CN112899475A - 一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置与方法，金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置包括铺设于堆浸场的相邻物料层之间的若干浸矿液收集系统、分别对应与若干浸矿液收集系统的输出端一一对应连接的若干连通管道、以及分别对应与若干连通管道的输出端连接的输送管道；每个浸矿液收集系统均由若干根收集管彼此交叉连接而成，连通管道的输入端分别对应与若干浸矿液收集系统的最外层的收集管连接，输送管道的输出端与集液池连接。通过上述方式，本发明在堆浸场每一层的底端均设置浸矿液收集系统，并由同一输送管道输送，可以实现多级浸矿液的回收联动，并减少浸矿液在堆浸场中渗流的时间和距离。
Description
技术领域
本发明涉及矿山堆浸场领域，特别是涉及一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置与方法。
背景技术
堆浸场广泛地用来提取金、银、铜和其它金属，低品位的矿石堆放在堆浸场里，堆浸场事先用渗透系数低的材料，例如：HDPE防渗膜来作防渗衬垫，随后将堆浸液从矿堆的顶部淋下，浸矿液与矿石中的金属发生化学反应后，金属离子在液体中渗透过矿堆并最终汇积在堆浸场底部，通过底部的收集管道，汇聚到集液池，最后再通过不同的工艺提取各种金属；而由于矿物价值是通过排水系统的回收来实现的，解决堆浸场排水系统的堵塞问题是当前亟需解决的问题。
现有技术提出了一种堆浸场底部的溶液收集管路系统，包括堆浸场溶液收集沟、溶液收集主管、溶液收集支管、集液池，堆浸单元一侧的惰性碎石层底部设置堆浸场溶液收集沟，所述溶液收集主管位于堆浸场溶液收集沟内，若干溶液收集支管均匀地平行设置堆浸场溶液收集沟两侧且沿溶液收集主管方向放坡，所述溶液收集主管及溶液收集支管的管壁上设置有若干开孔，浸出液在堆浸场底部通过溶液收集支管流至堆浸场溶液收集沟内，通过堆浸场溶液收集沟内的溶液收集主管汇集后沿堆浸场坡度方向流向集液池。这种技术虽然可使矿堆底部的浸出液朝指定方向汇集，通过溶液收集管顺畅、快速的从矿堆底部流出，但是由于仅在堆浸场的最低端设置单一收集系统，使得上部分层的浸矿液要渗流到最底部时才能被吸取出来，延长了堆浸场生产周期，加重了底部吸取系统的负担，极易导致吸取系统出故障，还给底部散体物料增加了孔隙水压力，影响堆浸场边坡的稳定性。
因此，设计一种结构简单、可以高效快速联动地收集浸矿液、可以保证堆浸场的稳定性的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置与方法就很有必要。
发明内容
为了克服现有的浸矿液收集系统仅设置于堆浸场最低端、收集效率低、管道系统容易发生堵塞、堆浸场不稳定的问题，本发明提供了一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置与方法，可通过在堆浸场每一层的底端均设置浸矿液收集系统，并将各个浸矿液收集系统通过不同的连通管道连接至同一输送管道后统一运输，在各个连通管道上均设置有控制阀，合理分配各个浸矿液收集系统的管道负压，实现最优化联动回收。
为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：
一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，用于收集具有若干层矿石散体物料层层叠堆置的堆浸场的浸矿液；所述金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置包括铺设于堆浸场的相邻物料层之间的若干浸矿液收集系统、分别对应与所述若干浸矿液收集系统的输出端一一对应连接的若干连通管道、以及分别对应与所述若干连通管道的输出端连接的输送管道；每个所述浸矿液收集系统均由若干根收集管彼此交叉连接而成，所述连通管道的输入端分别对应与所述若干浸矿液收集系统的最外层的所述收集管连接，所述输送管道的输出端与集液池连接，以实现将每个物料层的浸矿液分别对应输送至集液池。
进一步的，每个所述连通管道上均设置有控制所述若干浸矿液收集系统的管内负压大小的控制阀。
进一步的，所述收集管均以钢丝网为骨架并在外层包覆聚乙烯层；所述收集管的周壁上沿其轴线方向依次设置有若干排收集孔，每个所述收集孔的外侧均设置自所述收集孔的外表面向外凸伸的过滤层。
