CN103194597B - 一种电场强化细粒尾矿原地浸出的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种电场强化细粒尾矿原地浸出的方法，该方法在不破坏原有尾矿库结构的基础上，通过埋设电极、钻注液孔、抽液孔，将细粒尾矿库变成一个原地浸出系统，通过电场的强化作用控制溶浸液的流动方向与流动速度，符合标准的浸出液，再进入萃取和电积车间提取有用金属。通过电场的强化作用，加速了溶浸液的流动速度与溶质的迁移速度，解决了细粒尾矿堆体渗透性差、浸出效率低的难题，并且通过调节溶浸液pH值，使细粒尾矿堆体达到环境保护的要求，既提高了尾矿资源的利用率，又不对环境产生影响，浸出结束后持续通电对采区进行电渗加固，提高尾矿库的安全性，是一种新型高效环保的尾矿处理技术，将对缓解我国矿产资源的供需矛盾具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于尾矿资源回收利用领域，涉及一种细粒尾矿的溶浸开采方法，适用于尾矿库堆积的细粒尾矿二次资源的免筑堆开采。
背景技术
我国现有尾矿库12718座，其中在建尾矿库为1526座，占总数的 12%，已经闭库的尾矿库1024座，占总数的8％，截止2007年，全国尾矿堆积总量为80.46 亿吨。据专家测算，对现存尾矿中的有价元素进行回收，可回收2.1亿吨金属铁、300吨黄金、200万吨铜，以及大量的金属钛和稀有、稀土金属，每年可创造数千亿元的产值。这些尾矿资源如不能综合回收利用，将造成巨大浪费。目前我国绝大多数尾矿尚未被综合利用，综合利用率不足10%，有色金属尾矿的利用率更低，高效合理开发利用尾矿资源将对我国经济发展与国家建设具有重要的战略意义。
尾矿品位低，常规采选工艺回收成本较高，而溶浸开采以其投资少、成本低、易实施的特点成为回收金属尾矿有用成分的重要途径。细粒尾矿多存在于地表尾矿库中，要对其进行溶浸开采，实现二次资源的回收利用，主要问题是由于尾矿颗粒细，导致渗透性差，浸出效率低，影响浸出工艺的顺利进行，使溶浸采矿技术在尾矿资源回收领域受到极大的限制。
对此，常用的溶浸开采方法有制粒堆浸法、搅拌浸出法。制粒堆浸法是将细粒尾矿经过制粒后堆置在地表形成浸堆，使溶浸液从矿堆顶部喷淋，从底部收集浸出液。制粒堆浸法很好地改善了细粒尾矿的渗透性，但是制粒工艺前期投资及运营成本较高，工艺复杂，而且酸性条件下的制粒剂还没有得到推广，很大程度上限制了尾矿制粒堆浸法的应用。搅拌浸出法是把尾矿与一定配比的溶浸液混合并搅拌浸出。搅拌浸出法浸出率高，但投资大、流程长、水耗能耗高、尾渣含水量高、固液分离难，只在精矿和高品位尾矿中有应用。因此，各种浸出方法的优缺点，依据电渗理论，结合电场在垃圾填埋场防渗、采油工艺及土壤修复等领域的应用，提出一种电场强化细粒尾矿原地浸出的方法，解决细粒尾矿渗透性差，浸出效率低的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种在尾矿库中进行细粒尾矿溶浸开采方法，具体做法是在尾矿库中布置电极井，通以直流电，在电场力作用下尾矿库中的溶浸液实现定向加速流动。实时监测集液池中的金属离子的浓度，不符合标准的溶浸液再次进入注液井进行循环，符合标准的浸出液通过萃取电积等手段得到有用金属，从而实现矿山固体废弃资源的二次开发利用。本发明具有工程量小、免筑堆、工艺简单的优点。
本发明的技术方案是：一种电场强化细粒尾矿原地浸出的方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1：将尾矿库按照以长度50m，宽度50m为一个单元体，每4个单元体构成一个采区，沿着上游筑坝的方向依次向尾矿库内部进行划分若干采区，
步骤2：选其中一个采区，在采区的一侧设置电场控制室和集液池A，另一侧设置沉淀池和集液池B，将注液井与抽液井以长方形或梅花形布置在采场内，注液井与抽液井顶端要露出地面0.2～0.4m，注液井的底端要比抽液井的底端深0.5 m，所述抽液井通过抽液管和第一抽液泵与所述集液池B联通，所述注液井通过注液管与所述集液池A联通，集液池A与集液池B通过循环管和循环液泵联通；其中，所述注液井直径100cm，抽液井直径50cm，抽液井作为阴极，注液井作为阳极，且阴极的数量多于阳极，液体向四周均匀渗流；
步骤3.电场控制：电场控制室中的直流变压器将交流电转换成直流电，并且采用并联接线方式与采区内的所述注液井与抽液井连接，通电方式采用通电10分钟，停止3分钟的间隔通电，向采区内所述注液井与抽液井加载电压，根据所述注液井与抽液井间距调节输出电压，使注液井与抽液井之间的电场强度在5-10v/cm，使采区内的浸出体系的含水率达到60%；
步骤4.尾矿的浸出：根据金属的属性，配制溶浸液，在电场的作用下抽液井产生浸出液，将浸出液通过第一抽液泵泵送到所述沉淀池进行沉淀，沉淀后的澄清液进入集液池B，监测其中浸出液浓度，未达到浓度标准由循环液泵送到集液池A继续入堆浸出，达到回收标准的合格溶液进入萃取车间，进行下一步处理；
步骤5.浸出液的处理：
将集液池B内浓度达到回收标准的合格的浸出液通过第二抽液泵送到萃取-电积车间，获得有用金属；
