地下溶浸采矿中的爆岩块度控制试验研究

在地下溶浸采矿中,为了改善受浸矿堆的渗透性,加快浸出速度,提高浸出效果,需将矿岩爆破至一定的块度。本文通过对江西某矿井下硫化铜矿的爆破参数优化试验研究,成功地解决了生物溶浸采矿提铜工艺技术试验研究中的关键技术难题。     

次生硫化铜矿微生物浸出实验

微生物浸矿是提取低品位,难选次生硫化铜矿中有价元素的最有效方法之一.本研究利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidthiobacillus ferrooxidans)浸取福建某难选次生硫化铜矿,依次开展浸矿菌富集培养实验、驯化转代实验和不同粒径配比下柱浸试验,获得了不同阶段的细菌浓度、pH值、铜浸出率等演变规律;并结合电子计算机断层扫描技术实现了柱内矿堆塌落、截面孔隙演化和浸矿机理研究.研究表明:细菌浓度和pH值均呈现缓慢增加后趋降低的趋势,浸柱中细菌增殖较慢,浸矿480 h后,细菌浓度仅为每毫升5×107个.浸矿过程中,细颗粒趋于向柱底迁移,矿堆出现塌落;柱顶孔隙率变大,增幅为6.65%,柱底孔隙率变小,降幅为8.29%;塌落程度与细粒含量成正比,最小塌落为1.7 mm,最大塌落为6.15 mm.入堆矿石粒径极大影响着柱浸体系的浸出效果.实验中柱浸B组(粒径r < 1 mm占28.41%)浸矿效果最佳,浸矿480 h后铜浸出率达47.23%.      

细粒层对浸矿表面形貌及钝化的影响

由于矿石粒径配比、表面粗糙度、密度等性质差异,筑堆过程中堆内极易出现矿石颗粒偏析现象.细粒层是导致矿石表面受侵蚀程度不均的关键因素,其严重制约了铜矿资源的高效浸取.为探究细粒层对矿石浸出效果、表面形貌及钝化现象的影响,选取粗颗粒矿石（4 mm < d < 6 mm）与细颗粒矿石（2 mm < d < 4 mm）,开展不同细粒层位置下次生硫化铜矿微生物浸出实验.结合CT扫描与冷场电镜扫描技术等分析手段,从宏、细、微观多层面,探究不同细粒层位置下矿石宏观浸出规律,细观矿石团聚结块,微观表面形貌特征与钝化.结果表明:细粒层导致铜浸出率普遍降低,均低于无细粒层、均匀粗颗粒介质的实验组;不同矿堆位置处细粒层对浸出效果影响不同,细粒层位于顶部的实验组铜浸出效果最优,浸矿60 d铜浸出率达71.3%;同一细粒层不同位置处矿石表面孔裂结构演化程度不一;浸矿60 d后,铜浸出率趋于峰值,矿石团聚结块与钝化现象显著,矿石表面形成以黄钾铁矾、多硫化物、胞外多聚物、硫膜为主的钝化物质层.      

溶液pH值对浸矿微生物活性及浸出速率的影响研究

研究了从紫金山铜矿生物堆浸矿堆中分离到的浸矿微生物,在不同的初始培养基pH(1.0～3.0)下的活性和在不同初始培养基pH(1.4～4.5)下对紫金山硫化铜矿石的浸出规律.结果表明,生长稳定后初始pH值小于1.8的溶液的pH值稳定在1.6左右,而初始pH值大于2.2的溶液的pH值稳定在1.9左右.而不同初始pH(1.4～4.5)的浸矿实验表明,适于该浸矿微生物浸矿的最佳pH值在1.8～2.3之间,最终矿浆电位与铜的浸出率存在一定的线性关系.     

矿石颗粒级配对堆浸体系三维孔隙结构的影响

为研究堆浸体系矿石粒径分布对孔隙结构的影响,对不同级配矿岩散体构成的浸柱开展显微CT扫描测试,得到浸柱内部结构图像。通过阈值分割算法对孔隙结构进行提取,建立浸柱三维孔隙模型,对浸柱体孔隙率和面孔隙率的空间分布特征进行研究。利用最大球算法构建浸柱孔隙网络模型,进而分析矿石粒径分布对孔喉半径、喉道长度、孔喉体积、形状因子和配位数等参数的影响规律。结果表明:矿石颗粒级配性越好,矿堆孔隙率越低;矿石粒径越均匀,矿堆不同区域孔隙率差异越小;矿石粒径分布对孔隙尺寸和连通性影响较为显著,对孔喉形状因子影响较小。随着细颗粒矿石的减少,大孔隙增多,孔喉半径、喉道长度和孔喉体积相应增大;随着矿石粒径均匀性的增加,堆浸体系中孤立孔隙所占比例减少,高配位数孔隙所占比例增大,即矿堆内的孔隙空间具有更好的连通性。      

