_op=7.36ε+0.2。（2）进行柱高为50.0 cm的大尺度柱浸试验,将土柱视为多个单元体,基于塔板理论建立了同一种管径下稀土离子浓度随注液次数变化的方程,根据Q-t曲线确定了管径分布范围,将多种管径下稀土离子浓度随注液次数变化的曲线进行组合得到柱浸过程稀土离子的穿透曲线,并与两组试验结果对比,相关系数分别为0.968和0.957。（3）根据柱浸过程的渗透速度,以及柱浸试验得到的非反应性溶质的穿透曲线,采用最小二乘法计算得到CDE方程中的水动力弥散系数,基于离子交换模型,建立了考虑源汇相的对流弥散方程,用于描述柱浸过程稀土离子的穿透曲线,将计算结果与两组试验数据进行对比,其相关系数分别为0.847和0.876。（4）相对于CDE方程,塔板理论中包含的参数更易获取,且其穿透曲线的计算结果与室内柱浸试验所得的穿透曲线相关系数更高,因此确定采用塔板理论描述大尺度柱浸过程中的穿透曲线。