步骤6. 采区加固处理：待集液池B中金属离子浓度不再升高时，停止注液、抽液循环，继续通电直至尾矿表面干涸，利用电渗加固原理提高尾矿库的稳定性；
步骤7.再对下一个采区进行步骤2-6的操作。
进一步，所述注液井与抽液井以长方形布置中同极性电极的间距b应小于异极性的L，这是因为均匀电场能够带来更好的排水效果。L的范围为1～3 m；梅花形布置时相邻两阴极的距离l的大小和L的值一致。
本发明可充分回收金属尾矿内有价元素，进一步提高我国矿产资源利用率；并能实现对尾矿库的电渗固结，提高尾矿库的安全性。电场强化细粒尾矿原地浸出工艺作为一种新型高效环保的尾矿处理技术，可以有效回收尾矿中有用金属成分，将对缓解我国矿产资源的供需矛盾具有重要意义。
附图说明
图1为本发明中注液井和抽液井布置示意图。
图2为本发明细粒尾矿电场强化浸出流程示意图。
图中：
1．电场控制室，2.集液池A，3.注液泵，4.注液管，5.注液井，6.抽液井，7.阴极，8.阳极，9.循环管，10.第一抽液泵，11.循环抽液泵，12.抽液管，13.集液池B，14.沉淀池 15.第二抽液泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
本实施例所处理的矿山铜尾矿平均含0.56%可溶铜，-75um细颗粒占55%，成分主要是孔雀石。
（1） 划分采区
采区尺寸长度50m，宽度50m为一个单元体，4个单元体构成一个采区。沿着上游筑坝的方向依次向尾矿库内部进行。
（2） 布置电极井
注液井直径100cm，抽液井直径50cm，采用梅花形布置。注液井与注液井间距4m，注液井与抽液井间距2 m。每个注液井四周布置6个抽液井。电极顶端要露出地面0.2～0.4m，以便于接线维护，阴极底端要比阳极的深0.5 m。
（3） 建立电场控制系统
通过直流变压器，将交流电转换成直流电，根据电极间距调节输出电压，使电极间的电场强度在5-10v/cm。通电方式采用间隔通电，通电10分钟，停止3分钟，保证浸出体系的含水率在60%左右。
（4） 尾矿浸出管理
采用10~100g/L稀酸液进行注液浸出，当浸出液铜金属含量达到1.5g/l时排入集液B备萃取用，小于此浓度则重新进入堆场进行循环浸出。
（5） 浸出料液的处理
达到标准的料液，通过泵送进入萃取车间，采用Lix984萃取剂萃取，之后电积生成电积铜。
采用上述方法处理铜尾矿，最大限度的回收了尾矿中的铜金属。整个浸出工艺生产合格浸出液的处理能力为12t/d，浸出率稳定在60%左右，酸耗控制在10t/t Cu以下，耗电量50度/（吨·时）。
Claims (2)
1. 一种电场强化细粒尾矿原地浸出的方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1：将尾矿库按照以长度50m，宽度50m为一个单元体，每4个单元体构成一个采区，沿着上游筑坝的方向依次向尾矿库内部进行划分若干采区，
步骤2：选其中一个采区，在采区的一侧设置电场控制室（1）和集液池A（2），另一侧设置沉淀池（14）和集液池B（13），将注液井（5）与抽液井（6）以长方形或梅花形布置在采场内，所述注液井（5）与抽液井（6）顶端要露出地面0.2～0.4m，注液井（5）的底端要比抽液井（6）的底端深0.5 m，所述抽液井（6）通过抽液管（12）和第一抽液泵（10）与所述集液池B（13）联通，所述注液井（6）通过注液管（4）与所述集液池A（2）联通，集液池A（2）通过循环管（9）和循环液泵（11）与集液池B（13）联通；其中，所述注液井（5）直径100cm，抽液井（6）直径50cm，抽液井（5）作为阴极，注液井（6）作为阳极，且阴极的数量多于阳极，保证液体向四周均匀渗流；
步骤3.电场控制：电场控制室（1）中的直流变压器将交流电转换成直流电，并且采用并联接线方式与采区内的所述注液井（5）与抽液井（6）连接，通电方式采用通电10分钟，停止3分钟的间隔通电，向采区内所述注液井（5）与抽液井（6）加载电压，根据所述注液井（5）与抽液井（6）间距调节输出电压，使注液井（5）与抽液井（6）之间的电场强度在5-10v/cm，使采区内的浸出体系的含水率达到60%；
步骤4.尾矿的浸出：根据金属的属性，配制溶浸液，在电场的作用下抽液井（6）内产生浸出液，将浸出液通过第一抽液泵（10）泵到所述沉淀池（14）进行沉淀，沉淀后的澄清液进入集液池B（13），监测池中浸出液金属离子浓度，未达到浓度标准由循环液泵（11）送到集液池A（2）继续入堆浸出；
步骤5.浸出液的处理：
将集液池B内浓度达到回收标准的合格的浸出液通过第二抽液泵（15）送到萃取-电积车间，获得有用金属；
步骤6. 采区加固处理：待集液池B（13）中金属离子浓度不再升高时，停止注液、抽液循环，继续通电直至尾矿表面干涸，利用电渗加固原理提高尾矿库的稳定性；
步骤7.再对下一个采区进行步骤2-6的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注液井（5）与抽液井（6）以长方形布置中同极性电极的间距b应小于异极性的L，L的范围为1～3 m；梅花形布置时相邻两阴极的距离l的大小和L的值一致。
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