原地破碎浸出采矿技术的现状及其发展前景

添加人：admin 发布时间：2015/11/13 9:43:29 来源：中国破碎机网

　　西部探矿工程原地破碎浸出采矿技术的现状及其发展前景李超，伍衡山（南华大学建筑工程与资源环境学院，湖南衡阳421001）用，并提出了今后的发展方向。
　　1原地破碎浸出采矿简介原地破碎浸出是基于毛细作用和化学作用的原理浸出有用金属。也就是利用溶浸剂将矿石中的可溶性物质有选择的溶解下来，由固相转为液相，浸出是一个十分复杂的液固扩散传质、非均相化学反应过程。经过爆破落矿筑堆或破碎松动矿体，矿石中就会产生无数细微裂隙，正是这些裂缝给溶浸液渗入矿石内部及溶液向外扩散创造了有利条件。在浸出过程中，矿石中的有用金属被溶解下来进入液相，并流出矿外成为含金属产品液。
　　与常规采矿方法相比，原（就）地溶浸采矿技术具有如下几大优点：（1）不需要将矿石采出地表，因而没有废石和尾矿，不破坏矿区的植被和生态环境，可最大限度地保护环境。
　　（2）可大幅度地节省采矿工程以及废石、矿石等运输费用，投资少，成本低。
　　（3）能够开采用常规采矿技术不能开采或在经济上适宜的矿产资源，从而大大提高矿产资源的利用率。
　　（4）从根本上改变了采矿工人的劳动条件，确保了安全生产。
　　2国内应用原地破碎浸出采矿技术现状我国核工业部最先应用原地溶浸采矿技术开采铀矿资源，1992年用溶浸采出金属铀占其总量的15%，“八五”末期达到30%.估计占总储量10%的铀矿床适用于原地浸出，40%的矿床适用堆浸和就地破碎浸出。有色系统一些研究设计单位和矿山也在进行这方面的研究和试验，并将溶浸开采列为‘九五“科研重点项目。
　　我国铀矿冶系统现在不仅将原地爆破浸出开采列为新矿床的开发和老矿山技术改造的一种主要方法，而且还将其视为无法常规开采的低品位铀矿石和零星分散小矿点的主要开发手段。我国铜、钴、镍、钼等有色稀有金属矿山和铀矿山情况差不多，开采品位日趋降低，开采深度越来越大，也因加工技术原因，一些低品位矿石和氧化矿石没有很好地被开发利用，而很大一部分矿山又处中晚期，面临资源枯竭局面，所丢下的大量残矿、呆矿、表外矿、氧化矿和废石、尾碴，如能采用堆浸和原地爆破浸出方法回收利用，其潜在储量和经济效益是很大的。我国非金属矿床，如岩盐矿早已应用原地爆破浸出方法进行开采，并建立了适合岩盐矿床矿石特性的溶浸开采技术和工艺流程。
　　1997年10月赣州铀矿与核工业铀矿开采研究所合作在草桃背矿庆6号矿体采用深孔爆破原地浸出法进行实验，取得了显著的效果。开创了我国应用深孔爆破原地破碎浸出采铀的先例，填补了我国这项技术的空并且是国内应用原地破碎浸出迄今为止规模最大的一次。
　　矿体形态较规整，矿体倾角81*走向长度24m，平均厚度9.7m.原地质队在63勘探线掘有一条上山和暗井，292m和327m水平已有穿脉巷道相通。草桃背的切割槽采用深孔爆破成槽方法，采用自然底柱结构，采区上部见矿切开3m高的空间。
　　草桃背6矿体利用2―14一1探矿天井作爆破自由面和爆破指向，采用深孔侧向微差爆破方法形成切割槽。先用深孔爆破成井法施工中央天井，然后两侧的切割槽往天井双向侧压爆破成槽。
　　布液浸出系统如。布液方式采用微灌喷头喷淋经使用，布液均匀且能起雾状。
　　草桃背6号矿体布集液系统示意、配液池；2、浸出剂高位池；3、特浸矿石；4、聚液井；5、挡液墙；6、井下集液巷；7、集液池；8、浸出液贮槽6矿体深孔爆破后，于1997年10月22日开始布液浸出。
