專利名稱：一種電場強化細粒尾礦原地浸出的方法
技術領域：
本發明屬于尾礦資源回收利用領域，涉及一種細粒尾礦的溶浸開采方法，適用于尾礦庫堆積的細粒尾礦二次資源的免筑堆開采。
背景技術：
我國現有尾礦庫12718座，其中在建尾礦庫為1526座，占總數的12%，已經閉庫的尾礦庫1024座，占總數的8%，截止2007年，全國尾礦堆積總量為80.46億噸。據專家測算，對現存尾礦中的有價元素進行回收，可回收2.1億噸金屬鐵、300噸黃金、200萬噸銅，以及大量的金屬鈦和稀有、稀土金屬，每年可創造數千億元的產值。這些尾礦資源如不能綜合回收利用，將造成巨大浪費。目 前我國絕大多數尾礦尚未被綜合利用，綜合利用率不足10%，有色金屬尾礦的利用率更低，高效合理開發利用尾礦資源將對我國經濟發展與國家建設具有重要的戰略意義。尾礦品位低，常規采選工藝回收成本較高，而溶浸開采以其投資少、成本低、易實施的特點成為回收金屬尾礦有用成分的重要途徑。細粒尾礦多存在于地表尾礦庫中，要對其進行溶浸開采，實現二次資源的回收利用，主要問題是由于尾礦顆粒細，導致滲透性差，浸出效率低，影響浸出工藝的順利進行，使溶浸采礦技術在尾礦資源回收領域受到極大的限制。對此，常用的溶浸開采方法有制粒堆浸法、攪拌浸出法。制粒堆浸法是將細粒尾礦經過制粒后堆置在地表形成浸堆，使溶浸液從礦堆頂部噴淋，從底部收集浸出液。制粒堆浸法很好地改善了細粒尾礦的滲透性，但是制粒工藝前期投資及運營成本較高，工藝復雜，而且酸性條件下的制粒劑還沒有得到推廣，很大程度上限制了尾礦制粒堆浸法的應用。攪拌浸出法是把尾礦與一定配比的溶浸液混合并攪拌浸出。攪拌浸出法浸出率高，但投資大、流程長、水耗能耗高、尾渣含水量高、固液分離難，只在精礦和高品位尾礦中有應用。因此，各種浸出方法的優缺點，依據電滲理論，結合電場在垃圾填埋場防滲、采油工藝及土壤修復等領域的應用，提出一種電場強化細粒尾礦原地浸出的方法，解決細粒尾礦滲透性差，浸出效率低的問題。
發明內容
本發明旨在提供一種在尾礦庫中進行細粒尾礦溶浸開采方法，具體做法是在尾礦庫中布置電極井，通以直流電，在電場力作用下尾礦庫中的溶浸液實現定向加速流動。實時監測集液池中的金屬離子的濃度，不符合標準的溶浸液再次進入注液井進行循環，符合標準的浸出液通過萃取電積等手段得到有用金屬，從而實現礦山固體廢棄資源的二次開發利用。本發明具有工程量小、免筑堆、工藝簡單的優點。本發明的技術方案是:一種電場強化細粒尾礦原地浸出的方法，該方法具體包括以下步驟:
步驟1:將尾礦庫按照以長度50m，寬度50m為一個單元體，每4個單元體構成一個采區，沿著上游筑壩的方向依次向尾礦庫內部進行劃分若干采區，
步驟2:選其中一個采區，在采區的一側設置電場控制室和集液池A，另一側設置沉淀池和集液池B，將注液井與抽液井以長方形或梅花形布置在采場內，注液井與抽液井頂端要露出地面0.2 0.4m,注液井的底端要比抽液井的底端深0.5 m,所述抽液井通過抽液管和第一抽液泵與所述集液池B聯通，所述注液井通過注液管與所述集液池A聯通，集液池A與集液池B通過循環管和循環液泵聯通；其中，所述注液井直徑100cm，抽液井直徑50cm，抽液井作為陰極，注液井作為陽極，且陰極的數量多于陽極，液體向四周均勻滲流；
步驟3.電場控制:電場控制室中的直流變壓器將交流電轉換成直流電，并且采用并聯接線方式與采區內的所述注液井與抽液井連接，通電方式采用通電10分鐘，停止3分鐘的間隔通電，向采區內所述注液井與抽液井加載電壓，根據所述注液井與抽液井間距調節輸出電壓，使注液井與抽液井之間的電場強度在5-10v/cm，使采區內的浸出體系的含水率達到 60% ；