高碱低渗透性氧化铜矿渗透试验研究

采用混合水平均匀设计方案进行变水头法高碱低渗透性氧化铜矿柱浸试验,探讨了初始浸出酸度、喷淋强度和矿石粒径对矿堆渗透速度的影响,3因素对回归方程的贡献分别为0、15.6%和83.6%。采用电子探针分析、电子显微镜扫描等方法,确定了不同浸出阶段影响矿堆渗透性的主导因素分别为浸出前期为松散颗粒的物理堵塞作用,中期为悬浮液淤塞作用,后期为化学结垢和机械压实作用。渗透动力学分析结果表明,粗颗粒、细颗粒和粉末矿堆的渗透速度均随浸出时间的延长而呈指数级减小,且不同粒径矿堆的渗透速度及下降速率相差很大。     

矿石粒度和矿浆浓度对原生硫化铜矿细菌浸出的影响

通过摇瓶试验研究矿石粒度和矿浆浓度对原生硫化铜矿石中细菌浸出的影响,并初步探讨了浸矿过程中细菌的氧化活性及其对浸矿的影响。研究结果表明:在原生硫化铜矿石细菌浸出过程中,有利于铜浸出的矿石粒度和矿浆浓度分别是5 mm和20%~25%;溶液中三价铁含量过高或产生的铁沉淀都会直接影响细菌的氧化活性和浸矿效果。     

YW-200浸出铜矿中伴生银试验研究

在微生物浸出体系中加入YW-200形成的新的浸矿体系，对铜矿石中伴生银的浸出进行试验，在实验室柱浸条件下，5个月银浸出率80．46％（-5mm粒度）和67．87％（-20mm粒度），说明YW-200浸矿体系能较好地浸出铜矿中的伴生银，且对铜的浸出没有不良影响，同时阐述了浸矿过程中的几个影响因素。     

浸矿液pH对离子吸附型稀土浸出行为影响实验研究

为了探究浸矿液pH对离子吸附型稀土浸出行为的影响,从宏观和微观相结合的角度对离子吸附型稀土浸出行为进行了研究。实验采用不同pH硫酸镁溶液作为浸矿液对离子吸附型稀土进行室内模拟柱浸实验,同时采用核磁共振技术测定浸矿过程试样的横、纵两向反演图像及T₂图谱、孔隙结构等参数,分析了不同pH(2～4.5)对离子吸附型稀土浸矿行为的影响规律。结果表明,当pH>2.5时,随浸矿液pH降低,稀土浸出率增加,浸矿过程中试样内部孔隙结构由大孔隙和超大孔隙向小中孔隙演化;当pH<2.5时,随浸矿液pH降低,稀土浸出率减小,浸矿过程中试样内部孔隙先由大孔隙和超大孔隙向小中孔隙演化,随着离子交换反应结束,小中孔隙又向大孔隙和超大孔隙演化。分析认为,这种差异是由于稀土矿体微细颗粒在孔隙表面沉积和释放动态转化过程导致,受离子置换反应引发浸矿液离子强度变化等因素影响。     

离子型稀土矿硫酸镁溶液原地浸矿渗流演化实验研究

对于离子型稀土矿体的原地浸矿,渗流是稀土离子浸出率和浸矿周期的重要控制因素,成为提升浸出效率的关键。本研究以赣州龙南足洞稀土矿块为柱浸实验对象,以硫酸镁溶液作为浸矿液,利用核磁共振、EDTA容量法和数据拟合分析等手段,研究了不同浓度硫酸镁溶液浸矿对离子型稀土矿体孔隙结构、稀土离子浓度及溶液浸出速率的影响,并探讨了原地浸矿过程孔隙结构的演化机理。结果表明：清水浸矿过程对矿体孔隙结构的影响较小,并有少部分大孔隙矿体向小孔隙矿体转变;而硫酸镁溶液浸矿过程对矿体孔隙结构的影响较大,矿体孔隙率先由大孔隙向小孔隙转变,再由小孔隙向大孔隙转变,并且表现出阻碍浸矿液渗流的特点,浓度越大,阻碍作用越显著。最后分别拟合了各硫酸镁浸矿组的浸出稀土离子浓度与平均浸出速率的关系。     

硫化铜矿粒孔隙模型重构与溶液渗流模拟

以次生硫化铜矿粉为原料,添加黏结剂、氯化钠制备矿粒,并借助CT扫描技术、图像处理及三维重构方法,开展了单个矿粒浸出试验,探究了溶浸前后矿粒内部的孔隙变化;运用COMSOL Multiphysics模拟仿真软件,构建了溶液在孔隙通道中流动的仿真模型。结果表明:经过一周时间的溶浸,矿粒内部孔隙的数目、平均体积、平均表面积及孔隙平均等效直径分别增长了99%、151%、223%和90%,孔隙率增长了4倍,孔隙连通度增长了近2倍。在孔隙通道较狭窄的区域和底部区域,溶液的流速、压力急剧增加,对矿粒结构的稳定性产生较大影响。      

