專利名稱：一種堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溶浸采礦中的堆浸工藝中所使用的噴淋裝置及工藝，特別是一種間歇、交替、多線式堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝。
背景技術(shù)：
溶浸采礦是根據(jù)物理化學(xué)原理，利用某些化學(xué)溶劑及微生物，有選擇性地溶解、浸出和回收礦床、礦石或廢石中有用組份的一種采礦方法。溶浸采礦從根本上改變了常規(guī)采礦工藝，簡化了采、選、冶工序。因此，該技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展迅速，尤其是在金、銅、鈾等稀有金屬開采領(lǐng)域，開采比重越來越大。地表堆浸法是溶浸采礦應(yīng)用最為廣泛和成功的一種方法，是指將浸出劑噴淋在礦石或廢石堆上，在其滲濾的過程中，有選擇性地溶解和浸出礦石或廢石中的有用成分，使之轉(zhuǎn)入浸出劑中，以便進(jìn)一步提取或回收的一種方法。目前堆浸法已發(fā)展成為我國大規(guī)模處理貧礦、尾礦、廢礦石等物料，提取鈾、銅、金和銀等金屬的一種有效而又經(jīng)濟(jì)的采礦方法。我國鈾礦石的堆浸工業(yè)生產(chǎn)始于80年代，經(jīng)過多年的試驗(yàn)研究與工業(yè)實(shí)踐，鈾礦石堆浸在堆浸規(guī)模、礦石品位界限、礦石的巖性等方面都得到了突破，我國目前80%的鈾礦山都采用地表堆浸法進(jìn)行生產(chǎn)。我國低品位含金氧化礦石的堆浸生產(chǎn)工藝研究始于70年代末。近年來，金礦的堆浸規(guī)模和數(shù)量都有新的增長，生產(chǎn)技術(shù)也在不斷完善和提高，其處理方法和工藝參數(shù)不斷優(yōu)化，如福建紫金山金礦采用地表堆浸法提金，目前的浸出率可達(dá) 75 %。堆浸提銅在我國也獲得了較廣泛的應(yīng)用，如江西德興銅礦和福建紫金山銅礦，也獲得了比較理想的浸出效果。我國使用堆浸法提取的金屬產(chǎn)量逐年增長，在堆浸的礦石類型、筑堆、布液以及金屬回收等方面都取得了一些的進(jìn)展，但仍有很多影響金屬浸出率的關(guān)鍵問題有待進(jìn)一步的解決。其中探索合理的噴淋系統(tǒng)和工藝，確定合理的噴淋強(qiáng)度和時(shí)間，提高堆浸場(chǎng)金屬的浸出率，是堆浸技術(shù)發(fā)展的需要，也是許多堆浸礦山的迫切要求。我國目前的堆浸布液系統(tǒng)主要應(yīng)用的有堰塘灌溉式、噴淋器、滴淋式等幾種方式， 并以噴淋器布液、滴淋式布液兩種形式為主。這幾種堆浸布液系統(tǒng)均有不同程度的缺陷 堰塘灌溉式布液系統(tǒng)不利于空氣在礦堆中的流動(dòng)，礦堆中的含氧量低；噴淋器布液均勻性差、礦堆易板結(jié)；滴淋式布液安裝工作量大，易出現(xiàn)堆浸布液死角，布液器被堵后不容易被發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種布液噴淋均勻性好、礦堆氧含量高、能耗低、廢水量小、浸出液金屬濃度高、能顯著提高金屬浸出率的堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝，以解決現(xiàn)有的堆浸場(chǎng)布液系統(tǒng)及工藝的諸多不足之處。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的堆浸場(chǎng)噴淋裝置是噴淋裝置包括離心泵 (1)、浸出劑池(2)、高位池(3)、閥門(4)、流量計(jì)(5)、轉(zhuǎn)換閥門(6)、母管I (7)、母管II (8)、礦堆(9)、淋浸噴淋管(10)，其中浸出劑池位于堆浸場(chǎng)底部，離心泵(1)位于浸出劑池(2) 旁邊，高位池C3)位于浸出劑池( 上方，閥門(4)位于流量計(jì)( 之前，兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門(6) 位于流量計(jì)( 之后，母管I和母管II分別連接一個(gè)轉(zhuǎn)換閥門(6)，母管I和母管II分別連接到位于礦堆(9)上方的淋浸噴淋管(10)。其中，母管I的淋浸噴淋管之間的間距為1. 2m ；母管II的淋浸噴淋管之間的間距為1. 2m ；母管I和母管II的淋浸噴淋管交替排布，間距為0. 6m。其中，在淋浸噴淋管上設(shè)有若干噴淋位點(diǎn)，每個(gè)噴淋位點(diǎn)上設(shè)有3個(gè)噴淋點(diǎn)，第1 個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的右則，與中心軸之間的夾角為25度，第2個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的正上方，第3個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的左則，與中心軸之間的夾角為25度。其中，母管I連接的淋浸噴淋管上設(shè)置的噴淋位點(diǎn)與母管II連接的淋浸噴淋管上置的噴淋位點(diǎn)相互錯(cuò)開。