毕业设计南方某铀矿80tua堆浸工艺设计

南华大学核资源工程学院毕业设计②添加化学阻垢剂在堆浸作业中可通过在某些步骤添加阻垢剂来抑制结垢现象，常用的阻垢剂为多磷酸盐，如六偏磷酸钠、聚四磷酸钠。阻垢剂的加入量视水的硬度、溶液的酸碱度和矿石性质而定，通常用量范围为10～40ppm。6.6.3水平衡在设计堆浸装置和操作方法时，要认真考虑对地表水的控制，杜绝或减少溶液因暴雨和从矿堆底垫溢出的损失，降低喷淋损失和堆表面的蒸发量。做好工艺循环和自然水循环，以达到水平衡。雨水雨水是影响堆浸工艺水平衡的重要因素，在堆浸工艺设计中，需考虑两种雨水径流过程。第一种是短期的雨水径流，如短时间的暴雨，第二种是季节性的雨水径流，如长期的（数月）雨季或旱季。雨水径流可能冲毁贮液池和集液沟而造成溶液外流，也会使堆浸中浸出液量增加。因为降雨是随机的，是难以预知的情况，因此在设计堆浸装置时应考虑到极端的情况，例如，贮液池的大小必须适合贮存体系中由于极端的降雨及清洗矿堆等所引起的液量波动。蒸发堆浸过程中，矿堆表面、贮液池、集液沟等会因为水蒸发而造成溶浸液的损失，在布液过程中也会发生喷淋损失。筑液池表面的蒸发量可由堆浸场工业试验数据得来。喷淋损失则大部分情况下取决于布液方式、自然环境和设备的选择，液滴大小、温度、湿度和风速都是影响蒸发损失的重要因素。使用大液滴的喷淋设备或风速过大时不进行喷淋作业往往可以减少喷淋损失。水平衡堆浸操作的水平衡包括工艺溶液循环和自然水循环。前者指堆浸中可确定其属性的稳定的流体，包括加入的试剂溶液、补充水、洗堆水以及从系统中放出的部分溶液。自然水循环指降雨、融雪及蒸发水，自然循环水应叠加在工艺流体上。堆浸用水量为50～80L/t矿，溶液的蒸发损失率为15%～30%。操作过程中应补加损失部分的水，以保证水平衡。6.7布液和集液系统基本参数计算本矿床属于硬岩型铀矿，矿体处于花岗岩外接触带。矿石岩性属于寒武纪龙山群钱变砂质板岩，岩石致密坚硬,颜色为灰—灰黑色。矿物组分简单，有害元素含量低，矿石浸出性能好。矿石组分分析见表。表6.1矿石化学组成项目SiO2Al2O3Fe2O3FeOCOP烧失量3含量(%)经过柱浸试验可知，-10mm矿石的浸出率可达85%，浸出周期为60天，浸出液固比为3:1，喷淋强度为8-10L·m-2·h-1，浸出液平均浓度为300mg·L-1酸/t矿石。根据柱浸试验所得数据，矿石选用酸浸法，浸出剂选择硫酸。矿石堆浸前期，矿石耗酸量较大，溶浸液酸度大时浸出效果较好，浸出后期矿石中铀含量降低，因此溶浸液的酸度不需要很高。本次设计前期溶浸液的浓度选为30g/L，后期溶浸液选为10g/L。柱浸试验中，矿石自然氧化状况良好，因此堆浸过程不需要额外添加氧化剂。设计堆浸场的工作制度为每天喷淋12小时，每喷淋1小时，间隔一小时，以便溶浸液和矿石充分反应。连续喷淋一小时所用溶浸液体积约为，V1=10××104L一天喷淋所用溶浸液约为V2=10×12××105L=432m³溶浸液的蒸发损失约为用水量的15%～30%，考虑到南方的自然条件，夏天蒸发量大，取30%，每天往配液池中添加的水量约为130m³，冬天蒸发量较小，蒸发损失约为65m³的水。若遇到阴雨天气，需要测定配液池中溶浸液的酸度以后，再决定添加水和酸的量。堆浸场设计三个贮液池，集液池需要满足堆场连续4个小时的喷淋量和金属回收设备2个小时的处理量，设计集液池的容积为200m³，尺寸为10×10×2m，尾液池不仅接收金属回收设备产生的尾液，还有堆浸场产生的贫液，因此尾液池的容积一般为集液池的1.5倍，设计尾液池容积为300m³，尺寸为10×15×2m。调节池主要用来预防暴雨、山洪和其他突发事件，设计调节池的容积为900m³，尺寸为10×30×3m。由以上计算可知，当矿石浸出时，最高流量可以达到36m³/h。选择合适的溶浸液输送管路十分重要，当选择的管径较小时，虽然设备费用降低，但是泵的动力消耗增大，使得常用的操作费用增多。所以管径的大小需要由经济核算决定。适宜的管径应该使设备费用和动力费用之和最小。参照一般液体在管路中的流速范围，溶浸液的输送总管直径选择160mm，各矿堆支路的管路直径选择40mm，喷淋管直径选择25mm，管路的材料为PVC，耐酸碱腐蚀。