CN101570822B

CN101570822B - 一种水力构筑矿堆的方法

Info

Publication number: CN101570822B
Application number: CN2009100861847A
Authority: CN
Inventors: 王洪江; 吴爱祥; 王贻明; 韩斌
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2029-06-15
Also published as: CN101570822A

Abstract

本发明属于采矿领域，涉及一种堆置浸出过程中矿堆构筑的方法。将破碎的矿石以浆体形式通过管道自流到堆场内，洗矿后的泥浆经过滤水管、集液沟进入泥浆池，通过泥浆泵输送至尾矿库内。待矿堆表面基本干燥后，在矿堆表面铺设滴淋管网。接着人工牵引输送管在堆场进行平场作业，并将滴淋管网埋于矿堆之下。该方法构筑矿堆速度快、不需要大型设备，可大规模连续筑堆、不产生矿堆表面压实和矿石颗粒分散离析现象，并将泥质黏土从矿堆内带走，实现筑堆与洗矿双重目的。同时，使矿堆构筑与浸出设施(集液管与布液管)的构筑同步进行，简化了构堆工艺。本发明适用于水源丰富、地形高差大、含泥量高的矿山企业浸出堆场的构筑。

Description

一种水力构筑矿堆的方法

技术领域

本发明属于采矿领域，涉及一种堆置浸出(以下简称堆浸)过程中矿堆构筑方法，适用于高含泥矿石的细菌浸出技术或化学浸出技术。

背景技术

溶浸采矿法是金属矿特殊采矿法中重要方法之一，能够经济有效地开发利用低品位复杂难处理金属矿。溶浸采矿法主要有就地浸出、原地浸出和堆浸三种，其中堆浸法比较成熟，具有工艺简单、应用局限性较小等优点。根据是否需要构筑矿堆，堆浸法又分为非筑堆浸矿法和筑堆浸矿法两类，筑堆是后者生产过程中不可缺少的工序。

筑堆工序是利用设备将矿石按照设计要求堆置成一定形状和高度的平整矿堆，筑堆效果的好坏常常影响到浸出速度与浸出率的高低。目前国外常用皮带运输机以及专用筑堆机，国内常使用后卸式汽车、铲运机与推土机联合筑堆。对于含泥量低的矿石，这些筑堆设备构筑的矿堆渗透性好(渗透系数超过10^-7cm/s)，能够满足要求。但对于含泥量超过10％的高含泥矿堆，后卸式汽车、铲运机与推土机联合筑堆的渗透效果急剧恶化，甚至导致浸出的失败。汽车、推土机筑堆方法不仅效率低，而且这些大型设备在矿堆表面反复辗压，使矿堆表面形成一层厚厚的压实层。同时，矿堆高度过高，矿石沿坡面向下滚动出现分层离析，在矿堆内部形成沟流现象，导致溶浸液下渗不均匀。矿堆表面和边坡部位矿石得到有效浸泡，而矿堆内部存在大量的浸出盲区，这是堆浸法在高含泥矿堆应用效果差的一个主要因素。为此，人们在筑堆方法上进行了的大量实践探索。专利ZL93241764.7公布了一种可以用于筑堆的设备，使用这种设备筑堆能够均匀布料，平场工作量小，但泥质黏土无法剔除。若在矿石破碎工序再增设分选工序，不仅筛分效率低下，而且-5mm矿石均被剔除。

鉴于目前筑堆方法的不足，需要一种新的筑堆方法，既能避免矿堆压实问题、矿石颗粒离析，又能使矿堆表面完全平整，并能分选出泥质黏土。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水力构筑矿堆方法，该方法构筑矿堆速度快，不需要大型设备，不产生矿堆表面压实和矿石颗粒分散离析现象，同时能够将泥质黏土从矿堆内带走，实现筑堆与洗矿双重目的，从而满足构筑量大质优的矿堆的工程要求。

本发明技术方案如下：

在堆场下游端砌筑一道密闭挡墙1，并设一个集液沟2，集液沟2的末端设一泥浆池3。矿堆由若干薄矿层构成，每一矿层底部铺设滤水管4，滤水管4穿过密闭挡墙1。通过水力输送管5将破碎的矿石以浆体形式自流输送到到堆场内，泥浆经滤水管4和集液沟2进入泥浆池3，之后由泥浆泵6输送至尾矿库7。待矿堆表面基本干燥后，再铺设滴淋管网8。由人工牵引水力输送管5在堆场进行平场作业，并将滴淋管网8埋于矿堆之下，之后撤走水力输送管5。待滤水管4不再向外排水时，开始进行正常的浸出作业。堆场结构如图1所示。