噴淋工藝的具體步驟是通過離心泵將溶浸液泵到高位池，溶浸液從高位池流出， 通過閥門4控制浸出液流量，溶浸液經(jīng)過流量計(jì)5后，通過兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門6，分別進(jìn)入母管I 和母管II，再分流到各淋浸噴淋管，在堆浸場(chǎng)頂部進(jìn)行噴淋，溶浸液由上而下流經(jīng)堆浸場(chǎng)， 在堆浸場(chǎng)底部匯集到浸出液池。進(jìn)行噴淋時(shí)，先打開控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，關(guān)閉控制母管 II的轉(zhuǎn)換閥門，噴淋他后，然后關(guān)閉控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，打開控制母管II的轉(zhuǎn)換閥門， 再噴淋他，在整個(gè)噴淋過程中，兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門之間的開關(guān)一直重復(fù)進(jìn)行。其中，母管中溶浸液的工作壓力控制為0. 5MPa，噴淋強(qiáng)度都控制為12L · πΓ2 · h—1， 液滴直徑控制為0. 3-0. 4mm之間。在此噴淋強(qiáng)度下，有利于溶浸液與空氣中氧的充分接觸， 提高溶浸液的氧化還原電位，從而有利于金屬礦物的氧化和浸出。這種間歇式的噴淋裝置和工藝，減少了整個(gè)堆浸場(chǎng)的溶浸液的總量，提高了浸出液的金屬濃度，使得溶浸液對(duì)礦石堆的壓力大大減小，在浸出過程中有利于保持礦石堆的疏松狀態(tài)，提高礦石堆的滲透性，進(jìn)而提高礦物的浸出率，減少廢水的排放量，降低能耗和化學(xué)試劑的消耗。本發(fā)明母管I的淋浸噴淋管之間的間距為1. 2m，母管II的淋浸噴淋管之間的間距也為1. 2m，母管I和母管II的淋浸噴淋管交替排布，其間距為0. 6m。淋浸噴淋管的管徑為 32mm，距母管的Ilcm的位置設(shè)置第一個(gè)含有3個(gè)噴淋點(diǎn)的噴淋位點(diǎn)，此后每隔22cm設(shè)置3 個(gè)噴淋點(diǎn)，每個(gè)噴淋點(diǎn)之間相隔3. 5cm，見說明書附圖2。第1個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的右則，與中心軸之間的夾角為25度(見說明書附圖3)，浸出液可噴至距淋浸噴淋管右則30cm的地點(diǎn)，第2個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的正上方，浸出液噴落在淋浸噴淋管的周圍，第3個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的左則，與中心軸之間的夾角為25度(見說明書附圖幻。浸出液可噴至距淋浸噴淋管左則30cm的地點(diǎn)。母管I連接的淋浸噴淋管的設(shè)置的噴淋位點(diǎn)與母管II連接的淋浸噴淋管設(shè)置的噴淋位點(diǎn)相互錯(cuò)開，整個(gè)噴淋裝置相當(dāng)于每隔Ilcm就有3個(gè)噴淋點(diǎn)，見說明書附圖2。這種噴淋點(diǎn)交替、多線式的的噴淋裝置和工藝，有利于提高噴淋的均勻性，從而增加溶浸液與礦物的接觸面積和時(shí)間，進(jìn)而提高礦物的浸出率。本發(fā)明提供一種間歇、交替、多線式堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝。堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝具有加工簡單、成本低、操作方便靈活、能耗小、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)小、噴淋的均勻性好、噴淋密度小、礦物浸出效果好等優(yōu)點(diǎn)，適用于金、銅、鈾等礦石堆浸工藝的浸出。


圖1間歇、交替、多線式堆浸場(chǎng)噴淋裝置；圖2母管上噴淋位點(diǎn)設(shè)置示意圖；圖3噴淋點(diǎn)設(shè)置示意圖。
具體實(shí)施例方式I材料組成間歇、交替、多線式堆浸場(chǎng)噴淋裝置(見說明書附圖1)、金屬礦物礦石堆。II材料配置及施用方法淋浸裝置見說明書附圖1。鈾礦石堆長X寬X高=52X18. 2X :3m，裝礦石量5264t，鈾品位為0. 198%。噴淋工藝的具體步驟是通過離心泵1將溶浸液泵到高位池3，溶浸液從高位池流出，通過閥門4控制浸出液流量，溶浸液經(jīng)過流量計(jì)5后，通過兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門6，分別進(jìn)入母管I和母管II，再分流到各淋浸噴淋管10，在礦石堆浸場(chǎng)9頂部進(jìn)行噴淋，溶浸液由上而下流經(jīng)鈾礦石堆浸場(chǎng)，在堆浸場(chǎng)底部匯集到浸出液池。III 原理堆浸過程中，浸出液的金屬濃度和浸出率與礦石的品位和礦石粒度的關(guān)系明顯， 但在礦石品位和礦粒度相同條件下，與溶浸液的氧化還原電位、淋浸間歇、淋浸比、噴淋強(qiáng)度、交替噴淋等因素有關(guān)。