李汝裕,唐 飛,曾慶田

(1.玉溪飛亞礦業(yè)開發(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)改造實踐

李汝裕1,唐 飛2,曾慶田2

(1.玉溪飛亞礦業(yè)開發(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,通過改進礦石堆放結(jié)構(gòu)、噴淋濃度、料液滲出線路,達到了縮短浸出周期,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)營提供了成功經(jīng)驗。

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)濟指標來看,存在著堆浸礦石滲透性差、浸出周期長、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,由于礦石品位降低,入堆金屬量不足,特別是2008年一季以來料液品位僅為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)營困難的局面。因此,對低品位高氧化銅礦石堆浸工藝進行技術(shù)改造,縮短浸出周期,提高銅料液品位勢在必行[1]。

1 礦石堆浸工藝技術(shù)改造實踐

1.1 堆場布局改造

堆場建在一個狹長箐溝內(nèi),原堆浸場只有一個唯一的排液口,噴淋液要流經(jīng)整個礦堆才可能最終流出,且堆場已堆積近20萬t礦石,浸出液在礦堆內(nèi)要經(jīng)歷一個漫長的過程,難免存在滯后和稀釋效應(yīng)。本次改造將原來的8個“田”字形小面積堆場改造為堆礦面積長80～100m、寬40m的長方形堆場,每個堆場面積增到2300m2。這樣就將同時噴淋的堆場面積擴大一倍,6個堆場的噴淋和排液量得到獨立控制,其堆場面積從原來的9200m2提高到13800m2,見圖1、圖2。

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

圖1 原堆場示意

圖2 改造后的堆場示意

上礦線路的選取:在堆場標高低于廠部北端道路時,堆場上礦從北端進入堆場實施上礦;在堆場標高高于廠部北端道路時,從北端進入堆場實施上礦。

圖3 單礦場堆積結(jié)構(gòu)示意

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

1.2 堆場底部結(jié)構(gòu)改造

原堆場底部結(jié)構(gòu)未設(shè)防滲層,上礦車輛直接將礦石倒入堆場,堆礦方式采用前進式堆筑,堆高1.5～2m,堆筑完成后用挖機松動一次,然后接噴液管道及軟塑管、噴頭進行噴淋;僅在堆場中部設(shè)1條集液溝,且一次做成,堆浸礦石高度達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)歷一個漫長的過程,因此導(dǎo)致堆場滲透性較差,改造前堆場基本形成“養(yǎng)漁塘”現(xiàn)象,嚴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。

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

(1)堆場主、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)堆場上礦。用東風(fēng)車分別運輸粉礦和塊礦到堆場后段位置集中堆放,然后用裝載機先堆筑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,酸度24g/L的柱浸試驗,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)的試驗指標。

(2)中酸浸出試驗,酸度為60g/L浸出試驗,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結(jié)晶沉積于柱子底部,導(dǎo)致堵塞。

(3)濃酸強化浸出試驗,酸度為180g/L的強化浸出試驗,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)的試驗指標。

(4)擴大柱浸試驗,首先采用酸度為150g/L的濃酸液強化處理,然后用6～10g/L低酸浸出。試驗結(jié)果表明,濃酸液強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。

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

實驗結(jié)果表明:堆浸礦石首先采用酸度為120 g/L的濃酸液強化處理,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。通過應(yīng)用生產(chǎn)實踐,噴液濃度得到進一步驗證,采用80～100g/L濃度進行10d強化處理,然后用5g/L濃度的低酸進行淋洗,其效果更佳。

1.3.2 噴淋周期的選取[3,4]

對原礦品位僅為0.379%的低品位礦,先用120 g/L的濃酸強化浸出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)的試驗指標。通過生產(chǎn)實踐,噴液濃度周期得到進一步證實,首先采用80～100g/L濃度的強酸噴淋10d,然后用5 g/L濃度的低酸進行淋洗,其礦石浸出率達到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的強酸,用直徑Φ110mm的管道輸送濃度為5g/L的低酸,堆場噴頭布液用PVC或PE軟管引入,每間隔5 m安裝一個外旋式噴淋頭,每個噴淋頭的噴淋范圍控制在25m2。改造后的堆浸工藝流程見圖4。

圖4 改造后的堆浸工藝流程

2 改造效果分析

通過堆場布局、堆場底部結(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年二季度開始月生產(chǎn)就達30t左右,達到了預(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。對原有堆浸生產(chǎn)工藝進行改造,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報告[R].玉溪:玉溪晨興礦冶科技有限公司,2008,1.

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

[3]張贊煌.德興銅礦低品位礦石堆浸工藝實踐[J].礦業(yè)快報,2007,(6):42～43,75.

[4]張衛(wèi)民,谷士飛,于 榮.永平低品位原生硫化銅礦石細菌浸出條件研究[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。