CN108929959A - 一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硬岩铀矿床井下浸出采铀技术领域，具体公开了一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺。该工艺包括：1、构建铀矿井下采空区矿堆布液及集液；在铀矿井下采空区布置上盘布液巷和上盘布液孔形式的布液；同时在采空区底部设置集液沟和下挖式集液池2、对铀矿井采空区进行进料筑堆；在铀矿井下采空区回填破碎的矿石，使其充满采空区，并对筑堆矿石进行耙平3、安装布液及集液管路；在铀矿井下采空区设置布液管路及集液管路，使溶浸剂可以输送并喷淋至采空区中的筑堆矿石上，并在采空区下方进行浸出液收集集液4、布液浸出与集液；该工艺具有筑堆可控性强、采场浸出率高、喷淋系统可靠以及环境影响小的优点。
Description
技术领域
本发明属于硬岩铀矿床井下浸出采铀技术领域，具体涉及一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺。
背景技术
经过50多年的开发，我国品位高、易开采的铀资源逐渐枯竭，大量品位低、难处理的边际经济、次边际经济以及内蕴经济型的铀资源将逐渐成为开发利用的主体。低品位矿床用传统的采矿水冶工艺来开采和处理开采成本高在经济上不合理。20世纪70年代，国外科研机构开始研究适用于低品位硬岩型铀矿床的开采的新工艺。我国在20世纪90年代初，试验了万吨级原地爆破浸出工艺，该工艺是利用井巷工程和挤压爆破技术，就地崩落矿石，构筑采场矿堆，然后向矿堆布液喷淋浸出剂，有选择性地浸出矿石中的铀金属，浸出的含金属溶液被收集转输至地面加工回收金属，尾渣留在采场就地处置。这种工艺的特点是70％的矿石留在原采场就地布液浸出，30％左右的矿石需要出采场在地面进行堆浸。与常规采、选、冶比较，减少了出窿矿量和矿石运输量，采场顶板管理、采空区处理和矿石破碎及尾渣排放等工艺环节被省去，这不仅使得基建投资减少，而且生产成本也大幅降低，为解决低品位矿床开采提供了探索方向。
原地爆破浸出工艺的在使用中有较严格的条件，该工艺是通过挤压爆破的方式来实现采场原地筑堆，深孔挤压爆破一次装药爆破量大，对于近地表的矿井采用深孔挤压爆破产生的爆破震动对地表建筑物和民房影响较大，造成矿区与附近村庄居民关系紧张。爆破筑堆是该工艺的关键技术，爆破筑堆是为原地浸出创造条件，爆破后矿石块度以及级配对浸出效果影响很大，经过对国内实际使用该工艺的矿山进行调研，了解到设计要求原地爆破筑堆落矿块度控制在-150mm，而实际上不管是采用深孔挤压爆破方式还是采用浅孔爆破留矿方式，采场内块度小于150mm的矿石比例不足50％。大块矿石的伞形效应使得淋浸剂浸润不到其下部的矿石，据取样分析，淋浸死角范围内的矿量占1/3以上。原地爆破浸出采矿法技术参数要求严格，故对凿岩操作工的技术水平要求也比较高。但目前矿山生产采用的是外包形式，机械化水平低，操作工均为临时聘用的农民工，技术素质差，熟练程度低，而且流动性大，组织管理和技能培训难度大，严重影响采矿(浸出)效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺,其不需要深孔挤压爆破,减少了对地表爆破震动影响,对工人操作培训管理容易,同时受矿体变化影响小,可解决低品位矿床资源的开发问题。
本发明的技术方案如下：一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，该工艺具体包括如下步骤：
步骤1、构建铀矿井下采空区矿堆布液及集液；
在铀矿井下采空区布置上盘布液巷和上盘布液孔形式的布液；同时在采空区底部设置集液沟和下挖式集液池；
步骤2、对铀矿井采空区进行进料筑堆；
在铀矿井下采空区回填破碎的矿石，使其充满采空区，并对筑堆矿石进行耙平；
步骤3、安装布液及集液管路；
在铀矿井下采空区设置布液管路及集液管路，使溶浸剂可以输送并喷淋至采空区中的筑堆矿石上，并在采空区下方进行浸出液收集集液；
步骤4、布液浸出与集液；
在地表设置溶浸剂配置池，并配置溶浸剂；在采空区中的筑堆矿石上喷淋溶浸剂，并使浸出液通过放矿漏斗和顺路井渗流至汇流沟内，并通过汇流沟自流到集液池内进行集液。
所述的步骤2中采空区设置进料井联络巷，并在顶柱内每隔一段距离设置一个进料井，方便进行进料。
所述的步骤2中对铀矿井采空区进行进料的矿石需要经过破碎站破碎到18mm以下后，填放入采空区内。
所述的步骤2中将破碎的矿石填充入采空区中，将筑堆矿石进行耙平，并在堆面之上至少留出2m的布液空间。
所述的步骤3中设置布液管路的具体步骤为：
在地表配液池到布液中段管缆井马头门之间安装总供液管；在马头门到采场上部安装有采场供液管，并在采场上部安装布液支管，在矿堆上部安装滴管带进行布液；同时，对上盘布液巷内布液支管上安装软毛管进行局部上盘布液。