进一步的，若干排所述收集孔沿所述收集管的周壁环向设置，单个所述收集孔的直径范围为1-2mm。
进一步的，任意一排所述收集孔的数量为三个，且相邻两个所述收集孔之间的夹角为60°。
进一步的，所述过滤层包括与所述收集管的外壁面连接的支撑骨架和铺设于所述支撑骨架外侧的若干层纱网；所述支撑骨架呈凸型结构，且为不锈钢材质；若干层所述纱网均为塑料材质，若干层所述纱网耐浸矿液的腐蚀。
进一步的，若干层所述纱网包括包覆于所述支撑骨架外侧的第一层纱网和包覆于所述第一层纱网外侧的第二层纱网；所述第一层纱网的单根丝径小于所述第二层纱网的单根丝径。
进一步的，所述第一层纱网的单根丝径为0.1mm，所述第二层纱网的单根丝径为1mm。
一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集方法，该方法使用所述的金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，包括以下步骤：
S1、将若干根收集管于防渗衬垫上采用十字交叉的方式彼此连接成网络状结构以构成第一级浸矿液收集系统；
S2、将所述第一级浸矿液收集系统的任意一侧的最外层的所述收集管通过连通管道与输送管道的一端连接，并将所述输送管道的另一端连接至集液池，随后在所述连通管道上连接控制阀；
S3、将矿石散体物料铺设于所述第一级浸矿液收集系统的上端面上以作为堆浸场的第一层物料层；
S4、在堆置完成后的所述第一层物料层的上方设置喷洒浸矿液的喷淋管道，然后对所述第一层物料层进行周期为400天的喷淋作业；
S5、将完成一个周期的喷淋作业的喷淋管道拆除，将若干根收集管继续采用十字交叉的方式彼此连接成网络状结构以构成第二级浸矿液收集系统，并将其铺设于所述第一层物料层上方；
S6、将所述第二级浸矿液收集系统与步骤S2中所述第一级浸矿液收集系统的对应位置处的最外层的所述收集管通过连通管道与所述输送管道连接，随后在所述连通管道上连接控制阀；
S7、将矿石散体物料铺设于所述第二级浸矿液收集系统的上端面上以作为堆浸场的第二层，并循环S4至S7的步骤操作，直至堆浸场的物料层达到预设的层数。
进一步的，在步骤S1中，将若干根所述收集管连接成网络状结构时，将所述收集管的设置有所述收集孔的一侧均正面朝上放置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，通过在堆浸场每一层的底端均设置浸矿液收集系统，减少浸矿液在堆浸场中渗流的时间和距离，在快速收集的同时，降低对已被浸出金属离子的矿石的腐蚀，提高堆浸场整体稳定性，并将各个浸矿液收集系统通过不同的连通管道连接至同一输送管道后统一运输，且在各个连通管道上均设置有控制阀，合理分配各个浸矿液收集系统的管道负压，通过多个浸矿液收集系统、多个设置有控制阀的连通管道、输送管道的紧密配合使用实现最优化联动回收。
2、本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，通过在堆浸场底层将多根特制钢丝网骨架支撑的聚乙烯复合管彼此连接成十字交叉状结构，相比于传统使用的鱼刺状结构的管道系统，本发明的管道系统能更均匀的分布在堆浸场的底部，收集效果更好，而且管道系统上设置的收集孔的外侧设置有过滤层，防止管道堵塞，采用这种于管道收集孔外侧设置过滤层的特制管道，并以最优的排布方式连接，通过负压装置可以实现无堵塞的快速收集。
3、本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，通过在收集管的侧壁上环向设置若干排收集孔，增大收集密度，并将同一排的收集孔设置成三个且环向设置，三个收集孔中相邻两个收集孔之间的夹角均为60°，使得管道系统在布置时，可以将设置有收集孔的一侧正面朝上，更好的收集浸矿液，并将浸矿液通过收集管上没有收集孔的一侧输送。
4、本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，通过在收集孔的外侧连接有过滤层，并将过滤层设置成连接于收集管外侧的呈凸状结构的钢丝网骨架，且骨架外侧设置两层孔径不一的塑料纱网，可以有效过滤出浸矿液内的细小颗粒，防止堵塞，且过滤出的细小颗粒会沿过滤层两侧滑落，不易堆积。
附图说明
