專利名稱：排土場(chǎng)管注浸出法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦山排土場(chǎng)堆浸采礦技術(shù)。
背景技 術(shù)根據(jù)浸出前的準(zhǔn)備條件不同，地表堆浸采礦法分為筑堆浸出和非筑堆浸出。筑堆浸出技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，以銅礦為例，首先用于氧化銅礦浸出，之后擴(kuò)大到硫化銅礦。非筑堆浸出處理的是邊界品位以下的廢石，由于品位較低，筑堆難以贏利，只能在排土場(chǎng)直接布液浸出。
目前國(guó)內(nèi)銅礦堆浸主要是采取實(shí)施邊坡噴淋、采用休閑作業(yè)制度、合理控制分層高度等措施，但仍存在著滲透性能差、浸出率低、浸出液濃度低、細(xì)菌活性差等問(wèn)題，如某銅礦堆浸廠年浸出率達(dá)8％，浸出液0.3～0.45g/L，年生產(chǎn)能力只有設(shè)計(jì)能力的1/3，直接影響到堆浸法在大型排土場(chǎng)中的推廣應(yīng)用。排土場(chǎng)堆內(nèi)含泥量高、堆頂表面壓實(shí)度大導(dǎo)致溶浸液流通不暢，礦石品位低、顆粒直徑大、堆體高度厚大致使浸出液濃度小、浸出回收度低，堆內(nèi)透氣性差、溫度變化幅度大影響到細(xì)菌的快速繁殖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種排土場(chǎng)管注浸出法，該方法通過(guò)提高礦堆內(nèi)部滲透性，改善礦堆內(nèi)氧氣供應(yīng)狀況，加大浸堆溫度控制力度，以縮短浸出周期、提高浸出率，從而優(yōu)化浸出效果、提高經(jīng)濟(jì)效益。
排土場(chǎng)管注浸出法，根據(jù)土場(chǎng)厚度將排土場(chǎng)劃分采區(qū)，采區(qū)面積在100×100～500×500m2之間，對(duì)每一個(gè)采區(qū)采用溶浸液實(shí)施浸出，溶浸液采用堆頂布液與堆內(nèi)布液相結(jié)合的聯(lián)合布液形式，其中堆頂布液覆蓋范圍為總面積的0～30％，堆內(nèi)布液占70～100％，浸出液由集液池與堆內(nèi)鉆孔聯(lián)合收集，集液池4收集邊坡浸出液，鉆孔2收集堆內(nèi)浸出液，如圖1所示。
為了防止浸出液向采區(qū)外擴(kuò)散，在排土場(chǎng)堆內(nèi)構(gòu)筑底墊和在浸出區(qū)周圍構(gòu)造防滲帷幕6。在排土場(chǎng)底部通過(guò)布液孔及收液孔注入濃度為10～30％的粘土漿液構(gòu)筑浸堆底墊，底墊厚度為1～5m。在采區(qū)5周圍平行設(shè)置帷幕鉆孔，孔間距為20～30m；浸出初期灌入濃度為10～20％的石灰水，使之與H2SO4形成不透水石膏層；在粘土含量較高的前提下，在帷幕鉆孔7注水并在相鄰帷幕鉆孔8抽水形成防漏水幕，如圖2所示。
所述溶浸液為溶劑為pH值為1.5～2.5的H2SO4溶液，細(xì)菌為馴化后的化能自養(yǎng)菌，細(xì)菌濃度為106～108個(gè)/ml，或?yàn)?0～30％的氨水，并添加2mol/L的(NH4)2CO3，或(NH4)2SO4，溶液pH值為8～10。
堆頂布液采用地表噴淋或滴淋形式，噴淋器3網(wǎng)度為(10～15)×(10～15)m2，噴淋液強(qiáng)度為5～15L/m2.h；滴淋器網(wǎng)度為(0.2～0.4)×(0.2～0.4)m2，滴淋強(qiáng)度為2～5L/m2.h。堆內(nèi)布液通過(guò)設(shè)置在堆內(nèi)的布液孔1實(shí)施，布液孔1孔徑為100～400mm，孔深為堆體厚度，布液孔1的網(wǎng)度為10×10～50×50m2。
