溶浸采矿技术的应用及其发展

随着科技的发展,溶浸采矿技术也在实际应用过程中进行了改进,其技术手段和应用形式也在持续发生着变化,并逐步呈现出应用范围广、浸出效果好、回收利用率高的优点,改变了传统溶浸采矿技术存在的不足,溶浸效果也得到加强。下面对现阶段煤矿中应用的溶浸采矿技术进行分析,并探索其未来的发展方向。

1.溶浸采矿技术的应用实况

据有关调查显示,现阶段在矿产开采过程中应用到的溶浸采矿技术是经过了多年的变化之后,将传统的原地浸矿法、就地破碎浸矿法以及堆浸法等进行改良,才成为目前所采用的废石地表堆浸法、井下废石原地浸出法、尾矿微生物浸出法。溶浸采矿技术的优化和改良,一方面是为了适应并解决溶浸采矿的实际问题,另一方面是为了提升溶浸采矿技术的利用效果。下面对溶浸采矿技术的主要内容展开详细分析。

(1)废石地表堆浸法

废石地表堆浸法是对堆浸法的优化和延伸,其针对特定对象(废石)在地表环境中完成溶浸工作。这种技术在某种程度上做到了就地破碎浸矿法和堆浸法的结合,其应用流程为:选定地表上已经破碎且存在孔隙的废石或者矿石堆,此后将溶浸液体喷洒废石表面;随着溶浸液体的渗透,其与废石或者矿石堆中的部分物质发生溶解反应,会将其中的有用成分浸出;最后,将浸出堆底部存储的浸出液进行收集,并提取和回收浸出液中的金属物质。

废石地表堆浸法是目前采矿当中应用最为广泛的溶浸采矿技术,其可以应用于多种环境当中,比如在边界品位之上的矿石,如果存在氧化程度深、选矿法处理难度高的情况;在边界品位之下的矿石,如果其是具有一定回收利用价值的贫矿或者废石,可以满足金属生产的需要;如果矿石具有复杂的化学成分,或者含有一定量的有害伴生矿物质,可以解决处理难度高的问题。

在废石地表堆浸法的利用过程中,根据废石或者矿石堆浸出位置或者浸出方法的差异,可以将其分为地下堆浸和露天堆浸两种环境。前者在实践中,多出现在处理地下残留的矿石或者矿体等情况中;后者则多出现于处理已经被运输到地面的一些低品位的废石、矿石和其他废料物质等。地下堆浸法在应用时,还需要观察矿石、矿体或者矿柱的牢固性,必要时需要进行松动爆破来做好堆浸的准备工作,降低采矿难度。

(2)井下废石原地浸出法

调查显示,井下废石原地浸出法在浸出低品位的废石等方面应用甚广,其主要对井下部分低品位的矿石进行浸出,避免其被当作废石随意处理。井下废石原地浸出法又包括了就地破碎浸出和原地钻孔浸出等形式。

其中,就地破碎浸出需要先对井下矿体或者矿柱进行爆破处理,将矿石破碎到合理的块度之后,才能就地根据废旧矿石细小缝隙的实际情况,来选择是否喷淋溶浸液。通常情况下,如果矿石破碎的细小裂缝达到发育合理、级配适当、块度均匀、渗透性好的状态时,才能在矿堆上喷淋溶浸液,进行选择性浸出矿石中的一些金属成分,实现金属的回收再利用。通常情况下,在井下空间内对溶浸液的处理仍旧停留在第一阶段,还需要后期将溶浸液运输到地面之后,再次进行加工处理,得到最后回收利用的金属物质。而浸出后的尾矿,通常利用就地封存法在矿区就地处理,达到保护环境的效果。

原地钻孔浸出则是通过在矿柱或者矿体内进行人工钻孔的形式,利用钻孔注入溶浸液。这种原地钻孔浸出技术可以减少操作流程,并在天然赋存条件下对任何位置的矿层或者矿石进行浸出处理,达到溶浸液与矿石中的有用成分充分接触,在化学反应之后完整浸出的效果。至于金属物的处理和回收,则是由于化学反应所生成的可溶性化合物会呈现出扩散运动的状态,可以在对流作用的影响下,离开化学反应区域并朝着固定的矿层方向引动,从而在沿着溶浸液渗透方向运动的过程中,逐渐汇集形成含有有用成分的浸出液。此后,就可以利用抽液钻孔的方法,将汇集区域的浸出液进行抽取处理,在地面水冶车间完成后续加工处理工作,完善有价金属的浸出和回收。