图1是本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置的堆浸场的剖视示意图；
图2是图1中A区域的局部放大示意图；
图3是本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置的浸矿液收集系统的结构示意图；
图4是本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置的收集管的结构示意图；
图5是本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置的收集管的剖视示意图；
图6是本发明的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置的过滤层的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：
1、浸矿液收集系统；11、收集管；111、收集孔；112、过滤层；1121、支撑骨架；1122、第一层纱网；1123、第二层纱网；12、第一级浸矿液收集系统；13、第二级浸矿液收集系统；2、控制阀；3、输送管道；4、连通管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
如图1至3所示，一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，包括分别对应设置于堆浸场所包含的若干层矿石散体物料层的底端的若干浸矿液收集系统1、一端分别对应与若干所述浸矿液收集系统1连接且另一端连接至集液池的输送系统，通过若干浸矿液收集系统1分别收集堆浸场各层从矿石之间渗流下来的浸矿液，并将各个浸矿液收集系统1收集到的浸矿液通过输送系统统一运至集液池进行加工，减少浸矿液在堆浸场中渗流的时间和距离，在快速收集的同时，降低对已被浸出金属离子的矿石的腐蚀，提高堆浸场整体稳定性。
每个所述浸矿液收集系统1均由若干根收集管11彼此交叉连接而成，并优选为十字交叉状，采用这种结构形式的管道系统，可以更好、更快的收集浸矿液。
所述输送系统为分别对应与所述若干浸矿液收集系统1的输出端一一对应连接的若干连通管道4、以及分别对应与所述若干连通管道4的输出端连接的输送管道3；所述连通管道4的输入端分别对应与所述若干浸矿液收集系统1的最外层的所述收集管11连接，所述输送管道3的输出端与集液池连接，以实现将每个物料层的浸矿液分别对应输送至集液池。
其中，依据本领域技术人员对于本发明的技术方案的理解，本发明中的所述连通管道4除可独立设置以便于与输送管道3和收集管11可拆卸连接，还可以将连通管道4设置成输送管道3或收集管11的支管，故而上述等效结构可理解为利用本发明的方案所作的等同实施方式。
在一些实施例中，具体如图2所示，每个所述连通管道4均设置有分别控制若干所述浸矿液收集系统1的管内负压大小的控制阀2。如此设置，采用在管内制造负压环境吸取浸矿液的方式，可以及时将管内的浸矿液回收，保持浸矿液的最优化状态，并且通过控制每一个浸矿液收集系统1的管内负压大小，合理分配每一层负压压力，最优化地回收每一级的浸矿液，实现各个物料层的浸矿液之间的联动回收，即每个物料层均通过设置各自的浸矿液收集系统1以及合理调节各自管道内负压，快速将各个物料层的浸矿液由不同的连通管道4统一运至输送管道3内，并集中运输至集液池内。
在一些实施例中，所述收集管11以钢丝网为骨架并在外层包覆聚乙烯层，采用钢丝网作为所述收集管11的骨架结构，便于各个收集管11之间的连接及排布，同时不易锈蚀，选用聚乙烯层包覆可以有效防止液体渗透；每根所述收集管11的周壁上沿其轴线方向依次设置有若干排收集孔111。
若干排所述收集孔111沿所述收集管11的周壁环向设置，单个所述收集孔111的直径范围为1-2mm。其中，任意一排所述收集孔的数量优选为三个，且相邻两个所述收集孔之间的夹角为60°。如此设置，有利于浸矿液更好的流入到收集管11内，减少损失。经过计算，在收集管11的周壁上开设3个收集孔111，且相邻两个收集孔111之间的夹角为60°，能够保证收集管11中单位截面积的81％收集到的浸矿液不会从收集孔111中流失。若孔与孔之间夹角过小，不能够保证收集管11上方渗流下来的浸矿液被大部分收集。若孔与孔之间夹角过大，不能够保证收集管11上方渗流下来的浸矿液被收集后在收集管11中的存有量，影响浸矿液的收集量，进一步影响电解厂的生产效率。将现场经验与理论分析相结合，并综合考虑到矿山喷淋液喷淋速率、收集量的要求，设计出任意一排所述收集孔111的数量优选为三个，且相邻两个所述收集孔111之间的夹角为60°。
