第四章堆浸的开发程序(每三学时加一间隔).ppt

第四章堆浸的开发程序 主要内容采样和缩分地质学研究矿物学分析矿石可浸性研究堆场土建技术分析重点内容矿石可浸性研究 堆浸的开发程序可以分为以下步骤 采样 地质学和矿物学分析 实验室试验 可浸性研究 技术经济分析 中间规模试验 中试 堆场设计 堆场土建 浸出作业 一般分3阶段 停产 环保处理 浸堆关闭 第一节采样和缩分 一 采样要求 采样是否具有代表性是堆浸工作成败的关键 要求采样结果今后别人能重复 确定采样方法 常用的采样方法主要有地表采样 钻孔采样和坑道采样 地表采样 在矿体出露的走向和宽度方向按一定的网度捡取 钻孔采样 将钻孔适当位置的所有钻屑都收集起来 干燥样品并混合均匀 破碎取样 四分法缩分样品 网格缩分法和四分法联合使用 二 地质学和矿物学分析 地质学因素 矿体的埋藏深度 厚度 倾角 倾向 走向长度 矿体及其围岩的稳固性 矿体及其围岩的矿物成分 矿物成分随走向和高度的变化特点 矿物学因素 通过物相分析 光谱分析和多元素分析 研究矿物的结晶粒度以决定磨矿细度 查清有用矿物的物相和含量 以确定合理的浸出方法和药剂浓度 矿物学分析实例 以金矿为例进行分析 金的冶金主要受结晶粒度和脉石矿物的影响 而银的冶金主要受银矿物的影响 可能出现的对金的浸出有较大影响的矿物有四种 具体分析如下 阻碍溶液与金接触的矿物有 黄铁矿 石英等 消耗或破坏氰化物的矿物 铁 铜 锑的硫化物或氧化物 消耗氧的矿物 砷和铁的硫化物 铜的氧化物或硫化物 能从浸出液中沉淀或吸附金氰络合物的矿物 石墨炭或还原性有机炭 第二节矿石可浸性研究 矿石可浸性研究的必要性对于任何矿石 尾矿和废石在堆浸生产之前一般都要进行浸出试验 才能准确判断堆浸的适应性 同时也只有经过试验 才能对堆浸的浸出条件进行优化 所以堆浸前进行试验研究是必要的 没有那一种方法能使用于所有的矿石 一 判断是否适宜堆浸的初步试验1 小粒度试验 矿石粒度 一般由碎磨到5mm以下 浸出的固液比 20 50 W W 配药 配药的浓度应在生产成本能够接受的范围内 浸出过程的取样 根据所浸矿石的粒度确定取样时间 若为细磨金氧化矿石 因浸出的第一天浸出速度较快 取样时间可定为4h 6h 12h 24h 48h 72h等 取样时 抽出所需体积的样品溶液 向瓶中补加含相同浓度相同体积的浸出液即可 测定样品溶液中的目的金属离子浓度 药剂的浓度 计算每次取样时药剂的消耗量和矿石的浸出率 浸出结束 浸出结束时间 由达到要求的浸出率或浸出时间决定 测定浸出率 固液分离后 测定最终的PH及药剂浓度 金属离子的浓度等 对浸渣分粒级测试 计算各种粒级的矿石的浸出率 数据处理由试验得出 a 浸出过程各种药剂的消耗量及其成本 b 由各粒级矿石的浸出率作出浸出率与粒度的关系曲线 如果在矿石粒度尚粗 一般毫米级 的浸出效果良好 则预示该矿石可能适合堆浸 c 粗略计算浸出成本 若有经济效益 则可能进行下一步的柱浸试验 2 矿石的柱浸试验 要求 浸出柱的直径与矿石粒径之比大于或等于6 一般取6 10 这样可减少边壁效应 浸出柱的高度与直径之比大于或等于5 可使浸出液在柱内均匀分布 最好使柱的高度接近或等于堆浸场的高度 如浸出柱的直径为150mm 高度为2400mm 矿石直径小于20mm 浸前准备金银柱浸前的准备 将矿石与石灰 