步驟4.尾礦的浸出:根據金屬的屬性，配制溶浸液，在電場的作用下抽液井產生浸出液，將浸出液通過第一抽液泵泵送到所述沉淀池進行沉淀，沉淀后的澄清液進入集液池B，監測其中浸出液濃度，未達到濃度標準由循環液泵送到集液池A繼續入堆浸出，達到回收標準的合格溶液進入萃取車間，進行下一步處理；
步驟5.浸出液的處理:
將集液池B內濃度達到回收標準的合格的浸出液通過第二抽液泵送到萃取-電積車間，獲得有用金屬；
步驟6.采區加固處理:待集液池B中金屬離子濃度不再升高時，停止注液、抽液循環，繼續通電直至尾礦表面干涸，利用電滲加固原理提高尾礦庫的穩定性；
步驟7.再對下一個采區進行步驟2-6的操作。
進一步，所述注液井與抽液井以長方形布置中同極性電極的間距6應小于異極性的L，這是因為均勻電場能夠帶來更好的排水效果。L的范圍為I 3 m;梅花形布置時相鄰兩陰極的距離I的大小和L的值一致。本發明可充分回收金屬尾礦內有價元素，進一步提高我國礦產資源利用率；并能實現對尾礦庫的電滲固結，提高尾礦庫的安全性。電場強化細粒尾礦原地浸出工藝作為一種新型高效環保的尾礦處理技術，可以有效回收尾礦中有用金屬成分，將對緩解我國礦產資源的供需矛盾具有重要意義。
圖1為本發明中注液井和抽液井布置示意圖。圖2為本發明細粒尾礦電場強化浸出流程示意圖。圖中:
1.電場控制室，2.集液池A，3.注液泵，4.注液管，5.注液井，6.抽液井，7.陰極，
8.陽極，9.循環管，10.第一抽液泵，11.循環抽液泵，12.抽液管，13.集液池B，14.沉淀池15.第二抽液泵。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的技術方案作進一步說明。本實施例所處理的礦山銅尾礦平均含0.56%可溶銅，-75um細顆粒占55%，成分主要是孔雀石。(I)劃分采區
采區尺寸長度50m，寬度50m為一個單元體，4個單元體構成一個采區。沿著上游筑壩的方向依次向尾礦庫內部進行。(2)布置電極井
注液井直徑100cm，抽液井直徑50cm，采用梅花形布置。注液井與注液井間距4m，注液井與抽液井間距2 m。每個注液井四周布置6個抽液井。電極頂端要露出地面0.2 0.4m，以便于接線維護，陰極底端要比陽極的深0.5 m。(3)建立電場控制系統
通過直流變壓器，將交流電轉換成直流電，根據電極間距調節輸出電壓，使電極間的電場強度在5-lOv/cm。通電方式采用間隔通電，通電10分鐘，停止3分鐘，保證浸出體系的含水率在60%左右。(4)尾礦浸出管理
采用l(Tl00g/L稀酸液進行注液浸出，當浸出液銅金屬含量達到1.5g/l時排入集液B備萃取用，小于此濃度則重新進入堆場進行循環浸出。(5)浸出料液的處理
達到標準的料液，通過泵送進入萃取車間，采用Lix984萃取劑萃取，之后電積生成電積銅。采用上述方法處理銅尾礦，最大限度的回收了尾礦中的銅金屬。整個浸出工藝生產合格浸出液的處理能力為12t/d，浸出率穩定在60%左右，酸耗控制在10t/t Cu以下，耗電量50度/ (噸 時)。
權利要求