如图5至6所示，在一些实施例中，每个所述收集孔111的外侧均设置自所述收集孔111的外表面向外凸伸的过滤层112。所述过滤层112包括与所述收集管11的外壁面连接的支撑骨架1121和铺设于所述支撑骨架1121外侧的若干层纱网，通过在收集孔111外侧设置多层纱网可以有效防止矿石物料内的细小颗粒物进入管道系统内造成堵塞。
其中，所述支撑骨架1121呈凸型结构，且为不锈钢材质，采用凸型结构便于浸矿液中的细小颗粒从过滤层112两侧滑落，避免堆积。
在一些实施例中，若干层所述纱网均为塑料材质，若干层所述纱网耐浸矿液的腐蚀，不与浸矿液发生作用，防止侵蚀。
在一些实施例中，若干层所述纱网包括包覆于所述支撑骨架1121外侧的第一层纱网1122和包覆于所述第一层纱网1122外侧的第二层纱网1123。所述第一层纱网1122的单根丝径为0.1mm，所述第二层纱网1123的单根丝径为1mm，使得内层纱网的单根丝径远远小于外层纱网的单根丝径，大大提高过滤效果。
一种使用所述金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置的方法，包括以下步骤：
S1、将若干根收集管11于防渗衬垫上采用十字交叉的方式彼此连接成网络状结构以构成第一级浸矿液收集系统12；
S2、将所述第一级浸矿液收集系统12的任意一侧的最外层的所述收集管11通过连通管道4与输送管道3的一端连接，并将所述输送管道3的另一端连接至集液池，随后在所述连通管道4上连接控制阀2；
S3、将矿石散体物料铺设于所述第一级浸矿液收集系统12的上端面上以作为堆浸场的第一层物料层；
S4、在堆置完成后的所述第一层物料层的上方设置喷洒浸矿液的喷淋管道，然后对所述第一层物料层进行周期为400天的喷淋作业；
S5、将完成一个周期的喷淋作业的喷淋管道拆除，将若干根收集管11继续采用十字交叉的方式彼此连接成网络状结构以构成第二级浸矿液收集系统13，并将其铺设于所述第一层物料层上方；
S6、将所述第二级浸矿液收集系统13与步骤S2中所述第一级浸矿液收集系统12的对应位置处的最外层的所述收集管11通过连通管道4与所述输送管道3连接，随后在所述连通管道4上连接控制阀2；
S7、将矿石散体物料铺设于所述第二级浸矿液收集系统13的上端面上以作为堆浸场的第二层，并循环S4至S7的步骤操作，直至堆浸场的物料层达到预设的层数。
在本实施例中，在步骤S1中，将若干根所述收集管11连接成网络状结构时，将所述收集管11的设置有所述收集孔111的一侧均正面朝上放置。
其中，在采用具体的实施方式时，堆浸场从下往上依次铺设八个分层(如图1所示)，每个分层均采用矿石散体物料堆放，且每个分层高度均为6米，每个分层的矿石边坡角度均为37°，并将平台安全距离设定为4.5米，堆场终边坡角度设定为26°，通过设置合适的坡度和高度更有利于浸矿液从上往下的渗透，且更容易收集。
其中，在布置喷淋管道时，具体采用离心泵作为喷淋管道的输液泵，其流量需根据预先实验确定的喷淋强度和浸出面积计算得到，其扬程根据最高堆浸高度和管路及喷头的压头损失来确定，并将喷淋管道的主管与离心泵的出口相连，将支管连接在主管的两侧形成鱼刺状排列，使得喷洒滴液大小稳定，布液更加均匀。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，用于收集具有若干层矿石散体物料层层叠堆置的堆浸场的浸矿液；其特征在于，所述金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置包括铺设于堆浸场的相邻物料层之间的若干浸矿液收集系统(1)、分别对应与所述若干浸矿液收集系统(1)的输出端一一对应连接的若干连通管道(4)、以及分别对应与所述若干连通管道(4)的输出端连接的输送管道(3)；每个所述浸矿液收集系统(1)均由若干根收集管(11)彼此交叉连接而成，所述连通管道(4)的输入端分别对应与所述若干浸矿液收集系统(1)的最外层的所述收集管(11)连接，所述输送管道(3)的输出端与集液池连接，以实现将每个物料层的浸矿液分别对应输送至集液池。