所述的步骤3中设置集液管路的具体步骤为：
在集液池两端设置围堰，并在其中一端围堰中预埋3根排液管；排液管集液池端到中段集液管之间采用PVC硬管连接，其中，PVC硬管一端连接件与集液池预埋的排液管相连接，另一端与中段集液管连接，且中段集液管末端进入井下总集液池。
所述的步骤4中溶浸剂初期酸度为30～40g/L；当pH≤1.5一段时间，调整酸度为15g～25g/L；浸出后期的酸度在～5g/L，控制浸出液pH＝2.5±0.5。
所述的步骤4中溶浸剂通过主供液管道经管缆井下放至布液中段，进入中段供液管道，并在自然压力下流向采场布液主管后再分流到采场布液支管，最后进入采场喷淋系统进行淋浸；在喷淋管端部安装旋转微喷头进行均匀喷淋。
所述的步骤8中均匀喷淋的强度为0.011～0.023m3/t.d。
所述的步骤4中布液管设置有阀门或者流量计。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，具体如下优点：(1)筑堆可控性强，铀矿井下采空区筑堆浸出工艺筑堆过程采用多个进料井交替分次进料自然筑堆的方式，有效解决了单点一次筑堆矿石离析、粒度分布不均匀、矿堆不平整等问题。多点交替分次筑堆方式可使得采空区筑堆矿石回填率达到90％左右，堆面高度距顶柱2m左右时，人员进入采空区处理顶板进行平整堆面，筑堆过程安全可靠；(2)采场浸出率高，在国内某铀矿开展了铀矿井下采空区筑堆浸出工艺工业性试验，试验采场矿堆高度18m，筑堆品位0.0276％，属于超低品位高堆浸出试验，在浸出全过程中，矿堆渗滤性好，矿堆没有出现板结现象，堆面无积液情况发生，布液浸出正常，浸出时间184天，液计浸出率已达到95.00％，渣计浸出率达到88.77％，试验取得了较好的浸出效果；(3)喷淋系统可靠，铀矿井下采空区筑堆浸出工艺喷淋布液系统采场矿堆上部喷淋采用两套喷淋系统，分别是矿堆表面滴灌带喷淋和顶柱钻孔内旋转喷头喷淋，两套喷淋系统都可单独运行，且单独运行时每套系统都可保证喷淋效果；滴管带布液为传统的布液方式稳定可靠，旋转喷头布液引用农业灌溉领域的新型布液方式，旋转喷头布液具有布液均匀稳定的特点，并且通过顶柱钻孔下放旋转喷头人员无需进入采场即可检查修复布液系统，安全性更高；(4)环境影响小，利用空场法回采后留下的采空区作为浸出空间，将破碎后的矿石回填进采空区内进行布液淋浸，浸后矿渣就地处置，从而大大减少了放射性固体废物排放量，减少尾渣库存量，有利于环境保护和环境治理，其综合社会效益是很明显的。
附图说明
图1为本发明所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所述，一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，该工艺包括如下步骤：
步骤1、构建铀矿井下采空区矿堆布液及集液；
根据铀矿井下采空区空间形态，形成上盘布液巷和上盘布液孔结构的布液形式，减少淋浸死角形成；同时，在采空区底部设置集液沟和下挖式集液池，通过漏斗汇集流出的浸出液，该浸出液流入集液沟汇集，并最后流入集液池中；
步骤2、对铀矿井采空区进行进料筑堆；
沿采空区走向施工进料井联络巷，并在顶柱内每隔8m设置一个进料井，其中，进料井断面为1.8m×1.8m；
采场出窿矿石经过破碎站破碎使矿石粒度控制到18mm以下，倒运至采空区上部，通过进料井下放至采空区内，借助矿石的自然安息角充满采空区；对筑堆矿石进行耙平，在堆面之上至少留出2m的布液空间；
步骤3、安装布液及集液管路；
步骤3.1、安装布液管路；
在地表配液池到布液中段管缆井马头门之间安装总供液管；在马头门到采场上部安装有采场供液管，并在采场上部安装布液支管，在矿堆上部安装滴管带进行布液；同时，对上盘布液巷内布液支管上安装软毛管进行局部上盘布液；
步骤3.2、安装集液管路；
在集液池两端设置围堰，并在其中一端围堰中预埋3根排液管；排液管集液池端到中段集液管之间采用PVC硬管连接，其中，PVC硬管一端连接件与集液池预埋的排液管相连接，另一端与中段集液管连接，且中段集液管末端进入井下总集液池；
步骤4、布液浸出与集液；
在地表设置溶浸剂配置池，其中，溶浸剂初期酸度为30～40g/L；当pH≤1.5一段时间，调整酸度为15g～25g/L；浸出后期的酸度在～5g/L，控制浸出液pH＝2.5±0.5；溶浸剂通过主供液管道经管缆井下放至布液中段，进入中段供液管道，并在自然压力下流向采场布液主管后再分流到采场布液支管，最后进入采场喷淋系统进行淋浸；在喷淋管端部安装旋转微喷头进行均匀喷淋，喷淋强度为0.011～0.023m3/t.d，并在采场主布液管设置阀门或者流量计控制布液量；