　　设计浸出剂硫酸质量浓度30~0.5g/L前期取高值。1997年11月1日开始转送浸出液，至11月30日共浸出铀金属3.17t，浸出率达27.8%，浸出液平均P（U）为1. 02g/L最高达3.天内浸出铀金属最大量0.李超，伍衡山：原地破碎浸出采矿技术的现状及其发展前景从浸出情况看试验是成功的，深孔爆破原地破碎浸出采矿的经济效益非常明显。以吨金属铀单位成本为例，草桃背6矿体深孔爆破采矿成本只有常规采矿的30.1%|5L表1深孔爆破筑堆技术参数项目草桃背6矿体项目草桃背6矿体底部结构自然底柱雷管段数阶段高度（m）炮孔装填间隔材料竹子（空气柱）潜孔钻机型号起爆网路联结形式非电雷管一导爆索一火雷管钻孔直径（mm）爆破矿石块度（mm）该块度产率（％）深孔孔距（m）深孔爆破矿岩量（）深孔排距（m）炮孔利用率（％）钻孔平均合格率（％）每米炮孔崩矿量（）炮孔总排数炸药单耗（kg/t）4发展前景由于井下铜矿资源不只是氧化矿，仍有相当部分的硫化矿，要想获得一定的回收效果，对井下硫化矿研究开发细菌浸出是一条很好的途径，通过细菌的作用使难浸矿石中的金属溶解，而后再用化学方法浸出，从而达到富集金属目的，国内外的大量试验研究证明，它是一种综合利用贫矿资源，经济有效地处理难选矿石的有效方法。从生物工艺学的角度考虑，原地细菌浸出与地表堆浸的细菌浸出之间没有根本的区别。因此加强对细菌浸出的研究，不仅能充分利用低品位难浸矿石资源，而且将会推动溶浸采矿技术的全面发展。在条件可能之下，其发展趋势是尽可能采用井下原地浸出，或者地表堆浸与原地浸出相结合，以回收矿产资源。同时利用计算机模型探索各类矿石的特定矿物组份对溶浸剂化学反应的影响及试验程序、环境安全、地浸钻井构筑、经济分析等14.我国原地爆破浸出开采技术在铀矿冶系统虽取得突破，并应用于工业生产，但还未在全国有色稀有金属矿山推广应用，因此还只能算起步阶段，与国际先进水平尚有较大差距。为缩小与国际先进水平的差距，发展和完善适合我国矿床赋存特点的原地破碎浸出开采技术全国矿业同行应共同努力，集中人力物力，深入研究原地破碎浸出机理等相关理论，继续试验研究矿石破碎、布液浸出和集液防渗堵漏三大关键技术及相关配套技术，并积极推广应用，在今后一段时间内，还应抓好如下几项工作。
　　（1）进一步完善、提高地浸、堆浸、原地爆破浸出采铀工艺的技术水平。不论是实际运用，还是理论成果的总结，上述技术都取得了一定的成绩。由于发展时间不长，如地浸中的溶浸范围控制，地下水治理，浸出液的处理，计算机应用等的一些重要技末堆浸中的筑堆技术，原地爆破中的块度控制等比较关键的环节都有待迅速完善。为了尽快缩短我们与国外的差距，在尽快完善已有工艺技术的基础上，我们还必须下大力气探求新的发展途径等。围绕如何提高矿石浸出率的问题加强工作，尤其是对浸出机理认识与浸出工艺完善，要下大力气谋求有新的突破。
　　（2）针对采用地浸所取得的技术经济参数，对已有的铀矿床，包括未采的正在开采的和已采完的铀矿床所保有铀金属储量，进行一次全面系统的技术经济评价与分类，使以上工艺技术与国家铀资源都能得到充分利用。
　　（3）加强普查和勘探适于地浸的疏松砂岩铀矿5结束语随着人类生活水平的不断提高，对于环境质量的要求也会越来越高。恰恰地下溶浸采矿使用的是地下闭路循环系统，可以减少矿石：废石、矿坑水对环境的污染。从资源角度，还是从环境保护及矿业开发可持续发展的角度来看，原地溶浸采矿技术的应用发展前景都十分广阔。溶浸技术作为一种矿业开发新技术，现在在国内的许多矿山已经获得成功，形成了研究和应用的高潮，其优良的环境价值，为矿业的可持续发展提供了强有力的技术保障。