關(guān)于采用溶浸采礦技術(shù)的發(fā)展研究

趙何彥

(山西高平科興云泉煤業(yè)有限公司,山西 高平 048400)

礦產(chǎn)資源是人類社會發(fā)展與生存的必要生產(chǎn)資料之一，對促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)國家建設(shè)的快速發(fā)展具有十分重要的意義。因此，重視礦產(chǎn)資源的開采，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源產(chǎn)量的提高已經(jīng)成為各個國家礦產(chǎn)開采事業(yè)的重中之重。所謂的溶浸采礦技術(shù)就是指根據(jù)某些礦物的物理化學(xué)特性，將溶浸劑注入礦層或礦堆，在化學(xué)浸出、熱力、質(zhì)量傳遞以及水動力等作用下，實(shí)現(xiàn)對地下礦床或地表礦石中有價礦物由固態(tài)轉(zhuǎn)到液態(tài)或氣態(tài)的轉(zhuǎn)化并進(jìn)行有效回收，以此來達(dá)到以低成本高生產(chǎn)開采礦床的目的。

1 溶浸采礦技術(shù)在礦產(chǎn)資源開采中的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的需求量也越來越大，當(dāng)前我國90%以上的能源以及80%左右的工業(yè)原料都來源于礦產(chǎn)資源。隨著使用的增多，礦產(chǎn)資源的有限，使得人們越來越重視礦產(chǎn)資源的高效開采和二次利用。而溶浸技術(shù)是根據(jù)化學(xué)與物理中的原理，利用一些化學(xué)溶劑和微生物進(jìn)行有選擇性地溶解、浸出并對礦床、廢礦有用組分回收利用的一種采礦方法。目前隨著溶浸采礦技術(shù)的發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)成為我國大規(guī)模處理貧礦、尾礦及廢礦石等原料提取有色金屬的一種相當(dāng)經(jīng)濟(jì)有效的可行方法。溶浸采礦是一種極具前景的新型采礦方法，雖然我國使用的溶浸采礦技術(shù)獲得了很大的進(jìn)展并且其技術(shù)所提取的金屬產(chǎn)量都呈逐年增長的趨勢，但由于我國溶浸采礦研究工作起步較晚，無論在溶浸開采規(guī)模還是在溶浸技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用方面，與發(fā)達(dá)國家相比仍然具有較大差距。因此，在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中存在著眾多問題，例如現(xiàn)代化的機(jī)械程度比較低、生產(chǎn)規(guī)模比較小以及金屬回收率和效益比較差等問題。這些問題的存在很大程度上阻礙了我國溶浸采礦技術(shù)的發(fā)展。

2 現(xiàn)代采礦技術(shù)應(yīng)用溶浸技術(shù)的必然性

溶浸采礦技術(shù)的使用，為我國的金屬礦產(chǎn)資源的開采帶來了極大的方便，隨著其技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，使得其在金屬礦產(chǎn)資源開采中的作用越來越重要，尤其是在礦山二次資源的開采中，發(fā)揮了極大的作用。礦石二次資源是礦床開采、選礦過程中產(chǎn)生的難以堆存或遺留在礦區(qū)范圍內(nèi)的廢石、尾礦及礦坑水等各種廢棄物的總稱。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的全部金屬礦山堆存的尾礦已經(jīng)達(dá)到了70億噸以上，而且每年呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，其中，鐵礦山排尾礦達(dá)到了6.3億噸，有色礦山年排尾礦達(dá)到了1.8-2.2億噸等等，這些不僅造成了礦產(chǎn)資源的極大浪費(fèi)，而且對礦山環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。

另外，溶浸采礦技術(shù)與常規(guī)采礦方法相比，具有相當(dāng)多的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢決定了其發(fā)展的必要性。首先，由于其技術(shù)不需要將礦石采出地表，因而不會對礦區(qū)的植被造成破壞，也不會因產(chǎn)生的廢石和尾礦而造成污染。其次，它能極大的節(jié)省采礦中廢石、礦石等的運(yùn)輸費(fèi)用，從而降低投資成本。最后，溶浸技術(shù)能夠開采常規(guī)采礦技術(shù)不能開采等方面因素造成的礦產(chǎn)資源，并且極大的改變工人勞動條件，保證礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的安全。

3 現(xiàn)代溶浸采礦技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

根據(jù)在實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及溶浸采礦技術(shù)在我國應(yīng)用的相關(guān)理論數(shù)據(jù)的研究，筆者對其在實(shí)際發(fā)展應(yīng)用中的方法進(jìn)行了簡單的分析與總結(jié)。