金屬溶解時(shí)所需要的氧主要是靠溶浸液循環(huán)流動(dòng)通過礦堆時(shí)吸人的空氣和溶浸液中的溶解氧含量，合理的噴淋強(qiáng)度、噴淋時(shí)間和間隔時(shí)間，可以促進(jìn)礦堆 “呼吸”，提高礦堆的氧化還原電位，從而提高浸出液的金屬濃度和浸出率。而提高噴淋的均勻性可以增加溶浸液與礦物的接觸面積和時(shí)間，進(jìn)而提高礦物的浸出率。本專利通過采用間歇噴淋、噴淋點(diǎn)交替、選擇合適淋浸比、噴淋強(qiáng)度和噴淋密度， 減少了溶浸液的噴淋量，提高噴淋了均勻性，改善了礦堆的滲透性和增加了氧化還原電位， 從而達(dá)到了降低成本，減輕對(duì)環(huán)境的污染，提高浸出液金屬濃度、縮短浸出周期、提高浸出率的目的，取得了良好現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果。IV
具體實(shí)施例方式采用本發(fā)明專利提供一種間歇、交替、多線式堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝進(jìn)行噴淋時(shí)， 先打開控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，關(guān)閉控制母管II的轉(zhuǎn)換閥門，噴淋M1后，然后關(guān)閉控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，打開控制母管II的轉(zhuǎn)換閥門，再噴淋他，在整個(gè)噴淋過程中，兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門之間的開關(guān)一直重復(fù)進(jìn)行。母管中溶浸液的工作壓力控制為0. 5MPa，噴淋強(qiáng)度都控制為 12L · m_2 · tT1，液滴直徑控制為0. 3-0. 4mm之間。采用本發(fā)明專利提供一種間歇、交替、多線式堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝對(duì)規(guī)模為 5264t的鈾礦石堆進(jìn)行噴淋時(shí)，明顯改善了淋浸效率，淋浸總液固比降低，浸出液鈾濃度提高，減少廢水，減少能耗和化工原料耗量。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)果，與原噴淋裝置相比，5個(gè)月少產(chǎn)生廢水24092m3，少用電99000度、NaCl 52t、NaOH 4. lt，達(dá)到了節(jié)能減排、降能耗、降廢水、降成本的目的。
V實(shí)施例實(shí)施例1，本專利經(jīng)過小試和擴(kuò)試應(yīng)用到我國某堆浸鈾礦山，鈾礦石堆長X寬X 高=52 X 18. 2 X :3m，裝礦石量5264t，鈾品位為0. 198%。溶浸液為20g/L的硫酸溶液，通過離心泵將溶浸液泵到高位池，溶浸液從高位池流出，通過閥門控制浸出液流量，溶浸液經(jīng)過流量計(jì)后，先打開控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，關(guān)閉控制母管II的轉(zhuǎn)換閥門，噴淋他后，然后關(guān)閉控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，打開控制母管II的轉(zhuǎn)換閥門，再噴淋他，在整個(gè)噴淋過程中，兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門之間的開關(guān)一直重復(fù)進(jìn)行。母管中溶浸液的工作壓力控制為0. 5MPa，噴淋強(qiáng)度都控制為12L ·πΓ2化―1，液滴直徑控制為0. 3-0. 4mm之間。溶浸液由上而下流經(jīng)鈾礦石堆浸場(chǎng)，在堆浸場(chǎng)底部匯集到浸出液池。經(jīng)過連續(xù)噴淋34d后，累計(jì)浸出液21632m3，浸出液的平均鈾濃度為430mg/L，浸出總液固比為4 1，鈾的浸出率為89. 5%。本發(fā)明專利通過采用間歇噴淋、噴淋點(diǎn)交替、改變噴淋強(qiáng)度、改變噴淋密度、提高噴淋均勻性等手段，獲得了較好的效果，與原噴淋裝置和工藝相比，浸出周期縮短了 20%，累計(jì)浸出液減少了 38%，浸出液的的平均鈾濃度提高了 44%，浸出總液固比降低了 42%，而浸出率保持在了 90%左右。達(dá)到了節(jié)能減排、降能耗、降廢水、降成本的目的。以上僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人員還可以對(duì)此作出各種修改和變換。例如，對(duì)噴淋點(diǎn)的距離進(jìn)行調(diào)整，對(duì)噴淋的間歇時(shí)間進(jìn)行改變，對(duì)母管的數(shù)量和位置進(jìn)行變換，采用不同材質(zhì)和管徑的淋浸噴淋管，采用該裝置和工藝對(duì)不同類型的礦石進(jìn)行噴淋等等。