在排土場(chǎng)堆內(nèi)還設(shè)置有孔徑為100～400mm的收液孔2，孔深為堆體厚度，收液孔2的網(wǎng)度為10×10～50×50m2。布液孔與收液孔交錯(cuò)排列。收液方式采用空氣提升通過(guò)收液孔提取浸出液，抽液管直徑在80～200mm，氣管直徑為30～80mm，用氣量為10～20m3/min，；抽液量為20～50m3/h。
為提高礦堆內(nèi)部滲透性，改善礦堆內(nèi)氧氣供應(yīng)狀況，通過(guò)布液孔2對(duì)礦堆進(jìn)行充氣。在布液孔2底部安裝空氣注入管路10，在注入管10的末端安裝氣液混合器11，氣體由空壓機(jī)12供應(yīng)，如圖3所示，在溶浸液9中形成大量微小氣泡13。氣體壓力為0.6～0.8MPa，流量為0.1～10m3/s，浸出期間氣體總流量為采區(qū)體積的0.4～40倍。
夏季溶浸液溫度在20～30℃，控制溶浸液流量使布液強(qiáng)度在0.1～1.0m3/m2.h之間，將堆內(nèi)大部分熱量隨浸出液帶出浸堆，使浸堆溫度控制在40℃以下；冬季將溶浸液用太陽(yáng)能或工業(yè)廢熱升溫，并采用管道保溫措施，使溶浸液溫度在20～25℃之間，流量控制在0.01～0.05m3/m2.h，使浸堆溫度保持在15℃以上。
采用本發(fā)明，浸出濃度可提高1～2倍，生產(chǎn)能力增大3倍，生產(chǎn)周期縮短45％，浸出率上升80％；本發(fā)明改善排土場(chǎng)浸出經(jīng)營(yíng)狀況，降低在浸出過(guò)程邊坡滑坡事故率，其潛在的市場(chǎng)價(jià)值巨大。


圖1.聯(lián)合布液與收液方式剖面示意圖，圖中→表示溶浸液流動(dòng)方向；圖2.防滲帷幕示意圖；圖3.人工供氣管道剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
例1退役排土場(chǎng)。退役排土場(chǎng)浸出設(shè)施一次完成直至采區(qū)浸出作業(yè)結(jié)束。堆頂布液采用噴淋或滴淋方式，堆內(nèi)布(收)液采用布(收)液孔，布孔方式采用梅花形，即布液孔與收液孔間隔布置，鉆孔網(wǎng)度為(20～30)×(20～30)m2，布液孔與收液孔直徑相同，均為100～200mm，布液孔與收液孔定期互換。在采區(qū)底部構(gòu)筑底墊，在采區(qū)外圍構(gòu)筑防滲帷幕，厚度為1～5m。向布液管注入溶浸液，溶浸液濃度先濃后稀，溶浸液濃度在15～40g/L之間。布液孔底部布置氣液混合器，通過(guò)氣液混合器向孔內(nèi)注入空氣。采用空氣提升方式把浸出液通過(guò)收液孔抽至地表，再流到集液池。在集液池浸出液實(shí)行分流，合格液送往萃取處理，不合格液調(diào)整pH值為2.0左右，再返回布液孔。定期監(jiān)測(cè)堆內(nèi)溫度，根據(jù)溫度高低調(diào)整浸液流量范圍，使溫度控制在15～40℃內(nèi)。取樣分析浸出液濃度、細(xì)菌濃度，并調(diào)整空氣流量大小。
例2服役排土場(chǎng)。服役的排土場(chǎng)浸出設(shè)施隨著廢棄物的排放而逐漸形成，布液和收液系統(tǒng)具有特殊性。由于排土作業(yè)的干擾，采用傾斜方式預(yù)制水泥管構(gòu)成布液與收液設(shè)施，其傾角與排土場(chǎng)邊坡傾角一致，為30～40°，地表不再設(shè)置布液系統(tǒng)。水泥管直徑為100～150mm，外壁設(shè)有直徑為4～10mm的小眼，是供溶浸液和氣體的通道。排土作業(yè)與浸出作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，互不干擾。
例3南方排土場(chǎng)。南方排土場(chǎng)年平均氣溫較高，溫度控制的重點(diǎn)在于對(duì)浸堆降溫。堆頂布液采用噴淋方式，噴淋器為Senniger旋轉(zhuǎn)搖擺式，噴水口徑為8mm，噴淋半徑6～8m。堆內(nèi)構(gòu)置一系列鉆孔進(jìn)行布液和收液，孔徑均為150mm。夏季加大地表噴淋量或加快溶浸液的循環(huán)流量，使溶浸液總流量增大50～60倍，并延長(zhǎng)布液時(shí)間，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷作業(yè)。同時(shí)，白天連續(xù)向堆內(nèi)供應(yīng)空氣，供氣量穩(wěn)定在3600～5400m3/h。最終浸堆溫度降到35℃左右。