水 NaCN混合装入浸出柱内 铜柱浸前的准备 用水把矿石润湿 布液速度视具体情况而定 对松散矿石布液速度快 对坚硬矿石的布液速度就慢一些 布液速度一般为每小时每平方米6 127升 矿石柱浸试验示意图 高位池 低位池 浸出柱 D H 4 浸出率曲线呈渐近线为止 若浸出金银要求可以预测后数天的浸出率为止 后续处理对于浸出金银 浸出结束后 用碱液淋洗矿层3天 将浸渣从柱中取出风干 测定矿石中的残留金属含量 再分粒级测定浸出率分布曲线 用浸出过程的化学动力学模型对该浸出过程进行模拟 确定模型中由该矿体矿石品质决定的共同参数 如De f C1 C2 C3 K等 预测在不同粒度下矿石的浸出率 分粒级的浸出率图 3 柱浸的详细试验试验一般用200 1000Kg矿样进行 试验目的a 确定堆浸矿石合适的度 b 在试料块度更粗的情况下确定浸出时间 c 修正由摇瓶试验和柱浸试验确定的矿石浸出过程的化学动力学模型 用模型模拟堆浸过程 提出堆浸工艺的合理参数 计算堆浸的时间及药剂消耗 2 试验方法柱浸的详细试验采用一步法或两步法完成 两步法 第一步 选择线度约50mm的中等粒度的矿石 在一个直径大于300mm的柱中浸出 基本操作与前述小柱浸试验的相同 用该结果确定较合理的堆浸粒度 第二步 用第一步确定的块度装柱再次试验 以证实第一步确定的合适块度的浸出率 用该结果再次验证已修正的化学动力学模型 该法需两次柱浸试验就可以得到较好的结果 但需两次的浸出时间 一步法 选择4 6种不同块度的矿石 装柱试验 浸出后分析各块度矿石的浸出率 一次浸出就可以得到有关堆浸的重要参数 只用一次浸出 节约时间 但化验费用比两步法的高 制粒浸出有些矿石本身含有大量粘土或开采 破碎过程中产生大量细粉 在筑堆过程中这些粘土和细粉会发生显著粒度偏析 在浸出过程中会产生微粒迁移并导致溶浸液出现沟流 使溶浸液不能透过矿堆的某些部分 采用堆浸前制粒的办法可以使上述问题得到较好的解决 4 柱浸中试该试验在直径为1 8米 高度为6 12米的大浸出柱中或实际矿堆中进行 矿石的块度可以是矿山所产的原矿 每柱装矿量可达20 40吨 可以按生产的实际过程进行试验 试验数据比较可靠 试验结束后 分粒级测定浸出率 计算浸出成本 修正矿石浸出过程的化学动力学模型 并用修正后的模型对实际堆浸生产进行模拟 预测计算技术经济指标 该法的问题为试验所用的20 40吨矿石还不能完全代表整个矿石的矿石性质 得不到实际生产中矿堆的稳定性 矿堆局部堵塞 沟流等数据 对大型矿山可用实际块度在矿堆中进行中试 矿堆矿量为1000 5000吨 这样可得到生产所需的实际资料和参数 缺点就是试验费用高 第三节土建技术分析一 堆浸场址的选择1 界定场址的范围以矿山为中心 圈定一个半径 在该范围内设堆场可能有效益 2 堆场的鉴定与筛选要求 a 不受洪水和泥石流威胁的位置 b 地势较平坦 堆上矿石后沉降量小 c 运输方便 筛选 a 首先去掉可行但不合理的场地 如地形相对较陡 相对较远 地质条件不好水文条件较差等 b 综合考虑土建与运输费用 从经济上 心理上综合分析 如位于高速公路边和位于避开来往行人视线的地方 在环保上遇到的麻烦可能就不同 浸出场位置选择 公路 场地1 采场 场地2 山脊 二 堆浸方法1 复用基垫对象 该法适合于浸出时间短 浸出特性一致 能作堆浸场的平地面积较小 