(3)尾矿微生物浸出法

尾矿微生物浸出法是矿产资源二次回收利用的重要步骤,其可以有效提高对贫矿、废石以及具有较高难度的金属矿石的浸出效率,提高有价金属的浸出效果。尾矿微生物浸出法主要是利用一些具有溶解、氧化、吸附、还原或者吸收等功能的部分微生物或者代谢物,使这部分物质与矿石进行反应,将矿石中的不溶性金属矿物成分进行转化,变成可溶性的盐类物质,进而转入水溶液当中,通过对水溶液进行提取处理的方法来浸出金属。尾矿微生物浸出法目前在铀矿、铜矿和金银矿等矿石浸出生产中应用最为广泛,在部分锰矿、锌矿、钴矿、铝矿和钛矿中正在进行探索性应用。尾矿微生物浸出法的主要分类见图1。

2.溶浸采矿技术的发展

上面已经对不同的溶浸采矿技术进行了大致的分析,可以发现:每一种溶浸采矿技术都有其特殊的应用环境,而且在应用条件上较为严格,很容易受到操作情况的干扰,而影响到浸出质量。因此,对溶浸采矿技术的研究,需要针对性解决技术应用问题,进而推进技术突破。主要发展方向有以下几个方面:

(1)矿堆问题

在溶浸采矿技术的应用过程中,存在着诸如矿堆渗透性、含氧量、温度以及溶浸液分布等问题,其将直接影响到矿堆中有价金属的浸出质量和浸出效率,甚至影响到各类金属资源回收利用效果。其问题见图2。

在矿堆问题上,矿堆的渗透性、含氧量和温度等是影响到浸出效果的直接因素。

首先,如果矿堆的渗透性较差,可能存在三种情况:其一,矿石之间的密实度较高,造成矿石之间的缝隙较小,就会造成矿堆中下部位置的矿石挤压力更大,很容易出现压裂、压碎等情况。其二,如果矿石的含泥量较大,就会造成矿体中部分泥质夹层出现分离困难,或者存在矿石剥离时,表土混入等情况,都将造成矿堆的渗透性变差,则溶浸液也无法与矿石充分反应。其三,受到外界风化的影响,矿石出现风化崩解、粒度降低的情况十分常见,并且还可能出现矿石溶解、沉淀甚至胶结现象。

其次,如果矿堆的含氧量较低,可能造成溶浸液浸出化学反应的必然条件无法被满足,进而影响到氧化反应的充分性或者限制微生物的生长。而且,含氧量较低的矿堆,在发生浸出反应时,其反应速度也较差。

最后,矿堆温度不均衡将直接影响到浸矿细菌的生长速度和浸矿效率,甚至可能在硫化矿物质浸出的过程中释放出热量。一般而言,矿堆浸出反应的速率与矿堆热量释放之间存在一定的关系,而矿堆内部热量传输形式和热量辐射方式等都将造成温度不均衡的结果。

总而言之,结合矿堆存在的实际问题,在溶浸采矿技术未来的发展方向上,可以从做好矿堆渗透性、含氧量和温度等因素的把控入手,为溶浸液的反应创造有利环境。

(2)溶浸液分布限制

溶浸液的喷淋是直接影响到其与矿石反应的因素,在操作时由于矿堆表面存在大量的粗粒度物质,而细粒则处于矿堆下部空间,这种粒度影响就限制了矿石的渗透性,造成了溶浸液分布不均。而结合矿石的导水能力差异,溶浸液流经不同区域,流速和反应效果都不同,容易影响到矿石的浸出结果,有时甚至会造成溶浸死角。因此,在溶浸采矿技术的发展上,需要做好溶浸液利用量的准确控制,从而调整溶浸效果。

3.总结

综上所述,探究溶浸采矿技术的应用和发展情况,主要是从不同的溶浸技术手段入手,结合各溶浸技术的应用要点来对溶浸采矿技术利用存在的问题进行总结归纳,在实践利用中加以注意,提高溶浸采矿技术的应用水平,进而提高溶浸效果,提升资源回收率。

摘要：本文主要分析了溶浸采矿技术的应用情况和发展概况,重点介绍了不同的溶浸采矿技术的应用情况和发展现状等内容,其可以有效提升矿产资源的回收利用效率,提高资源利用程度,减少资源浪费,并提高资源开采率。通过分析溶浸采矿技术的应用及其发展情况,不断推进采矿技术的进步和创新,进而提高资源开采率和开采质量。

关键词：溶浸采矿技术,应用,发展

参考文献

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