3.1 廢石地表堆浸法

地表堆浸法是指將溶浸液噴淋在破碎而又有孔隙的廢石或礦石堆上，在其滲濾的過程中，有選擇性溶解和浸出廢石或礦石堆中的有用成份，將浸出堆底部的浸出液匯集起來進(jìn)行提取并回收金屬的方法。這種地表堆浸法是我國應(yīng)用最早并且應(yīng)用最為廣泛的溶浸采礦方法。它一般適用于處理邊界品位以上且氧化程度深，不宜采用選礦法處理的礦石以及處理邊界品位以下具有回收利用價值的貧礦和廢石的金屬生產(chǎn)。同時在化學(xué)成份比較復(fù)雜，甚至含有害伴生礦物的復(fù)雜難處理的礦石中的應(yīng)用也比較常見。在實(shí)際操作過程中，按照其浸出地點(diǎn)和方式的不同，可以將其分為地下堆浸法和露天堆浸法兩種，其中地下堆浸法當(dāng)前主要應(yīng)用于處理地下殘留礦石或礦體。在使用過程中如果這些礦體或礦柱比較牢固并且采動困難時，一般會預(yù)先進(jìn)行松動爆破，以此來提高堆浸的效果。而露天堆浸發(fā)則應(yīng)用于處理已采至地面的低品位礦石、廢石和其它廢料。

3.2 井下廢石原地浸出法

由于品位低，井下的一部分低品位礦石被當(dāng)成廢石或者無法開采的一般會采用井下廢石原地浸出法。所謂的原地浸出法，又稱為地下浸出法，它包括地下就地破碎浸出和地下原地鉆孔浸出兩種。一方面，地下就地破碎浸出就是指利用爆破法就地將地下礦體中的礦石破碎并且使其達(dá)到預(yù)定的合理塊度，從而將廢棄礦石就地產(chǎn)生微細(xì)裂隙發(fā)育、級配合理、塊度均勻以及滲透性能良好的礦堆并布灑溶浸液，以此來有選擇性地浸出礦石中的可利用金屬。此外，在這個過程中一般要將浸出的溶液收集后轉(zhuǎn)輸?shù)孛孀鲞M(jìn)一步的加工回收金屬，而浸后產(chǎn)生的尾礦要在礦區(qū)進(jìn)行就地封存處置。由于溶浸礦山與常規(guī)礦山相比，更有利于實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械化與自動化以及礦區(qū)環(huán)境的保護(hù)，并且其基礎(chǔ)建設(shè)具有投資比較少，建設(shè)周期短、生產(chǎn)成本低等方面的特點(diǎn)，因此，該種技術(shù)方法很有發(fā)展應(yīng)用的前景。目前在我國，尤其是鈾、銅等金屬礦床試驗(yàn)研究方面已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用并取得了良好效果。

3.3 尾礦微生物浸出法

尾礦是礦產(chǎn)資源二次利用的重要原料，其金屬的浸出使用逐漸受到了人們的重視。對于尾礦通過某些微生物及其代謝產(chǎn)物的采用，對其產(chǎn)生溶解、氧化、還原、吸附及吸收等作用，使礦石中的不溶性金屬礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌扇苄缘柠}類并使其轉(zhuǎn)入水溶液中，從而為這些金屬的進(jìn)一步提取創(chuàng)造條件的方法稱為微生物浸出法。目前，這種利用微生物的生物化學(xué)特性進(jìn)行溶浸采礦，被成功地應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中的鈾、銅和金、銀等金屬礦物的浸出生產(chǎn)并且正在向錳、鈷、鋅、鋁、鈦等有價金屬礦物浸出生產(chǎn)發(fā)展。而這種微生物浸出法在我國近幾十年來發(fā)展十分迅速并且已經(jīng)成為一種比較新的采礦方法，主要應(yīng)用于貧礦、含礦廢石以及復(fù)雜難選金屬礦石中的有價金屬的浸出生產(chǎn)。

總而言之，礦產(chǎn)資源的開采對我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及國家經(jīng)濟(jì)的建設(shè)具有十分重要的意義。面對礦產(chǎn)需求量的日益增長，如何保證礦產(chǎn)資源的產(chǎn)量提高并且實(shí)現(xiàn)高效開采已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)心的問題。而加強(qiáng)溶浸采礦技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)其發(fā)展是解決這一問題的有效方法。因此，我們必須重視溶浸采礦技術(shù)的發(fā)展，通過應(yīng)用總結(jié)以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，來實(shí)現(xiàn)其技術(shù)發(fā)展的不斷成熟。

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