水力输送是采用高压水将破碎后的矿石经由水力输送管5自流输送至堆场，如图2所示。矿石采用汽车运至原矿仓10，由振动给料机11进入颚式破碎机12进行粗碎，之后由圆锥破碎机13进行细碎，合格块度的矿石由皮带机14转运到贮矿仓15。在贮矿仓15的底部设置调速皮带16，矿石均匀进入制浆硐室17。地表高位水池18供给一定压力和流量的水，在制浆硐室17内用喷射器19冲散矿石，形成水砂比为2∶1～4∶1的砂浆，流量在50～150m³/h之间。砂浆从制浆硐室17出来后通过水力输送管5自流输送方式送到堆场。浆体脱水后矿石留在堆场。

水力筑堆作业是在堆场内逐节接长水力输送管5，以逐层筑堆方式向密闭挡墙1的方向推进，每次推进距离为堆场宽度的1/4～1/3，如图3所示。以管接头20为中心，推进面呈扇形。

水力平场作业是在铺设滴灌管网8之后，再堆放厚度为0.3～0.5m的薄矿层，将滴淋管网8埋下地下。采用人工牵引输送管5，在堆场内均匀移动，特别注意堆场表面低洼处，使堆场表面基本呈水平状态。

堆场端部密闭挡墙1的断面形状为梯形，可由混凝土、袋装砂砾土或尾砂组成，高度超出堆场分层高度0.5m。

集液沟2平行于密闭墙挡墙1，其断面形状为矩形，面积在(0.5～2.0)×(1.0～4.0)m²。集液沟2向泥浆池3的纵向坡度在3‰～5‰，泥浆池3位于集液沟中间位置或末端，圆形，直径为1.0～5.0m，深度2.0～5.0m。

分层矿堆底部滤水管4平行布置，间距5～20m，材质为PE或PVC塑料管，管径在50～150mm之间，如图4所示。滤水管4四周布设滤水小孔9，孔径在3～10mm之间，滤水小孔9的总面积占滤水管纵向面积的10～20％。筑堆过程中，滤水管4作为泥浆的出口，在正常浸出过程中，可兼作浸出液的集水管。水力输送管5直径为75～150mm，材质为PVC厚壁增强塑料管。

滴淋管网8是在矿堆表面沿走向上铺设主管21，从主管21每隔一定距离分出支管22，支管22与主管21垂直。沿支管22每隔一定距离布置毛管23，在毛管23上再安装滴头24。滴淋管网材质均为PVC或PE塑料管，主管直径在200～300mm之间，支管直径在100～150mm之间，毛管直径在15～25mm之间。主管设1～2根，支管间距在100～200m之间，毛管间距在1～2m之间，滴头网度控制在(0.5～1.0)×(1.0～2.0)m，如图5所示。

本发明动力消耗低，简单实用，可使矿堆构筑与浸出设施(集液管与布液管)的构筑同步进行，简化了工序。筑堆过程中含泥黏土被水带出矿堆，能够实现筑堆与洗矿的双重目的。改善了矿堆表面的平整度与压实度，降低了矿石颗粒离析程度，提高了矿堆的渗透特性。本发明适用于水源丰富、地形高差大、含泥量高的有色、黄金、铀矿、贵金属、稀有金属等矿山企业浸出堆场的构筑。

附图说明

图1堆场结构示意图；

图2矿石破碎、浆体制备与水力输送流程示意图；

图3水力筑堆工艺示意图；

图4滤水管结构示意图；

图5滴淋管网结构示意图。

具体实施方式

某矿于地表建立一湿法厂，采用酸法浸出氧化铜矿，平均品位为1.08％，矿石含泥量(小于0.1mm)高达30％～40％之间。堆场建在一山谷中，面积为2.8×10⁴m²。矿石破碎、制备与水力运输设施建在山坡上，山顶建一高位水池18，体积为1500m³，其中生产用水来自尾矿库的回水。矿石采用汽车从采场运输至厂区碎矿原矿仓10，两段破碎至-15mm排出到贮矿仓15。在贮矿仓底部的制浆硐室17内，来自高位水池18的压力水与矿石混合，形成水砂比为3.0的砂浆。砂浆通过内径为75mm的增强PVC塑料管5以90～120m³/h的流量输送到堆场。

堆场在下游方向设一挡墙1，采用塑料编织袋内装矿石构成，墙顶宽度为1.0m。在挡墙外距3.0m处平行于挡墙挖了一条集液沟2，净面积为0.5×1.0m²。集液沟2末端为泥浆池3，规格为φ2.0×3.0m。

堆场内底部铺设2mm厚HDPE软板，之上为滤水管4。滤水管材质、规格与输送管5一致，间距为10m。滤水管5四周钻凿直径5mm的小孔9，其总面积占滤水管的15％。在堆场内，矿石砂浆以前进方式向挡墙1方向推进，人工牵引水力输送管5以扇形辐射堆场，推进距离为30m。浆体中大量的泥浆经滤水孔9、滤水管4、集液沟2汇集在泥浆池3中，由泥浆泵6送到其下游的尾矿库7内，泥浆中固体含量达其体积的8％。

