李汝裕,唐 飛,曾慶田

(1.玉溪飛亞礦業(yè)開(kāi)發(fā)管理有限責(zé)任公司, 云南玉溪市 653100;2.玉溪礦業(yè)有限公司, 云南玉溪市 653100)

低品位高氧化銅礦石堆浸工藝技術(shù)改造實(shí)踐

李汝裕1,唐 飛2,曾慶田2

(1.玉溪飛亞礦業(yè)開(kāi)發(fā)管理有限責(zé)任公司, 云南玉溪市 653100;2.玉溪礦業(yè)有限公司, 云南玉溪市 653100)

結(jié)合堆浸銅礦石品位低、含泥量大的性質(zhì)和特點(diǎn),通過(guò)改進(jìn)礦石堆放結(jié)構(gòu)、噴淋濃度、料液滲出線路,達(dá)到了縮短浸出周期,提高料液銅品位的目的,滿足了生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的需要,也為同類小型礦山的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)提供了成功經(jīng)驗(yàn)。

低品位氧化銅礦;堆浸;堆放結(jié)構(gòu);噴淋;集液暗溝

新平漠沙金文選冶廠于1997年9月建成一座年產(chǎn)電積銅300t規(guī)模的濕法電積銅廠,該廠經(jīng)十余年的生產(chǎn),其品位在1%以上的氧化礦已基本回采完,目前品位在0.5%左右的土狀氧化礦占80%左右和品位在0.3%～0.8%的塊狀氧化礦占20%左右,采用常規(guī)堆浸工藝已不適應(yīng)目前礦石性質(zhì)變化的要求,從生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看,存在著堆浸礦石滲透性差、浸出周期長(zhǎng)、浸出料液品位低、浸出液不易控制等不利因素,從產(chǎn)品產(chǎn)量來(lái)看,電積銅生產(chǎn)能力從投產(chǎn)至今一直在月產(chǎn)15t左右。2007年底以來(lái),由于礦石品位降低,入堆金屬量不足,特別是2008年一季以來(lái)料液品位僅為0.3～0.5g/L,日浸出銅只有250～350kg,月產(chǎn)量下降到7～8t,造成了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)困難的局面。因此,對(duì)低品位高氧化銅礦石堆浸工藝進(jìn)行技術(shù)改造,縮短浸出周期,提高銅料液品位勢(shì)在必行[1]。

1 礦石堆浸工藝技術(shù)改造實(shí)踐

1.1 堆場(chǎng)布局改造

堆場(chǎng)建在一個(gè)狹長(zhǎng)箐溝內(nèi),原堆浸場(chǎng)只有一個(gè)唯一的排液口,噴淋液要流經(jīng)整個(gè)礦堆才可能最終流出,且堆場(chǎng)已堆積近20萬(wàn)t礦石,浸出液在礦堆內(nèi)要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,難免存在滯后和稀釋效應(yīng)。本次改造將原來(lái)的8個(gè)“田”字形小面積堆場(chǎng)改造為堆礦面積長(zhǎng)80～100m、寬40m的長(zhǎng)方形堆場(chǎng),每個(gè)堆場(chǎng)面積增到2300m2。這樣就將同時(shí)噴淋的堆場(chǎng)面積擴(kuò)大一倍,6個(gè)堆場(chǎng)的噴淋和排液量得到獨(dú)立控制,其堆場(chǎng)面積從原來(lái)的9200m2提高到13800m2,見(jiàn)圖1、圖2。

堆場(chǎng)上礦通道及堆場(chǎng)防洪改造見(jiàn)圖3,原堆場(chǎng)上礦受后續(xù)生產(chǎn)堆場(chǎng)制約,且雨季時(shí)洪水進(jìn)入堆場(chǎng)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。為改善堆場(chǎng)上礦條件,防止洪水進(jìn)入堆場(chǎng),在堆場(chǎng)南端修筑寬4m的裝載機(jī)上礦便道,并在便道內(nèi)側(cè)修筑排水溝槽,這樣既將堆場(chǎng)上礦從原來(lái)的一端上礦變?yōu)閮啥松系V的生產(chǎn)條件,又增強(qiáng)了雨季期間堆場(chǎng)的防洪能力。