低品位次生硫化铜矿酸性矿坑水喷淋堆浸工业试验

以酸性矿坑水为浸出剂,对紫金山低品位次生硫化铜矿进行堆浸工业试验。重点考察了矿石性质、喷淋制度、堆浸过程中浸矿细菌的种群结构等对矿石铜和铁浸出率的影响。结果表明,矿石堆浸210天,平均铜浸出率65.9%、铁浸出率5.4%。含酸性坑水喷淋次生硫化铜矿生物堆浸的湿法提铜工艺在工业上是可行的。     

永平铜矿低品位氧化矿堆浸技术的改进

分析了永平铜矿低品位氧化矿堆浸生产过程中存在的技术问题及问题产生的原因，考察了矿堆容重的改变及不同矿堆高度对溶液渗透速度的影响。详细介绍了对堆浸技术所进行的改进：(1)将原来前进式筑堆改为后退式筑堆；(2)在矿堆底部增加排水层；(3)变常规高层堆浸为硫酸熟化预处理薄层浸出；(4)实施分区喷淋与休闲轮换作业的布液制度。技术改进后，堆浸生产技术指标大为改观，取得了明显的经济效益。     

含金褐铁矿直接堆浸的初步探讨

本文对吴家金矿含金褐铁矿石进行直接堆浸试验,取得较好指标(金浸出率达到75％)作了简要论述,并探讨了制粒堆浸失败的原因和多雨季节堆浸过程应注意的事项,为该地区泥质氧化矿石(铁帽型金矿)直接堆浸提供了成功的经验。     

含金全泥质氧化矿堆浸喷淋技术的改进

含金全泥质氧化矿的堆浸,矿石泥化严重,渗透性差,原生产采用滴淋管喷淋,矿堆顶面积水严重,喷淋不均匀导致矿石堆浸的金浸出率低,浸出周期长,通过生产改进,将滴淋管改为水带喷淋,有效解决了滴淋管喷淋不均匀、积水严重等问题,明显提高了堆浸效果和金的浸出率。     

铁帽型金矿石制粒堆浸提金工艺的探讨

以一铁帽型金矿石的堆浸生产实践为例，结合其矿石性质，分析了铁帽型金矿石堆浸的可行, 探讨了堆浸时制粒与否，pH值，药剂制度和浸出时间等浸出因素对浸出效果的影响，以优化生产条件，生产实践表明，对于这类氧化程度高，含泥多的低品位铁帽型金矿石，采用制粒堆浸工艺，可以获得较好的技术指标，金浸出率达到77％。     

对加温及增强渗透提高浸堆金浸率的探讨

采用堆浸法提金工艺处理低品位金矿的技术在世界发达国家或地区已经日益趋于成熟,我国在研究应用低品位金矿堆浸技术方面也已经取得了较大成就, 但对低温地区的浸堆加温及含粉矿、粘土矿物较高的金矿石解决渗透性的堆浸技术方面, 我国矿业界仍需要加快研究,以利于我国黄金工业发展和金矿资源保护。     

低品位氧化铜矿堆浸工业试验

采用硫酸作浸出剂,对新疆土屋低品位氧化铜矿进行堆浸工业试验,重点考察了不同粒度和矿堆堆高的渗透性、铜浸出率及酸耗的变化,并探讨了当地气候条件对堆浸的影响。结果表明,-50mm的矿石堆浸60天,铜浸出率可达80%以上。吨矿酸耗和水耗分别为24.2kg和164kg,吨铜酸耗和水耗分别为9.4t和63.9t。该矿采用堆浸-萃取-电积工艺回收铜是可行的。     

紫金山金矿缩短堆浸周期的途径与生产实践

堆浸周期是影响堆浸厂产量、经济技术指标的重要参数。缩短堆浸周期,有利于提高堆浸厂的产量、经济效益和矿堆浸出率。对紫金山金矿堆浸厂的矿堆浸出周期进行了较详尽的研究,研讨了缩短堆浸周期的技术措施,指出了缩短堆浸周期的管理与技术实施方向,并以2001 年紫金山金矿堆浸厂的堆浸生产提速为例,表明缩短堆浸出周期,取得了显著的经济效益。同时对破碎矿石的粒度的选择、筑堆方式、矿堆筑堆高度、喷淋强度、堆浸生产的合理安排及其他缩短矿堆浸出周期的技术途径等进行探讨。     

四川某金矿提高堆浸技术指标的生产实践

某金矿通过对堆浸工艺的技术改造，采取建设正规化永久性堆场、降低入堆矿石粒度、革新使用新型炭吸附工艺等措施，使堆浸技术指标得到了显著提高。堆浸回收率由原来的75．84％提高到81.34％。