当分层高度达到0.7m时，停止向堆场输送矿石砂浆。待矿石表面干燥时，铺设滴淋管网8。沿堆场长度方向上铺设一根主管21，规格为DN225mm的HDPE化工管。支管22的间距为100m，直径为75mm。毛管23的间距为1.0m，直径为16mm，为地埋式滴灌管，其上内嵌扁平式滴头24。滴淋管网8铺好后，又在其上铺设0.3m矿石层，将管网8掩埋。

在堆场的滤水管4不再出泥浆后，进行正常浸出作业。溶浸液酸度在15～25g/L，布液密度为12L/m².h。浸出液通过滤水管4流出，经集液沟2、泥浆池3沉淀后流入贫液池或富液池，堆场内基本无积液现象。浸出液pH值为2.5～3.0之间，含Cu²⁺浓度在几个循环后达到3.0g/L。

Claims

1.一种水力构筑矿堆的方法，其特征在于：在堆场下游端砌筑一道密闭挡墙(1)，和一集液沟(2)，集液沟(2)的末端设一泥浆池(3)；在每一矿层底部铺设滤水管(4)，滤水管(4)穿过密闭挡墙(1)；通过水力输送管(5)将破碎的矿石以浆体形式自流输送到到堆场内，泥浆经滤水管(4)和集液沟(2)进入泥浆池(3)，再由泥浆泵(6)输送至尾矿库(7)；待矿堆表面基本干燥后，再铺设滴淋管网(8)，由人工牵引水力输送管(5)在堆场进行平场作业，并将滴淋管网(8)埋于矿堆之下；之后撤走水力输送管(5)，待滤水管(4)不再向外排水时，开始进行正常的浸出作业。

2.如权利要求1所述的水力构筑矿堆的方法，其特征在于：矿石采用汽车运至原矿仓(10)，由振动给料机(11)进入颚式破碎机(12)进行粗碎，之后由圆锥破碎机(13)进行细碎；合格块度的矿石由皮带机(14)转运到贮矿仓(15)，在贮矿仓(15)的底部设置调速皮带(16)，矿石均匀进入制浆硐室(17)；地表高位水池(18)供给一定压力和流量的水，在制浆硐室(17)内用喷射器(19)冲散矿石，形成水砂比为2∶1～4∶1的砂浆，流量在50～150m³/h之间；砂浆从制浆硐室(17)出来后通过水力输送管(5)自流输送方式送到堆场，浆体脱水后矿石留在堆场。

3.如权利要求1所述的水力构筑矿堆的方法，其特征在于：水力筑堆作业是在堆场内逐节接长水力输送管(5)，以逐层筑堆方式向密闭挡墙(1)的方向推进，每次推进距离为堆场宽度的1/4～1/3，以管接头(20)为中心，推进面呈扇形。

4.如权利要求1所述的水力构筑矿堆的方法，其特征在于：水力平场作业是在铺设滴灌管网(8)之后，再堆放厚度为0.3～0.5m的薄矿层，将滴淋管网(8)埋于地下，采用人工通过绳索牵引水力输送管(5)，在堆场内均匀移动。

5.如权利要求1所述的水力构筑矿堆的方法，其特征在于：堆场端部密闭挡墙(1)的断面形状为梯形，由混凝土、袋装砂砾土或尾砂组成，高度超出堆场分层高度0.5m；集液沟(2)平行于密闭挡墙(1)，其断面形状为矩形，面积在(0.5～2.0)×(1.0～4.0)m²；集液沟(2)向泥浆池(3)的纵向坡度为3‰～5‰，泥浆池(3)位于集液沟(2)中间位置或末端，圆形，直径为1.0～5.0m，深度2.0～5.0m；每一矿层底部滤水管(4)平行布置，间距5～20m，材质为PE或PVC塑料管，管径在50～150mm之间；滤水管(4)四周布设滤水小孔(9)，孔径为3～10mm，滤水小孔(9)的总面积占滤水管(4)纵向面积的10～20％；水力输送管(5)直径为75～150mm，材质为PVC厚壁增强塑料管。

6.如权利要求1所述的水力构筑矿堆的方法，其特征在于：滴淋管网(8)是沿堆场长度方向上铺设主管(21)，从主管(21)每隔一定距离分出支管(22)，支管(22)与主管(21)垂直，沿支管(22)每隔一定距离布置毛管(23)，在毛管(23)上安装滴头(24)，滴淋管网材质均为PVC或PE塑料管；主管直径在200～300mm之间，支管直径在100～150mm之间，毛管直径在15～25mm之间；主管设1～2根，支管间距在100～200m之间，毛管间距在1～2m之间，滴头网度控制在(0.5～1.0)×(1.0～2.0)m。