圖1 原堆場(chǎng)示意

圖2 改造后的堆場(chǎng)示意

上礦線路的選取:在堆場(chǎng)標(biāo)高低于廠部北端道路時(shí),堆場(chǎng)上礦從北端進(jìn)入堆場(chǎng)實(shí)施上礦;在堆場(chǎng)標(biāo)高高于廠部北端道路時(shí),從北端進(jìn)入堆場(chǎng)實(shí)施上礦。

圖3 單礦場(chǎng)堆積結(jié)構(gòu)示意

堆場(chǎng)上礦塊度控制:堅(jiān)固系數(shù)f在6以上的塊礦均通過(guò)PE250×750顎式破碎機(jī)破碎成粒徑為15 mm以下的粉礦,然后集中鏟裝到堆場(chǎng)指定位置。

1.2 堆場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)改造

原堆場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)未設(shè)防滲層,上礦車輛直接將礦石倒入堆場(chǎng),堆礦方式采用前進(jìn)式堆筑,堆高1.5～2m,堆筑完成后用挖機(jī)松動(dòng)一次,然后接噴液管道及軟塑管、噴頭進(jìn)行噴淋;僅在堆場(chǎng)中部設(shè)1條集液溝,且一次做成,堆浸礦石高度達(dá)6～8m后,才重新修筑中部集液溝,出口用兩根直徑150mm的PVC管聯(lián)接排到集液池。因而浸出液在礦堆內(nèi)要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,因此導(dǎo)致堆場(chǎng)滲透性較差,改造前堆場(chǎng)基本形成“養(yǎng)漁塘”現(xiàn)象,嚴(yán)重制約著礦石的浸出周期、總排液口排液量、銅料液品位,最終制約著電積銅的產(chǎn)品產(chǎn)量。

改進(jìn)后,每個(gè)堆場(chǎng)底部均做成3%～5%的坡度,流向堆場(chǎng)主、副集液暗溝,其集液暗溝的標(biāo)高均低于堆場(chǎng)底部0.5m,堆場(chǎng)底部及集液暗溝全部用1 mm厚的塑料布鋪底。堆場(chǎng)堆筑順序是:鋪設(shè)底層塑料做堆場(chǎng)的集液副溝→鋪設(shè)底層塑料堆場(chǎng)上礦→鋪設(shè)底層塑料做堆場(chǎng)的集液主暗溝→布設(shè)噴液管道及噴淋頭位置→正常噴液。堆場(chǎng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

(1)堆場(chǎng)主、副集液暗溝修筑。一是在鋪設(shè)的塑料上面先堆筑直徑為5～10cm的毛石4層,然后在其上面堆筑直徑為0.3m左右的毛石,堆筑高度不得低于1m,最后再堆積塊礦,其高度與堆礦上礦高度同等。

(2)堆場(chǎng)上礦。用東風(fēng)車分別運(yùn)輸粉礦和塊礦到堆場(chǎng)后段位置集中堆放,然后用裝載機(jī)先堆筑0.5～1m厚的塊礦,然后鏟裝粉礦堆筑,塊礦與粉礦交替上礦,其堆筑高度控制在3～3.5m左右,依次類推,直到堆場(chǎng)上礦結(jié)束。

1.3 噴淋濃度及浸出周期選取

1.3.1 噴淋酸度的選取[2]

(1)低酸浸出試驗(yàn),酸度24g/L的柱浸試驗(yàn),采用Φ250mm×1600mm浸出柱,裝礦量(濕重)60 kg,經(jīng)30d的浸出,取得浸出率42.62%、酸耗23.00 t/tCu(58.90kg/t礦)、平均浸出液品位1.28g/L(酸度10.57g/L)的試驗(yàn)指標(biāo)。

(2)中酸浸出試驗(yàn),酸度為60g/L浸出試驗(yàn),采用Φ250mm×1600mm的浸出柱,裝礦量(濕重)60kg,浸出初期,浸出劑可以很好地進(jìn)入浸出柱中,但遲遲不能流出,浸出柱堵塞,浸出失敗,其原因是大量硫酸鈣微細(xì)結(jié)晶沉積于柱子底部,導(dǎo)致堵塞。

(3)濃酸強(qiáng)化浸出試驗(yàn),酸度為180g/L的強(qiáng)化浸出試驗(yàn),采用Φ250mm×1600mm的浸出柱,裝礦量(濕重)60kg,經(jīng)30d的浸出,取得浸出率60.72%、酸耗18.68t/tCu(68.16kg/t礦)、平均浸出液品位2.02g/L(酸度7.65g/L)的試驗(yàn)指標(biāo)。