然而，類似的這種變換和修改均屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種堆浸場(chǎng)噴淋裝置，包括離心泵(1)、浸出劑池(2)、高位池(3)、閥門(4)、流量計(jì) (5)、轉(zhuǎn)換閥門(6)、母管I (7)、母管II (8)、礦堆(9)、淋浸噴淋管(10)，其特征在于，浸出劑池位于堆浸場(chǎng)底部，離心泵(1)位于浸出劑池(2)旁邊，高位池(3)位于浸出劑池(2)上方，閥門(4)位于流量計(jì)(5)之前，兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門(6)位于流量計(jì)(5)之后，母管I和母管II 分別連接一個(gè)轉(zhuǎn)換閥門(6)，母管I和母管II分別連接到位于礦堆(9)上方的淋浸噴淋管 (10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堆浸場(chǎng)噴淋裝置，其特征在于，母管I的淋浸噴淋管之間的間距為1. 2 m ；母管II的淋浸噴淋管之間的間距為1. 2 m ；母管I和母管II的淋浸噴淋管交替排布，間距為0.6 m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堆浸場(chǎng)噴淋裝置，其特征在于，在淋浸噴淋管上設(shè)有若干噴淋位點(diǎn)，每個(gè)噴淋位點(diǎn)上設(shè)有3個(gè)噴淋點(diǎn)；第1個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的右則， 與中心軸之間的夾角為25度，第2個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的正上方，第3個(gè)噴淋點(diǎn)的位置為淋浸噴淋管的左則，與中心軸之間的夾角為25度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堆浸場(chǎng)噴淋裝置，其特征在于，母管I連接的淋浸噴淋管上設(shè)置的噴淋位點(diǎn)與母管II連接的淋浸噴淋管上置的噴淋位點(diǎn)相互錯(cuò)開。
5.一種堆浸場(chǎng)噴淋工藝，其特征在于，工藝的具體步驟是通過離心泵將溶浸液泵到高位池，溶浸液從高位池流出，通過閥門控制浸出液流量，溶浸液經(jīng)過流量計(jì)后，通過兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門，分別進(jìn)入母管I和母管II，再分流到各淋浸噴淋管，在堆浸場(chǎng)頂部進(jìn)行噴淋，溶浸液由上而下流經(jīng)堆浸場(chǎng)，在堆浸場(chǎng)底部匯集到浸出液池。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種堆浸場(chǎng)噴淋工藝，其特性在于，進(jìn)行噴淋時(shí)，先打開控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，關(guān)閉控制母管II的轉(zhuǎn)換閥門，噴淋6 h后，然后關(guān)閉控制母管I的轉(zhuǎn)換閥門，打開控制母管II的轉(zhuǎn)換閥門，再噴淋6 h，在整個(gè)噴淋過程中，兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門之間的開關(guān)一直重復(fù)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種堆浸場(chǎng)噴淋工藝，其特性在于，母管中溶浸液的工作壓力控制為0. 5 MPa,噴淋強(qiáng)度都控制為12 L · m_2 · h—1，液滴直徑控制為0. 3-0. 4 mm之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種間歇、交替、多線式堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝。該噴淋裝置包括離心泵、浸出劑池、高位池、閥門、流量計(jì)、轉(zhuǎn)換閥門、母管I、母管II、礦堆和淋浸噴淋管。該噴淋工藝的具體步驟是通過離心泵將溶浸液泵到高位池，溶浸液從高位池流出，通過閥門控制浸出液流量，溶浸液經(jīng)過流量計(jì)后，通過兩個(gè)轉(zhuǎn)換閥門，分別進(jìn)入母管I和母管II，再分流到各淋浸噴淋管，在堆浸場(chǎng)頂部進(jìn)行噴淋，溶浸液由上而下流經(jīng)堆浸場(chǎng)，在堆浸場(chǎng)底部匯集到浸出液池。該堆浸場(chǎng)噴淋裝置及工藝具有加工簡單、成本低、操作方便靈活、能耗小、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)小、噴淋的均勻性好、噴淋密度小、礦物浸出效果好等優(yōu)點(diǎn)，適用于金、銅、鈾等礦石堆浸工藝的浸出。
文檔編號(hào)C22B3/04GK102492838SQ20111044387
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者丁德馨, 葉勇軍, 張紹錫, 李廣悅, 胡南, 陳祥標(biāo) 申請(qǐng)人:南華大學(xué)