输送液体的泵需要耐酸性好，扬程10-20m，满足36m³/h的流量输送，根据以上要求，并结合下表中泵的性能参数，选择型号ZCQ8065-125的泵输送溶浸液。除溶浸液需要用泵输送到高位槽，其余溶液均依靠自流。表泵的性能参数表型号m进口口径mm出口口径mm流量QL/min扬程m电机功率kw转速r/min电压vZCQ20-12-110201550122900380ZCQ25-20-1152520110152900380ZCQ32-25-1153225110152900380ZCQ32-25-1453232110252900380ZCQ40-32-1324032180202900380ZCQ40-32-16040322003242900380ZCQ50-40-14550402402542900380ZCQ50-40-16050402203242900380ZCQ50-40-2005040200502900380ZCQ65-50-1456550280252900380ZCQ65-50-1606550450322900380ZCQ80-65-1258080800202900380ZCQ80-65-160808085032112900380ZCQ80-65-200808085050152900380ZCQ100-80-601001001660322229003806.8堆浸生产管理堆浸场从矿石破碎到堆浸流程进入正常的生产环节，需要合理的规划，需要统筹兼顾的安排。6.8.1堆场淋浸管理（1）根据天气情况调整溶浸液加入量。在晴天或天气干燥地区，蒸发量大，应视情况增加溶浸液淋浸量；雨天则相反，特别是连续阴雨天，则应适当减少溶浸液淋浸量，以保证浸出液的均衡流量和后续工序工况的稳定。（2）短时暴雨（一次降雨量100mm左右），对于堆浸影响不大，但暴雨来临时，应停止加入溶浸液，加强堆场管理，防止矿堆塌方，避免地表水特别是山洪冲入堆场，同时阻止浸出液外泄，加快浸出液的后续加工。但是，用酸法浸出的堆场，停止加酸时间不宜过长，应及时取样化验，保持浸出液的pH值在2.0～3.5之间，以防止CaSO4沉淀和某些物质的水解，影响堆浸工作。（3）单堆浸出后期，应适当减少浸出液的日流量，以提高浸出液的金属浓度。应当指出，关于因气候条件和浸出时间变化所引起的注液和出液的调整，目前在设计中尚无具体数据可以取用，只能在实践中自行确定。6.8.2堆场的其它的管理（1）每天对浸出液、溶浸液、尾液成分进行化验，测定pH值、氧化还原电位，及时调整和指导生产；（2）卸矿石时，预先在垫板上铺一层矿石或废渣以避免被垫板砸坏；（3）注意当地天气预报，出现恶劣天气时可以暂停生产；（4）对建在尾矿库上的堆浸场，要定期观察坝基，严防坝跨事故发生；（5）定期考察原矿性质变化。6.8.3矿山主要污染物和尾矿的管理由于堆浸是开放性作业，场地面积大，浸出过程使用了酸、碱等多种化学试剂，而且浸出所用的时间很长，因此在整个堆浸过程中，如破碎、筑堆、浸出等，都会产生各种污染物。这些污染主要来自三方面，一是溶液的流失，溶液的蒸发和向地下的渗透，二是对地下水的污染，三是废水、废渣和废气的处理不当，有时会造成非常严重的污染。因此对矿山废弃物和堆浸尾渣的处理必不可少。废水管理堆浸矿山可实现溶液循环，但是目前的技术条件下仍然会有部分废水排出，为了控制废水的污染，应该实行清污分流，地表水不流入堆场。废水中有害离子的浓度低于国家法律规定的排放水平才能外排，同时要对留在地表的废渣渗透出的水进行检测。（2）尾渣管理堆浸后的尾渣大约占原矿石量的90%以上，未经处理的尾渣含有大量有害物质，比如残留的化学试剂、放射性物质等。在露天环境下这些有害物质会转移到周围的环境中造成污染。因此，尾矿在堆放之前必须进行必要的处理，比如进行充分的洗涤，然后用石灰处理后堆放到尾矿库去。尾矿库的选址和建设也必须严格依照相关规定。或者将经过处理的尾渣回填到井下，这样既节省了地表空间，又提高了资源利用率。废气处理铀矿石的堆浸场产生废气污染较少，镭在衰变的过程中会放射出氡气，不过浓度极低，很难造成污染或对人体产生危害。如果矿石含泥量较大时，破碎车间会产生大量的粉尘。不过粉尘污染较为容易预防和控制，常规的集尘方法就能将空气中粉尘的含量将到允许水平,同时在粉尘的地区注意防护也十分重要。

