大型黃金堆浸場浸出液循環(huán)系統(tǒng)防寒技術(shù)與應(yīng)用

馬平杰

摘要：內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司為典型的特大規(guī)模低品位黃金礦山，采用堆浸工藝生產(chǎn)。由于其地處高寒地區(qū)，在冬季浸出液易凍結(jié)，生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。通過采用防寒技術(shù)，包括防寒貴液池、滴淋系統(tǒng)、堆浸場底墊分區(qū)等，有效解決了冬季浸出液凍結(jié)無法正常生產(chǎn)的難題，為高寒地區(qū)黃金礦山資源的開發(fā)利用與穩(wěn)定生產(chǎn)起到良好的示范作用。

關(guān)鍵詞：堆浸;防寒貴液池;集液井;滴淋;長軸泵;金礦

中圖分類號：TD953文章編號：1001-1277（2021）03-0072-04

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20210315

隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，易處理金礦資源日益減少，低品位、難處理金礦資源的開發(fā)利用引起人們的重視。堆浸提金工藝因生產(chǎn)成本低，已成為處理低品位金礦石的有效方法。內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司（下稱“太平礦業(yè)公司”）地處高寒地區(qū)，因貴液收集系統(tǒng)在冬季浸出液凍結(jié)，致使企業(yè)停產(chǎn)。為解決堆浸場冬季停產(chǎn)的問題，對浸出液循環(huán)系統(tǒng)防寒技術(shù)進(jìn)行了研究。通過在貴液池內(nèi)填充一定粒徑的礦石，貴液池一半面積被堆浸場覆蓋，可有效保證在冬季浸出液順利滲流到貴液池內(nèi)，經(jīng)提金后再輸送到浸堆進(jìn)行滴淋[1]，從而保證了堆浸場在冬季可連續(xù)生產(chǎn)，增加了企業(yè)效益。

1堆浸場概況

太平礦業(yè)公司為特大規(guī)模低品位黃金礦山，生產(chǎn)規(guī)模6萬t/d，地處高寒地區(qū)，項目位于內(nèi)蒙古烏拉特中旗新忽熱蘇木地區(qū)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)109°11′00″～109°17′00″，北緯41°38′00″～41°41′00″。自建成投產(chǎn)以來一直采用堆浸提金工藝，擴(kuò)建后堆浸場浸出液循環(huán)系統(tǒng)因采用防寒技術(shù)，生產(chǎn)運(yùn)行正常，取得了較理想的經(jīng)濟(jì)效果[1]。

太平礦業(yè)公司處理的礦石為硫化礦，采出礦石破碎至粒度-9mm占80%后入堆。堆浸工藝流程為：堆浸場上礦筑堆—浸出液滴淋—浸出液滲透—浸出液收集導(dǎo)流—貴液池內(nèi)貴液輸送—金回收處理—貧液上堆滴淋循環(huán)使用;產(chǎn)出的解吸電解金泥送冶煉室，產(chǎn)品為合質(zhì)金。破碎后的礦石用汽車和推土機(jī)筑堆，要求從下往上堆筑，逐步向堆內(nèi)延伸，頂坡上礦。在HDPE土工膜上鋪設(shè)碎石保護(hù)層后，需在夏季上礦鋪設(shè)第一層堆浸層（冬季不鋪設(shè)，防止破壞防滲膜）。浸出液循環(huán)見圖1。

2浸出液循環(huán)系統(tǒng)防寒技術(shù)

2.1防寒貴液池

設(shè)計時一般僅對堆浸場做防滲處理，采用噴淋或明管滴淋，堆浸場內(nèi)浸出液流入貴液池，但由于高寒地區(qū)液體凍結(jié)的問題，往往冬季不能生產(chǎn)，且在夏季循環(huán)液及浸出藥劑蒸發(fā)、消耗大。

高寒地區(qū)堆浸場采用防寒貴液池，解決了冬季不能正常生產(chǎn)的技術(shù)難題，有效保證了在寒冷冬季浸出液順利滲流到貴液池內(nèi)，使堆浸場浸出液循環(huán)暢通;同時，避免了夏季貴液池內(nèi)浸出液蒸發(fā)，減少了氰化鈉消耗，節(jié)省了生產(chǎn)運(yùn)行成本，保護(hù)了環(huán)境及員工健康。

太平礦業(yè)公司防寒貴液池位于堆浸場下游，其內(nèi)填充粒徑為30～60mm的礦石，池頂面積（約2萬多m 2）的40%～60%被堆浸場覆蓋，堆浸礦石直接堆放在貴液池內(nèi)填充的礦石上。根據(jù)不同地區(qū)特點，貴液池深度不同，其上層為防寒層，池底部為滲流層，以保證浸出液在冬季能順利滲流到貴液池內(nèi)。堆浸場防寒貴液池見圖2。

