就地破碎溶浸采矿法几个关键技术的探讨

就地破碎溶浸采矿法对开采坚硬贫铀和某些品位不高的金属矿石和矿床有广泛的应用前景和社会经济效益.根据应用情况,文章探讨了影响该法成败的以下几个关键技术问题浸矿之前研究工作的重点、高新技术解决爆破筑堆质量、最佳布液方式、溶浸采场合理结构参数,并介绍了它们的最新成果.     

改善高泥矿堆渗透性的机理研究

当溶浸液对矿石中有用物质的溶解能力一定时,决定堆浸效果好坏的因素则取决于溶浸液在矿堆中的渗透效果,对于高泥矿堆尤其如此.由于黏土矿物含量较高,高泥矿堆渗透性差,这必然导致堆浸效果差.为了有效地浸出其中有用矿物,必须改善其渗透性.从分析高泥矿堆低渗透性的原因着手,进而对改善其渗透性的机理进行研究,得出可从6个方面的措施.最后对各类措施进行了分类总结,并结合以上6个方面作了对比,得出堆中布液可较全面地改善高泥矿堆的渗透性,如将几个措施联合运用将能更好地改善高泥矿堆的渗透性,更有效地提高其堆浸效果.图4,表1,参12.     

表面活性剂对铜矿石堆浸渗透性的影响

为解决高含泥矿石渗透性差和浸出率低的问题,根据固体表面物理化学和多孔介质中渗流力学对表面活性剂强化渗流的机理进行分析,并在浸出液中加入阴离子表面活性剂进行柱浸试验。研究结果表明:表面活性剂主要通过改变矿石润湿性、降低浸出液黏度、吸附在矿石表面和增强渗透作用4个方面改善矿堆渗透性能;添加表面活性剂改善浸柱渗透性效果明显,在浸出后期渗透系数达到了对照组的2倍;添加表面活性剂使矿石的浸出率提高8.4%。此外,添加表面活性剂使溶浸液的表面张力降低50%。     

原地爆破浸出工艺布液浸出技术综述

布液浸出技术是原地爆破浸出工艺的关键技术之一.浸出效果的优劣与布液是否均匀和浸出操作是否合理密切相关.围绕矿堆的产状和物理特征、矿石浸出性能,并结合原地爆破浸出实践,对布液原地爆破浸出工艺布液方法选择和浸出过程控制进行了论述.     

江西大布铀矿床溶浸地质条件及溶浸方法研究

围绕溶浸采矿这个主题 ,从岩、矿石的物质成分 ,矿石结构构造 ,铀的存在形式 ,岩、矿石物理力学参数 ,矿体形态、产状、规模及矿床水文地质等诸多方面阐述了大布铀矿床溶浸的天然地质条件 ,并通过一系列矿石铀浸出工艺试验 ,获得大量溶浸工艺参数 ,提出大布铀矿床以原地破碎浸出辅以堆浸为最佳采矿方案。     

生物矿石颗粒浸矿方法研究

真菌具有生长速率快、生物量大、适应性强、发酵产生有机酸等特点,可应用于低品位矿石及尾矿中有价金属的提取.根据真菌浸矿过程中,真菌菌丝可以包裹矿石形成多个以矿石颗粒为内核,真菌菌丝为外壳的核-壳结构的生物矿石颗粒的特征,提出了生物矿石颗粒浸矿新方法.介绍了生物矿石颗粒浸矿方法的原理,及其在铜尾砂和铀矿石浸出中的应用.     

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%.     

类砂岩型矿石浸出液质量浓度混沌时序重构与浸矿周期预测

以河砂、水泥和盐为原料制作类砂岩型矿石试件,采用水浸的方式对不同品位矿石进行浸矿试验,对浸出液质量浓度进行监测. 考察了浸出液质量浓度和浸出率随浸矿时间演变规律;将浸出液质量浓度时间序列进行相空间重构,用混沌理论揭示了不同品位矿石浸出液质量浓度在相空间中相点距演化规律;利用灰色理论,建立了浸出液质量浓度相点距演化预测模型,确定合理的浸矿周期. 研究发现:浸出液质量浓度表现出混沌特性,对其进行相空间重构处理后,细微变化特征得以放大,内部规律得以充分展现;不同品位矿石表现出不同的非线性动力学行为;利用基于相空间重构的残差修正灰色模型预测了浸矿周期,为溶浸采矿理论与技术提供了一种新的研究和探讨方法.     

紫金山铜矿中深孔爆破矿石块度问题的探讨

对紫金山铜矿的矿石块度要求及影响爆破破碎效果的因素进行分析,提出紫金山铜矿矿石块度控制意见。     

含砷低品位硫化铜矿生物柱浸实验

介绍了含砷低品位硫化铜矿柱浸实验研究方法、装置和结果.实验在八根有机玻璃柱浸系统中进行,考察了细菌种类、矿石粒度、供氧条件及浸出周期等参数对浸出率的影响.结果表明,在-12mm粒度下,采用Z08090-O菌株浸出,浸出167d,铜浸出率为80.75%.对含大量黄铁矿且耗酸脉石少的矿石,酸的累积降低了采用普通驯化浸矿菌的铜浸出率,但采用激光诱变获得的耐低pH值浸矿菌,能够保持高效的铜浸出率.     

低品位铀矿石堆浸布液新工艺的试验研究

分析了布液新工艺的优点.用某铀矿低品位铀矿石作模拟矿堆,做小型室内柱浸试验,以检验雾化布液均匀性、矿石浸出情况.浸出结果:采用雾化布液的液计浸出率70.67%,试验数据表明雾化布液均匀性好,某铀矿石浸出性能较好.推荐了雾化布液堆浸该矿石的工艺参数.     