采场浸出液通过放矿漏斗和顺路井渗流至汇流沟内，通过汇流沟自流到集液池内，集液池集满浸出液后，打开集液池围堰外排液管上阀门，浸出液通过中段集液管输送至井下总集液池，再经井下总集液池泵送至地表吸附原液澄清池。
Claims (10)
1.一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：该工艺具体包括如下步骤：
步骤1、构建铀矿井下采空区矿堆布液及集液；
在铀矿井下采空区布置上盘布液巷和上盘布液孔形式的布液；同时在采空区底部设置集液沟和下挖式集液池；
步骤2、对铀矿井采空区进行进料筑堆；
在铀矿井下采空区回填破碎的矿石，使其充满采空区，并对筑堆矿石进行耙平；
步骤3、安装布液及集液管路；
在铀矿井下采空区设置布液管路及集液管路，使溶浸剂可以输送并喷淋至采空区中的筑堆矿石上，并在采空区下方进行浸出液收集集液；
步骤4、布液浸出与集液；
在地表设置溶浸剂配置池，并配置溶浸剂；在采空区中的筑堆矿石上喷淋溶浸剂，并使浸出液通过采空区底部放矿漏斗和顺路井渗流至汇流沟内，并通过汇流沟自流到集液池内进行集液。
2.根据权利要求1所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤2中采空区设置进料井联络巷，并在顶柱内每隔一段距离设置一个进料井，方便进行进料筑堆。
3.根据权利要求1所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤2中对铀矿井采空区进行进料的矿石需要经过破碎站破碎到18mm以下后，填放入采空区内。
4.根据权利要求3所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤2中将破碎的矿石填充入采空区中，将筑堆矿石进行耙平，并在堆面之上至少留出2m的布液空间。
5.根据权利要求1所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤3中设置布液管路的具体步骤为：
在地表配液池到布液中段管缆井马头门之间安装总供液管；在马头门到采场上部安装有采场供液管，并在采场上部安装布液支管，在矿堆上部安装滴管带进行布液；同时，对上盘布液巷内布液支管上安装软毛管进行局部上盘布液。
6.根据权利要求1所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤3中设置集液管路的具体步骤为：
在集液池两端设置围堰，并在其中一端围堰中预埋3根排液管；排液管集液池端到中段集液管之间采用PVC硬管连接，其中，PVC硬管一端连接件与集液池预埋的排液管相连接，另一端与中段集液管连接，且中段集液管末端进入井下总集液池。
7.根据权利要求1所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤4中溶浸剂初期酸度为30～40g/L；当pH≤1.5一段时间，调整酸度为15g～25g/L；浸出后期的酸度在～5g/L，控制浸出液pH＝2.5±0.5。
8.根据权利要求1所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤4中溶浸剂通过主供液管道经管缆井下放至布液中段，进入中段供液管道，并在自然压力下流向采场布液主管后再分流到采场布液支管，最后进入采场喷淋系统进行淋浸；在喷淋管端部安装旋转微喷头进行均匀喷淋。
9.根据权利要求8所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤8中均匀喷淋的强度为0.011～0.023m3/t.d。
10.根据权利要求1所述的一种铀矿井下采空区筑堆浸出工艺，其特征在于：所述的步骤4中布液管设置有阀门或者流量计。
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| 乔繁盛: "《浸矿技术》", 31 October 1994 * |
| 张世雄: "《固体矿床采矿学》", 31 October 2016 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109812255A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-05-28 | 核工业北京地质研究院 | 一种泥质砂岩型铀矿床的原位水力开采工艺 |
| CN111961846A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-20 | 太原重工股份有限公司 | 用于矿山堆浸场的利用排土机的筑堆方法 |
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