7总结本次设计为铀矿石的堆浸工艺设计，堆浸矿石铀品位为0.134%，中等可碎性，堆容重约为³。矿床储量约2000吨。这是矿石的基本数据，下面介绍一下设计的关键内容。（1）本设计采用酸法浸出，矿石可浸性良好，酸耗约为矿石。（2）破碎流程采用三段一闭路流程，矿石破碎前最大粒度大于300mm，破碎产物最大粒度小于10mm。粗碎选择型号为PE400×600的颚式破碎机，中碎选择型号为PYB900的标准圆锥破碎机，细碎选择型号为PYD600的短头圆锥破碎机。在堆浸场建设的同时进行破碎作业，预备大约一个堆浸周期所需的矿石14000t。破碎所用的其他设备不再详述。（3）根据喷淋强度、堆场面积和回收设备能力，设计集液池容积200m³，具体尺寸为10×10×2m。集液池的容积可以满足堆场连续4小时喷淋所得的浸出液。尾液池的容积为300m³，具体尺寸为10×15×2m。调节池的容积为1000m³，具体尺寸为10×20×5m。本设计采用复合垫板，即由一层低渗透率粘土、铺在上面的地膜和地膜上的另外一层低渗透率粘土复合而成。设计堆场个数7个。单堆占地面积600m²，矿堆高度为3m。筑堆方式选择前进式筑堆法。（4）堆场建好以后，布液方式选择固定喷淋的方式，这种布液方法工艺简单，成本低。输送管路选择PVE材料制成的管路，耐酸碱腐蚀。溶浸液输送总管直径80mm，喷淋管直径选择25mm。除溶浸液需要用泵输送到高位槽，其余溶液均依靠自流，溶浸液输送所用泵选择型号为ZCQ8065-125的自吸泵。（5）设计堆场年工作日300天，喷淋制度每喷淋三小时，暂停三小时，使矿石有充分氧化的时间。在堆浸初期也可以考虑连续淋浸。矿石浸出周期为60天，每隔十天开始一个矿堆的浸出，浸出完毕的单堆矿石在十天内完成缷堆，筑堆和管路布置的任务。（6）注意尾矿库的安全问题，合理处置堆浸场产生的污染物。

参考文献【1】何蔼平，郭森魁，彭楚峰.湿法炼铜技术与进展[J].云南冶金，2002，31(3):94～100.【2】吉兆宁，黄光柱.地下溶浸采矿技术与我国铜矿山的可持续发展[J].有色金属，2002，(4).【3】：201.【4】：73.【5】李尚远.铀、金、铜矿石堆浸原理与实践[M].北京：原子能出版社，1997.【6】李壮阔，桂斌旺，段希祥.德兴铜矿堆浸厂的生产实践及技术研究[J].矿冶工程，2002，22(1):46～48.【7】刘汉钊，张永奎.难处理低品位金矿细菌堆浸的现状和前景[J].四川地质学报，1998，18(3):234～240.【8】李尚远等。铀、金、铜矿石堆浸原理与实践。北京：原子能出版社，1997.【9】王昌汉、浸出开采。中南工学院印，1994.【10】贺守中。我国堆浸生产中发展的几个特点和今后努力方向。堆浸与地浸，1992.【11】铀矿地表堆浸工作规程。核工业总公司矿冶局，1992.【12】钟永明等.提高堆浸浸出率的方法和途径的探讨。铀矿冶，2001.8(3).【13】G·A·帕迪利亚等.试论堆浸工艺的优化.国外金属矿选矿，2008.11(36).【14】潘英杰.浅谈国外铀尾矿库的退役治理.铀矿冶，1998.5(2).102～110.【15】B.A.舍斯塔科夫着[苏].矿山设计.冶金工业出版社，1992.【16】陈文平，李西栋.新编矿山选矿工程设计与技术标准规范实用全书.北京：中国矿业出版社，2006.6.【17】谭本顺，全爱国.地下堆浸（原地破碎浸出采铀）试验研究总结报告.衡阳：核六所，1993.【18】袁国才.试论当前堆浸工艺的若干要点[J].中国矿业，（19）.64～66.【19】刘建,樊保团,张传敬.抚州铀矿细菌堆浸半工业试验研究[J]。铀矿冶,2001,20(1):15-27.【20】樊保团,孟运生,刘建,等。赣州铀矿草桃背分矿细菌堆浸工业试验[J]。铀矿冶,2002,21(2):65-73.【21】吉兆宁.地下溶浸采矿技术在我国铜矿山的应用[J].有色金属，2002，(11).【22】李宏煦，陈景河，等.福建紫金矿业股份硫化铜矿生物堆浸过程[J].有色金属.2004，(14).

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