有废石堆场的情况下 特点 场地基垫经久耐用 一般为砼基垫或沥青基垫 矿石需搬运两次 浸前从矿山搬到堆场 浸后又从堆场般到废石场或尾矿堆场 由于浸出场地或基垫能反复使用 一般不需很大的场地 撤堆 筑堆 浸堆 贵液池 提取系统 贫液池 溢流池 2 扩展基垫堆浸对象及特点 浸完后矿石留于堆浸场地上不再搬走 该法适合于浸出时间长短不同的各类矿石 要求有大块平坦的场地且有蒸发量大于降雨的条件 以保持废弃堆场无废液排出为好 储液池要足够大以便储存暴雨时的降雨量 一般采用柔性基垫 弃堆 筑堆 浸堆 贵液池 提取系统 贫液池 溢流池 3 谷地浸出法对象 适用于地形陡峭的地带 其适用性受矿石的强度和渗透性所限制 特点 由于在矿堆里储存贵液可取消贵液池 因此能承受气候状况的大波动和季节的变化 要求矿石渗透性要好且有非常完善的基垫 浸出层2 贵液池 提取系统 贫液池 溢流池 浸出层1 废弃层 三 堆浸系统 一 堆场的设计要求和场地条件1 堆浸场应为封闭式 封闭式堆浸场可减少贵液 贫液的损失量 提高回收率 降低环境污染 2 出现暴雨要有相应的措施 即要有分洪蓄水池和排水设备 3 对堆浸的衬垫和池子的衬里以及渗漏监测系统要有详细的技术要求 4 确定筑堆的方法和进度 确定矿石的制备方法如破碎 制粒或化学处理等 确定加溶浸液的方法如喷淋 流入或从堆内加入 在气候干燥和风大的地区不宜采用喷淋加液 可用流入加液的方法 5 希望衬底有1 4 的坡度 便于浸出液的排放和流入集液池 二 筑堆过程1 把选好的矿堆基础平整 夯实 可用压路机 并保持1 4 的坡度 2 在基础坡底的一边挖3个储液池并夯实其底部和周边 3 在基础和储液池底部上铺100 150mm的细砂 小碎石 4 在夯实的地基周围修500mm左右高的围堤 5 在基础和储液池底部的细砂 小碎石上铺隔水衬里6 在衬里的细砂 小碎石上铺隔水层上再铺40 150mm的细砂或渗透性好的碎石 衬上细纱 衬下细纱 隔水衬里 三 衬底和衬里 1 要求 为矿堆的建造提供一个经久耐用的基础 为拦截浸堆中流出的浸出液提供一个低渗透衬里 在堆浸期间为矿堆提供一个稳定坚实的基础 地基的下沉速率相同 否则将会出现裂隙 破坏衬里进而出现浸出液的渗漏 衬里材料要能承受由于温度变化引起的伸缩和紫外线的照射以及流水的影响 2 衬里材料矿堆的衬里受到矿堆的压力和筑堆时机械的压力 蓄液池衬里只承受其上浸出液的压力 矿堆衬里上会有很小的溶液饱和区 能够扩大的饱和区存在的时间很短 渗透压很小 而蓄液池上有较大的溶液饱和区 溶液在上面停留的时间很长 渗透压较大 因此矿堆的衬里和蓄液池衬里要求的材料不同 蓄液池衬里不需较高的耐机械冲击强度 但隔水性一定要好 矿堆衬里即要有隔水性还要有较高的耐机械冲击的强度 常用的衬里材料有如下 PVC布或软板 聚氯乙稀 Hypalon 氯磺酰化聚乙烯 HDPE 高密度聚乙烯 CPE 普通聚乙烯 沥青 HAC 羟基酰氯 衬里材料的选择和使用都应考虑铺设时的接蓬和修补的方法 PVC和Hypalon在现场用胶或溶剂粘合 HDPE用热熔粘合 四 溶液储池 1 体积 根据浸出液溶液量的平衡进行计算 2 储液池一般有3个 即贵液池 贫液池和溢流池 3 储液池的衬里一般采用低渗透率的合成材料 在许多情况下采用双层衬里 两层衬里之间是一层填料 可监测上层衬里的渗漏情况并