2.根据权利要求1所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，其特征在于，每个所述连通管道(4)上均设置有控制所述若干浸矿液收集系统(1)的管内负压大小的控制阀(2)。
3.根据权利要求1所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，其特征在于，所述收集管(11)均以钢丝网为骨架并在外层包覆聚乙烯层；所述收集管(11)的周壁上沿其轴线方向依次设置有若干排收集孔(111)，每个所述收集孔(111)的外侧均设置自所述收集孔(111)的外表面向外凸伸的过滤层(112)。
4.根据权利要求3所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，其特征在于，若干排所述收集孔(111)沿所述收集管(11)的周壁环向设置，单个所述收集孔(111)的直径范围为1-2mm。
5.根据权利要求4所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，其特征在于，任意一排所述收集孔(111)的数量为三个，且相邻两个所述收集孔(111)之间的夹角为60°。
6.根据权利要求3所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，其特征在于，所述过滤层(112)包括与所述收集管(11)的外壁面连接的支撑骨架(1121)和铺设于所述支撑骨架(1121)外侧的若干层纱网；所述支撑骨架(1121)呈凸型结构，且为不锈钢材质；若干层所述纱网均为塑料材质，若干层所述纱网耐浸矿液的腐蚀。
7.根据权利要求6所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，其特征在于，若干层所述纱网包括包覆于所述支撑骨架(1121)外侧的第一层纱网(1122)和包覆于所述第一层纱网(1122)外侧的第二层纱网(1123)；所述第一层纱网(1122)的单根丝径小于所述第二层纱网(1123)的单根丝径。
8.根据权利要求7所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，其特征在于，所述第一层纱网(1122)的单根丝径为0.1mm，所述第二层纱网(1123)的单根丝径为1mm。
9.一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集方法，其特征在于，该方法使用权利要求1-8中任一权利要求所述的金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集装置，包括以下步骤：
S1、将若干根收集管(11)于防渗衬垫上采用十字交叉的方式彼此连接成网络状结构以构成第一级浸矿液收集系统(12)；
S2、将所述第一级浸矿液收集系统(12)的任意一侧的最外层的所述收集管(11)通过连通管道(4)与输送管道(3)的一端连接，并将所述输送管道(3)的另一端连接至集液池，随后在所述连通管道(4)上连接控制阀(2)；
S3、将矿石散体物料铺设于所述第一级浸矿液收集系统(12)的上端面上以作为堆浸场的第一层物料层；
S4、在堆置完成后的所述第一层物料层的上方设置喷洒浸矿液的喷淋管道，然后对所述第一层物料层进行周期为400天的喷淋作业；
S5、将完成一个周期的喷淋作业的喷淋管道拆除，将若干根收集管(11)继续采用十字交叉的方式彼此连接成网络状结构以构成第二级浸矿液收集系统(13)，并将其铺设于所述第一层物料层上方；
S6、将所述第二级浸矿液收集系统(13)与步骤S2中所述第一级浸矿液收集系统(12)的对应位置处的最外层的所述收集管(11)通过连通管道(4)与所述输送管道(3)连接，随后在所述连通管道(4)上连接控制阀(2)；
S7、将矿石散体物料铺设于所述第二级浸矿液收集系统(13)的上端面上以作为堆浸场的第二层，并循环S4至S7的步骤操作，直至堆浸场的物料层达到预设的层数。
10.根据权利要求9所述的一种金属矿山堆浸场浸矿液多级联动收集方法，其特征在于，在步骤S1中，将若干根所述收集管(11)连接成网络状结构时，将所述收集管(11)的设置有所述收集孔(111)的一侧均正面朝上放置。
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