例4北方排土場(chǎng)。對(duì)于北方高寒地區(qū)堆浸廠，浸堆溫度控制主要是如何提高溶浸液溫度。堆頂布液采用滴淋方式，每個(gè)發(fā)射管平均噴淋面積0.16m2，噴淋均勻度在90％以上，實(shí)行休閑作業(yè)，休閑比為3∶1。排土場(chǎng)浸出以堆內(nèi)布液為主，集液池和溶浸液泵送系統(tǒng)設(shè)在室內(nèi)，將采暖車間的熱蒸氣通入集液池進(jìn)行加溫，將循環(huán)液溫度控制在25℃左右。在室外輸送管道上加石棉絕熱層進(jìn)行保溫。浸堆常年溫度在15℃以上。
權(quán)利要求
1.排土場(chǎng)管注浸出法，其特征在于根據(jù)土場(chǎng)厚度將排土場(chǎng)劃分采區(qū)，采區(qū)面積在100×100～500×500m2之間，對(duì)每一個(gè)采區(qū)采用溶浸液實(shí)施浸出，溶浸液采用堆頂布液與堆內(nèi)布液相結(jié)合的聯(lián)合布液形式，其中堆頂布液覆蓋范圍為總面積的0～30％，堆內(nèi)布液占70～100％，在排土場(chǎng)堆內(nèi)構(gòu)筑底墊和在浸出區(qū)周圍構(gòu)造防滲帷幕，浸出液由集液池與堆內(nèi)鉆孔聯(lián)合收集，集液池收集邊坡浸出液，鉆孔收集堆內(nèi)浸出液；所述溶浸液為溶劑為pH值為1.5～2.5的H2SO4溶液，細(xì)菌為馴化后的化能自養(yǎng)菌，細(xì)菌濃度為106～108個(gè)/ml；堆頂布液采用地表噴淋，噴淋器網(wǎng)度為(10～15)×(10～15)m2，噴淋液強(qiáng)度為5～15L/m2h；堆內(nèi)布液通過(guò)設(shè)置在堆內(nèi)的布液孔實(shí)施，布液孔孔徑為100～400mm，孔深為堆體厚度，布液孔的網(wǎng)度為10×10～50×50m2；在排土場(chǎng)堆內(nèi)還設(shè)置有孔徑為100～400mm的收液孔，孔深為堆體厚度，收液孔的網(wǎng)度為10×10～50×50m2，布液孔與收液孔交錯(cuò)排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸出法，其特征在于所述溶浸液還可以是20～30％的氨水，并添加2mol/L的(NH4)2CO3，或(NH4)2SO4，溶液pH值為8～10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸出法，其特征在于堆頂布液還可以采用滴淋形式，滴淋器網(wǎng)度為(0.2～0.4)×(0.2～0.4)m2，滴淋強(qiáng)度為2～5L/m2.h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸出法，其特征在于夏季溶浸液溫度在20～30℃，控制溶浸液流量使布液強(qiáng)度在0.1～1.0m3/m2.h之間，使浸堆溫度控制在40℃以下；冬季使溶浸液溫度在20～25℃之間，流量控制在0.01～0.05m3/m2.h，使浸堆溫度保持在15℃以上。
全文摘要
排土場(chǎng)管注浸出法，根據(jù)土場(chǎng)厚度將排土場(chǎng)劃分采區(qū)，采區(qū)面積在100×100～500×500m
文檔編號(hào)C22B3/20GK1775967SQ20051003242
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者吳愛(ài)祥, 王洪江, 王劼, 習(xí)泳, 江懷春, 劉金枝 申請(qǐng)人:中南大學(xué)