防寒貴液池的池壁邊坡為（1∶2.0）～（1∶3.0），其中間局部下挖1.5～2.0m。防寒貴液池運(yùn)行成本低，適用于高寒地區(qū)堆浸場，大大提高了資源利用率，解決了國內(nèi)高寒地區(qū)大型堆浸礦山冬季無法正常生產(chǎn)的難題。

2.2貴液收集輸送

浸出液在礦堆浸金并向下滲透，含金貴液滲透到堆浸場底部及堆浸場底部收集導(dǎo)流管內(nèi)，最終滲流到貴液池內(nèi)的集液井，再用泵送至金回收車間，提金后的貧液添加浸金藥劑再次輸送到礦堆用于循環(huán)浸出[1]。防寒貴液池結(jié)構(gòu)特殊，內(nèi)部填充一定粒級的礦石，采用常規(guī)離心泵無法吸取貴液，需設(shè)置長軸泵（1臺長軸泵對應(yīng)1口集液井，共4口集液井）。長軸泵具有吸程高，能滿足大流量和高揚(yáng)程要求，減少地下泵房建設(shè)，節(jié)省投資等優(yōu)勢。而傳統(tǒng)貴液池設(shè)置常規(guī)離心泵吸取貴液，需要另建單獨吸水池和泵房，布置繁瑣，占地面積大，基建投資高，且不利于運(yùn)行管理。

1）貴液池內(nèi)集液井分上下2部分：上部為直徑1m的鋼制井筒，井筒長度一般為1.5～4.0m，井壁不開孔;下部為直徑2m的鋼制井筒，井筒長度一般為2.0～6.0m，井壁開孔。下部井徑擴(kuò)大、井壁開孔，增加了滲透面積，加速了貴液池內(nèi)貴液的滲流。集液井底座選用4m×4m的鋼板，并用三角鋼板做連接支撐件。

2）導(dǎo)流管與集液井連接。堆浸場底部的收集導(dǎo)流管一直鋪設(shè)到貴液池內(nèi)與集液井連接，貴液滲透到收集導(dǎo)流管內(nèi)，并快速滲流到集液井內(nèi)[2]。收集導(dǎo)流管外的貴液順坡滲流到貴液池內(nèi)。

3）集液井與長軸泵。長軸泵泵頭設(shè)置在集液井內(nèi)，當(dāng)長軸泵運(yùn)轉(zhuǎn)時，集液井內(nèi)貴液被輸送到金回收車間，集液井內(nèi)液面下降，集液井外和收集導(dǎo)流管內(nèi)的貴液會快速補(bǔ)充到集液井內(nèi)供長軸泵輸送，此時整個堆浸場內(nèi)浸出液也會加速向下滲透。

在堆浸場貴液池內(nèi)布置集液井的創(chuàng)新設(shè)計方案，有效加快了浸出液的整體循環(huán)，提高了浸出生產(chǎn)率，大大改善了堆浸工藝生產(chǎn)指標(biāo)，同時降低了生產(chǎn)成本。堆浸場貴液池內(nèi)集液井布置見圖3。

2.3滴淋系統(tǒng)

1）埋管滴淋。堆浸場采用埋管滴淋方式，滴淋管路敷設(shè)在礦堆表面以下埋深約1000mm處，冬季具有防寒功能，可保證循環(huán)浸出液滴淋和滲透的連續(xù)性，夏季能減少液體蒸發(fā)及藥劑消耗。

2）滴淋強(qiáng)度。根據(jù)堆浸場現(xiàn)場環(huán)境情況，設(shè)計滴淋強(qiáng)度為6～10L/（m 2·h）;根據(jù)堆浸場滴淋工作面積，確定循環(huán)浸出液供給能力。當(dāng)金離子濃度達(dá)到一定值后，浸出液輸送至金回收車間提金[3]。

3）滴淋管路布置。根據(jù)堆浸場上礦形式，埋管滴淋管路布置設(shè)計1萬m 2為一個單元格，埋管滴淋管路間距800～1000mm，每一個滴淋管路設(shè)置長度80～120m;根據(jù)堆浸場面積，設(shè)置多個單元格進(jìn)行埋管滴淋。埋管滴淋管路采用DN20PE管，管上滴淋孔孔徑為1mm，孔間距為200mm。

高寒地區(qū)堆浸場浸出液埋管滴淋系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方案，保證了在冬季循環(huán)浸出液滴淋和滲透的連續(xù)性，大大提高了堆浸工藝生產(chǎn)效率。滴淋管布置及結(jié)構(gòu)見圖4。

2.4堆浸場底墊分區(qū)和收集導(dǎo)流系統(tǒng)

傳統(tǒng)設(shè)計一般僅對堆浸場做防滲處理，堆浸場地沒有分格劃分區(qū)域，而大型堆浸礦山堆浸場面積在幾十萬到幾百萬平方米，形成了一個龐大的堆浸場地，易造成堆浸場底墊浸出液四處滲流，不能有效分區(qū)域組織收集。此外，堆浸場底墊防滲層一旦破裂，無法分區(qū)域關(guān)閉。因此，生產(chǎn)過程中往往會出現(xiàn)一些問題，給企業(yè)生產(chǎn)帶來不利影響。