上盘矿柱诱导冒落回收力学分析

针对缓倾斜、中厚矿体高效开采方法研究中,上盘岩体含水、破碎,回采爆破易造成该岩体损伤、破坏而导致贫化过早,涌水量增大,矿石结块,放矿困难等问题,提出预留上盘矿柱,减缓爆破震动对上盘围岩损伤;同时在下分段布置诱导炮孔,破坏残留区域根基,诱导预留矿柱冒落,达到回收矿柱的目的.采用Flac3d对回采过程中预留矿柱的应力、位移、塑性区等扩展、发育过程中力学机制进行模拟分析,反演了回采过程中预留矿柱对减缓上盘岩层破坏力学过程,得出在分段上盘预留2 m厚的三角保护矿柱,可有效地控制塑性区的发展,有利于维持上盘的稳定性,且在下分段拉槽时,进行诱导崩落,可以将该矿柱完全回收.     

双鸭山铁矿诱导冒落法试验研究

针对双鸭山铁矿北区急倾斜破碎中厚矿体实际生产中存在的采准、切割工程难以形成,采场安全条件极差,损失、贫化大等问题,提出了切割巷+斜排炮孔拉槽、两端退采的诱导冒落法开采方案.给出了适合该类矿体的诱导工程参数,分析研究了其冒落进程、冒落块度,并预算了崩矿损失率、贫化率,依此在双鸭山铁矿S5采场进行试验.跟班标定表明,回采初期,回收率较高,冒落块度良好,与分析情况基本吻合;诱导区顶板冒透后,混岩率呈交替上升趋势变化,其现象与爆破块度及凿岩巷道位置有关.该法回收指标较好,可有效解决急倾斜破碎中厚矿体开采难题.     

矿岩散体流动参数物理模拟实验

结合崩落矿岩散体的力学特性,利用随机介质放矿理论,介绍了矿岩散体流动参数测定的物理模拟实验,测定了不受边界约束和端部放矿两种方式下的散体流动参数·研究了矿岩散体的流动形态(放出体形态)·认为采用低贫损开采模式,可有效地降低矿石损失贫化·工业试验表明,对于采用无底柱崩落法的矿山,利用模型实验,测定现场矿岩散体流动形态(参数),优化采场结构参数,可有效地降低矿石损失与贫化,提高矿山整体经济效益·     

基于目标规划的露天矿多元素配矿优化

针对爆堆品位分布不均时,露天矿多元素多卸矿点配矿而造成配矿时间长、配矿结果粗略等问题,提出了基于目标规划的露天矿自动化配矿优化方法.将爆堆离散化为若干规则单元块,采用地质统计学方法,以岩粉取样数据为基础,实现对爆堆品位的精细化预测;考虑元素配矿优先级的同时,以品位偏差最小为目标函数,建立基于目标规划的露天矿配矿优化模型;用C++语言编程并调用LPSlove求解器求解,输出露天矿配矿优化方案并自动圈定爆堆采掘范围.该方法应用于内蒙古某大型多金属露天矿,配矿解算快速,其配矿结果在品位指标允许的误差范围之内,极大提高了配矿效率.     

深孔孔内、孔间微差预裂爆破技术在破碎峒室工程爆破中的应用

介绍了大孤山铁矿在矿石三期破碎系统的建设过程中,采用垂直深孔爆破技术挖掘破碎峒室,使挖掘工期大幅度缩短。在爆破设计及施工过程中,成功地运用孔间、孔内微差预裂爆破技术,达到了较佳的技术经济效果,为国内类似的工程爆破提供一些有价值的借鉴。     

水平边界条件下深孔微差爆破的数值模拟

目的 研究水平边界条件下深孔微差爆破的作用机理。方法 采用动态非线性有限元法对单个水平自由面深孔微差爆破进行数值模拟。根据模拟结果分析岩块运动和槽腔内岩块的破坏方式。结果 孔底部分的岩石主要以冲击压缩破坏为主,而自由面附近的岩石主要以层裂破坏为主。结论 掏槽孔的爆破作用和微差时间的确定是影响微差爆破的重要因素,使用含定向裂纹的弹塑性模型可较好地描述脆性岩石本构行为。     

低品位高含泥氧化铜矿的制粒堆浸新工艺研究

目前，堆浸技术处理低含泥量的低品位氧化铜矿已经取得了令人满意的效果，且实现了工业化生产；但对高含泥量的低品位氧化铜矿，由于其渗透性能差，堆浸工艺尚不成熟．本研究选取含泥量高的低品位氧化铜矿石。分别进行了搅拌浸出试验和制粒柱浸试验，研究了矿石的浸出行为、制粒条件等．试验结果表明：采用酸法制粒堆浸效果良好，浸出液峰值浓度较高，浸出率大于90％，酸耗较低，约为6％；矿石浸出后，颗粒保持完好，矿柱渗透性能良好；此类型的矿石采用酸法制粒浸出工艺在技术上可行．     

深孔分段爆破法掘进采空区充填井成井的研究

采空区掘进充填井是一次回采嗣后块石胶结充填采矿法的关键。如不解决,采空区将不断扩大,势必造成地压危害和残留空场硫铁矿矿石氧化自然发火。而新桥硫铁矿采空区已达10~4m~3以上。解决采空区充填井已是燃眉之急。采用SQZ-1型潜孔钻车钻凿深孔而后分段爆破成充填井的成功,既解决了新桥矿采空区充填问题,又解决了其他方法不能掘进采空区充填井的问题,对类似矿山有较大的推广应用价值。