1.一種電場強化細粒尾礦原地浸出的方法，該方法具體包括以下步驟: 步驟1:將尾礦庫按照以長度50m，寬度50m為一個單元體，每4個單元體構成一個采區，沿著上游筑壩的方向依次向尾礦庫內部進行劃分若干采區， 步驟2:選其中一個采區，在采區的一側設置電場控制室(I)和集液池A (2)，另一側設置沉淀池(14)和集液池B (13)，將注液井(5)與抽液井(6)以長方形或梅花形布置在采場內，所述注液井(5)與抽液井(6)頂端要露出地面0.2 0.4m，注液井(5)的底端要比抽液井(6)的底端深0.5 m，所述抽液井(6)通過抽液管(12)和第一抽液泵(10)與所述集液池B (13)聯通，所述注液井(6)通過注液管(4)與所述集液池A (2)聯通，集液池A (2)通過循環管(9)和循環液泵(11)與集液池B (13)聯通；其中，所述注液井(5)直徑100cm，抽液井(6)直徑50cm，抽液井(5)作為陰極，注液井(6)作為陽極，且陰極的數量多于陽極，保證液體向四周均勻滲流； 步驟3.電場控制:電場控制室(I)中的直流變壓器將交流電轉換成直流電，并且采用并聯接線方式與采區內的所述注液井(5)與抽液井(6)連接，通電方式采用通電10分鐘，停止3分鐘的間隔通電，向采區內所述注液井(5)與抽液井(6)加載電壓，根據所述注液井(5)與抽液井(6)間距調節輸出電壓，使注液井(5)與抽液井(6)之間的電場強度在5-lOv/cm，使采區內的浸出體系的含水率達到60% ； 步驟4.尾礦的浸出:根據金屬的屬性，配 制溶浸液，在電場的作用下抽液井(6)內產生浸出液，將浸出液通過第一抽液泵(10)泵到所述沉淀池(14)進行沉淀，沉淀后的澄清液進入集液池B (13)，監測池中浸出液金屬離子濃度，未達到濃度標準由循環液泵(11)送到集液池A (2)繼續入堆浸出； 步驟5.浸出液的處理: 將集液池B內濃度達到回收標準的合格的浸出液通過第二抽液泵(15)送到萃取-電積車間，獲得有用金屬； 步驟6.采區加固處理:待集液池B (13)中金屬離子濃度不再升高時，停止注液、抽液循環，繼續通電直至尾礦表面干涸，利用電滲加固原理提高尾礦庫的穩定性； 步驟7.再對下一個采區進行步驟2-6的操作。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述注液井(5)與抽液井(6)以長方形布置中同極性電極的間距6應小于異極性的L, L的范圍為I 3 m ;梅花形布置時相鄰兩陰極的距離I的大小和L的值一致。
全文摘要
本發明一種電場強化細粒尾礦原地浸出的方法，該方法在不破壞原有尾礦庫結構的基礎上，通過埋設電極、鉆注液孔、抽液孔，將細粒尾礦庫變成一個原地浸出系統，通過電場的強化作用控制溶浸液的流動方向與流動速度，符合標準的浸出液，再進入萃取和電積車間提取有用金屬。通過電場的強化作用，加速了溶浸液的流動速度與溶質的遷移速度，解決了細粒尾礦堆體滲透性差、浸出效率低的難題，并且通過調節溶浸液pH值，使細粒尾礦堆體達到環境保護的要求，既提高了尾礦資源的利用率，又不對環境產生影響，浸出結束后持續通電對采區進行電滲加固，提高尾礦庫的安全性，是一種新型高效環保的尾礦處理技術，將對緩解我國礦產資源的供需矛盾具有重要意義。
文檔編號C22B3/04GK103194597SQ20131013899
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月20日 優先權日2013年4月20日
發明者王少勇, 吳愛祥, 尹升華, 王貽明, 王洪江, 韓斌, 繆秀秀, 胡凱建 申請人:北京科技大學