堆浸工艺在低品位矿山中的应用

2020-06-09苗腾飞

世界有色金属 2020年5期

关键词：堆场粒度品位

白杨，苗腾飞，师彬

（1.内蒙古太平矿业有限公司，内蒙古巴彦淖尔 015300；2.巴彦淖尔市乌拉特后旗紫金矿业有限公司，内蒙古巴彦淖尔 015500）

如今，随着矿山规模的逐渐扩大，大多数堆浸生产采用的是永久性堆场。堆浸工艺是核心技术之一，其在低品位矿山中的应用越来越多，与之相关的问题也成为了众多专家学者研究的热点。

1 堆浸工艺过程

（1）破碎。渗透性是矿堆的重要属性之一，其在一定程度上决定了金浸出率，破碎的粒度将对其产生直接的影响。对于堆浸而言，其矿石的破碎粒度主要取决于原矿的粒度以及矿堆的可浸性[1]。因此，破碎粒度通常需要以柱浸试验的结果为参考，并最终确定。

（2）堆场。一般来说，堆场需要良好的地质基础，考虑到浸出液收集的方便性，山谷以及其他具有较大底面积和一定坡度的位置通常是堆场位置的最佳选择。需要注意的是，在堆场的四周应当设置必要的防洪坝，在适当的位置加设围栏，堆场的上游、中游以及下游应当分别设有监测井，以便对环境进行有效监测。

（3）底垫。堆浸场地中非常重要的设施之一是底垫。一般来说，在堆浸场地中，底垫主要由保护层、防渗层以及基层三部分组成。底垫能够充分保障溶液不会出现渗漏现象，能够有效避免地下水受到污染和破坏，其在一定程度上提高了金的回收率。

（4）筑堆。堆浸必然会涉及到筑堆这一非常重要的过程。所谓筑堆，是指堆场中的矿石在被破碎之后被堆筑成梯形的矿堆。在实际工程中，筑堆方法主要包括分层筑堆、平行筑堆以及斜坡筑堆等。当前，在堆浸过程中，国内、外一般采用分层分区、交替筑堆的方法进行施工。这种方法不仅在一定程度上提高了机械设备的运转效率，也保证了贵液品位的稳定性。通常情况下，筑堆每层的堆高在3m～10m之间，筑堆过程通常是利用汽车或者皮带并结合推土机等运输工具实现对矿石的运输和卸载，从而辅助工程尽快完成筑堆工作，图1展示了真实的筑堆现场。

图1 筑堆阶段

（5）布液系统。布液主要包括喷淋和滴淋两种方式。当前，国内外通常使用旋转式摇摆喷淋设备。这种设备主要具有装卸方便、喷液较为均匀、不容易雾化堵塞以及喷洒范围较大等特点。但是，这种设备会对矿堆表面造成较大的冲击，并且由于溶液蒸发和风力夹带等因素存在，其会造成较多的损失。另外，空气中存留的氰化物也会在一定程度上造成环境污染。相较于喷淋而言，滴淋能够在一定程度上对矿堆表面的渗透性进行改善，其导致的溶液损失比喷淋少。由于这种方式会带来更低的成本，更好的效益，所以，此技术在国外矿山中已经得到了充分的利用。

（6）集液系统。以某矿业一期堆浸为例，集液系统主要包括了600mm的主管、300mm的支管、100mm的次管，所有管道全部为HDPE双壁波纹管。这种管道安装方便，经济性高，但也存在抗压较弱的缺点。

2 堆浸工艺在低品位矿山中的应用

适用于堆浸工艺处理的矿石包括以下特点：①金品位低，其品位一般在0.5g/t～1.5g/t之间。②金嵌布粒度细，这主要出于方便浸出考虑。③浸染型氧化矿，这种矿石具有良好的可渗透性。④金未和硫化矿物紧密共生。⑤矿石中应尽可能少含有甚至不含有酸性物质。⑥矿石中不应该吸附有已溶金的物质，也不能沉淀有已溶金的物质。

（1）国外应用。利用堆浸工艺可以从矿石或废石中有效提取金、银、铜等成分。在国外，堆浸工艺已经被广泛应用在矿山开采中的低品位矿石与废石的处理过程。展望整个国际市场，澳大利亚、美国以及加拿大等已经成为利用堆浸法提金的生产大国。特别是美国，其利用堆浸工艺生产制造的黄金份额已经达到全国总产量的六成。

纵观国际上矿石处理的现状，利用堆浸工艺生产黄金主要存在以下特点：①品位较低。通常情况下，矿石金的品位值位于0.5g/t～3g/t之间，边界品位值可以达到0.3g/t。②国外堆浸矿山具有大型化的特点。在国外，大部分堆浸矿山的年处理能力通常都位于百万吨以上，这种大型化的堆浸工艺有利于最大限度地降低边界品位，并在一定程度上节约生产成本。③国外堆浸工艺通常是机械化生产和自动化生产。基本上，堆浸工艺的各个环节能全面实现机械化和自动化生产，因此，整个堆浸矿山都能充分实施和落实现代化管理各项措施与策略。④国外堆浸矿山注重科学化生产。在建设堆浸矿山的过程中，国外高度重视对各方案的可行性研究，其生产管理全部严格遵循试验的结果，并以此为基础从技术层面和经济层面选择最佳方案。

（2）国内应用。从1979年开始，我国才逐步开展堆浸技术在低品位金矿中的应用研究。在1981年，我国才通过了相关的生产鉴定。自此之后，河北、河南、湖南以及辽河等地开始逐渐推行使用矿山堆浸工艺。近些年来，我国在利用堆浸工艺进行提金方面的研究与工作取得了长足的发展。尽管这样，从国际角度来看，我国堆浸工艺技术仍然和国外存在较大差距。目前，我国堆浸工艺技术依然大面积存在设备落后、底垫简陋、规模小、方法单一以及机械化程度低等问题。

3 案例分析

以内蒙古太平矿业有限公司堆浸场为例，该堆浸场以滴淋管滴淋工艺为主实现浸出。公司充分考虑气候环境的影响，在春季、夏季以及秋季主要利用机械式滴淋管填埋技术，而在冬季则主要利用双层碎矿填埋覆盖技术。该堆浸场地的地垫依然采用传统的结构，包括基层、防渗层以及保护层三层。其中，基层主要由300mm的粘性土质构成，防渗层主要由2mm厚的HDPE高密度地膜构成，保护层主要由破碎筛分后获取的2mm～4mm的矿石构成。此外，为了尽可能回收溶液，在浸堆的底部还铺设有合成衬里。

此堆浸场分别设置有检漏系统、防洪系统以及围栏三种安全防护装置。其中检漏系统主要是根据不同的区域在HDPE地膜下所对应的集液沟槽部位安置检漏管，以检测底垫是否有破损现象出现。该设施中检漏管线主要使用直径为50mm的穿孔PVC管，其孔径为5mm，孔间距为100mm。防洪系统主要用于防止浸液外溢以及雨季有外围汇水进入场地。在此堆浸场中分别在堆浸场的北侧和东北侧修筑了拦水坝和截洪沟。另外，此堆浸场的周围还设置有铁丝网围栏，其目的在于防止人畜误入场地。