該設(shè)計將堆浸場底墊分格劃分區(qū)域，將礦石浸出液分區(qū)域收集提金，生產(chǎn)管理更加便捷。傳統(tǒng)設(shè)計中堆浸場底墊防滲層一旦破裂，堆浸場將全面停止生產(chǎn)，而底墊分格劃分區(qū)域后，可關(guān)閉滲漏區(qū)域并采取補(bǔ)救措施，不會對生產(chǎn)帶來較大影響，確保企業(yè)安全生產(chǎn)。同時，按區(qū)域設(shè)置收集導(dǎo)流系統(tǒng)，可更好地對堆浸場浸出液進(jìn)行管理。

1）堆浸場底墊分區(qū)。采用高500mm的梁對堆浸場底墊分格劃分區(qū)域，梁內(nèi)為結(jié)構(gòu)填充物，梁外用2mmHDPE土工膜包裹，土工膜與底墊土工膜進(jìn)行焊接。堆浸場底墊防滲層破裂時，關(guān)閉該區(qū)域的滴淋裝置，保證企業(yè)安全生產(chǎn)，并及時采取補(bǔ)救措施，而堆浸場其他區(qū)域可正常生產(chǎn)。底墊分區(qū)后，浸出液也自然分區(qū)域收集，這樣便于生產(chǎn)調(diào)控。生產(chǎn)中，可對不同區(qū)域的浸出液進(jìn)行金離子含量檢測，了解各區(qū)域礦石的浸出情況，為下一步生產(chǎn)提供依據(jù)。

2）收集導(dǎo)流系統(tǒng)。根據(jù)堆浸場底墊分區(qū)位置設(shè)置收集導(dǎo)流管，有效地將該區(qū)域的浸出液收集輸送。浸出液分區(qū)收集、分區(qū)輸送、分區(qū)管理，讓企業(yè)更好掌握堆浸生產(chǎn)狀況。

堆浸場底墊分區(qū)、收集導(dǎo)流系統(tǒng)布置等創(chuàng)新設(shè)計方案，有效地解決了堆浸場底墊防滲層破裂導(dǎo)致堆浸場全面停產(chǎn)的問題，大大提高了堆浸工藝生產(chǎn)的連續(xù)性及安全性。

2.5需要注意的問題

1）設(shè)計防寒貴液池深度時，要使防凍層厚度大于凍土深度，滲流層厚度滿足滲濾液流量要求。

2）根據(jù)滲濾液流量確定集液井直徑，集液井在貴液池內(nèi)局部下挖，避免整個貴液池底標(biāo)高降低，增加工程量。

3）根據(jù)當(dāng)?shù)貎鐾辽疃燃皩嶋H情況，確定滴淋管埋深。從生產(chǎn)方便及不造成浪費等因素考慮，滴淋管埋深應(yīng)小于凍土深度。

4）根據(jù)堆浸場占地面積和上礦規(guī)模，確定合理分區(qū)面積。

3結(jié)語

太平礦業(yè)公司堆浸場自應(yīng)用防寒技術(shù)以來，浸出液循環(huán)系統(tǒng)生產(chǎn)穩(wěn)定，解決了冬季因浸出液凍結(jié)影響生產(chǎn)的問題，保證了冬季連續(xù)生產(chǎn)，為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。太平礦業(yè)公司的生產(chǎn)實踐為高寒地區(qū)大規(guī)模低品位金礦的開發(fā)與生產(chǎn)起到了良好的示范作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]長春黃金設(shè)計院.內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司擴(kuò)建工程初步設(shè)計[R].長春：長春黃金設(shè)計院，2014.

[2]上海市政工程設(shè)計研究院.給水排水設(shè)計手冊（城鎮(zhèn)給水）[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[3]國家黃金管理局長春黃金研究所.堆浸提金新進(jìn)展[M].長春：國家黃金管理局長春黃金研究所，1990.

Abstract：InnerMongoliaPacificMiningCo.，Ltd.isatypicalsuperlargescale，lowgradegoldmineandusesheapleachingforproduction.Theminesitsinhighlycoldregion，sotheleachingsolutionispronetofreezingandtheproductioncannotrunasnormal.Withantifreezingtechnology，includingantifreezingpregnantsolutionpool，leachingsystem，zonationofheapleachingcushion，theproblemthattheproductioncannotrunasnormalbecauseoffrozenleachingsolutioninwinterissolvedeffectively，whichisexemplaryfordevelopmentandproductionofgoldmineresourcesinhighlycoldregion.

Keywords：heapleaching;antifreezingpregnantsolutionpool;solutionconcentrationshaft;leaching;longaxispump;goldmine