(4)擴(kuò)大柱浸試驗(yàn),首先采用酸度為150g/L的濃酸液強(qiáng)化處理,然后用6～10g/L低酸浸出。試驗(yàn)結(jié)果表明,濃酸液強(qiáng)化處理浸出具有浸出速度快、浸出周期短、浸出率和浸出液品位高的優(yōu)點(diǎn)。

(5)半工業(yè)試驗(yàn),先采用酸度為120g/L的濃酸液強(qiáng)化處理,然后用6～10g/L低酸浸出,100t的堆浸礦石,經(jīng)過(guò)30d浸出,浸出率達(dá)75.48%,平均浸出液品位2.85g/L,平均酸度4.61g/L,同時(shí)結(jié)合浸出液的調(diào)配管理,進(jìn)入萃取的料液品位可以達(dá)到3g/L以上。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:堆浸礦石首先采用酸度為120 g/L的濃酸液強(qiáng)化處理,然后用6～10g/L低酸浸出,具有浸出速度快、浸出周期短、浸出率和浸出液品位高的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐,噴液濃度得到進(jìn)一步驗(yàn)證,采用80～100g/L濃度進(jìn)行10d強(qiáng)化處理,然后用5g/L濃度的低酸進(jìn)行淋洗,其效果更佳。

1.3.2 噴淋周期的選取[3,4]

對(duì)原礦品位僅為0.379%的低品位礦,先用120 g/L的濃酸強(qiáng)化浸出5d,然后用3～8g/L的萃余液低酸浸出10d。經(jīng)15d的浸出,取得浸出率65.77%、酸耗15.09t/tCu(37.61kg/t礦)、平均浸出液品位2.64g/L(酸度10.17g/L)的試驗(yàn)指標(biāo)。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐,噴液濃度周期得到進(jìn)一步證實(shí),首先采用80～100g/L濃度的強(qiáng)酸噴淋10d,然后用5 g/L濃度的低酸進(jìn)行淋洗,其礦石浸出率達(dá)到60%～65%。

1.4 噴液管道及噴淋頭布設(shè)

噴液管道及噴淋頭布設(shè)。沿受噴堆場(chǎng)中部架設(shè)兩條主噴液管道,直徑分別為Φ90mm和Φ110 mm,用直徑Φ90mm管道輸送濃度為100g/L的強(qiáng)酸,用直徑Φ110mm的管道輸送濃度為5g/L的低酸,堆場(chǎng)噴頭布液用PVC或PE軟管引入,每間隔5 m安裝一個(gè)外旋式噴淋頭,每個(gè)噴淋頭的噴淋范圍控制在25m2。改造后的堆浸工藝流程見(jiàn)圖4。

圖4 改造后的堆浸工藝流程

2 改造效果分析

通過(guò)堆場(chǎng)布局、堆場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)的改造,及噴淋濃度和噴淋周期的合理選取,達(dá)到了浸出速度快、浸出周期短、浸出率和浸出液品位高的效果,總排液口出液量從改造前的600m3/d提高到現(xiàn)在的1200 m3/d,料液銅品位從0.5g/L提高到2g/L左右,電積銅月生產(chǎn)能力從2008年二季度開(kāi)始月生產(chǎn)就達(dá)30t左右,達(dá)到了預(yù)期效果,確保了選冶廠的生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié) 論

礦產(chǎn)資源是有限的,因此,大力開(kāi)發(fā)和利用低品位高氧化銅礦資源具有十分重要的意義。堆浸是解決低品位高氧化銅礦回收利用的較好途徑。對(duì)原有堆浸生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造,能極大的提高堆浸的效果。

[1]玉溪晨興礦冶科技有限公司.漠沙新文選冶廠氧化銅礦浸出試驗(yàn)報(bào)告[R].玉溪:玉溪晨興礦冶科技有限公司,2008,1.

[2]李宏煦,蒼大強(qiáng),陳景河,等.生物因素對(duì)次生硫化銅礦堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué)的影響[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2007,17(2):331～335.

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[4]張衛(wèi)民,谷士飛,于 榮.永平低品位原生硫化銅礦石細(xì)菌浸出條件研究[J].金屬礦山,2006,(2):41～46,66.

2009-12-22)

李汝裕(1963-),男,云南彌渡縣人,采礦工程師,主要從事礦山施工技術(shù)管理工作,Email:qingtian_zeng@163.com。