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一种分类筑堆的地表槽浸工艺

阅读:853发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种分类筑堆的地表槽浸工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种分类筑堆的地表 槽浸 工艺,首先将 矿石 用 破碎 机破碎为不同粒级,再经过筛分-混合后进行级配处理,而后由运送至分类筑堆的地表槽浸集液反应装置的 浸出 槽中,进行分区 堆浸 ;再将配液池中的溶浸液通过供液 泵 抽至浸出槽进行喷淋,采用分区分强度喷淋式布液,浸出液由排液口输送至 富液 池,再由浸出 提升泵 抽至高位槽,溶浸液从高位槽进入 吸附 塔进行离子交换,采用三塔 串联 正流淋洗,淋洗剂由淋洗剂制备槽输送至淋洗剂高位槽,以一定的流速经过三塔串联逆流淋洗后为合格液,从吸附塔中出来的贫 树脂 再返回至吸附塔循环使用,合格液被泵送至沉淀塔沉淀,最后经过 压滤机 压滤至成品,工艺简单,实用性强。,下面是一种分类筑堆的地表槽浸工艺专利的具体信息内容。

1.一种分类筑堆的地表槽浸工艺,首先将矿石破碎机破碎为不同粒级,再经过筛分-混合后进行级配处理,而后由挖掘机将不同粒级的矿石搬运至指定的皮带输送机皮带输送机将破碎成一定粒度的矿石运送至分类筑堆的地表槽浸集液反应装置的浸出槽中,进行分区堆浸,不同粒级的矿之间用金属网隔开;再将配液池中的溶浸液通过供液抽至浸出槽进行喷淋,采用分区分强度喷淋式布液,从浸出槽浸出的浸出液由排液口输送至富液池,再由浸出提升泵抽至高位槽,由富液池输出的溶浸液从高位槽进入吸附塔进行离子交换,从吸附塔中出来进入一号淋洗塔、二号淋洗塔、三号淋洗塔进行正流淋洗后的贫树脂再返回至吸附塔吸附,三塔串联逆流淋洗用的淋洗剂由淋洗剂制备槽输送至淋洗剂高位槽,以一定的流速从三号淋洗塔进入,经过三塔串联逆流淋洗,从一号淋洗塔流出的淋洗液为合格液,合格液被泵送至沉淀塔沉淀,最后经过压滤机压滤至成品,工艺结束。
2.根据权利要求1所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,采用H2SO4和化剂H2O2作为溶浸液。
3.根据权利要求1所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,矿石筛分级配处理将矿石分为-20mm~+5mm的块状矿石和+1~5mm的粉状矿石。
4.根据权利要求3所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,在-20mm~+5mm的块状矿石堆放区域采用的布液强度为20~100L/(m2·h),在1~5mm的粉状矿石堆放的区域采用的布液强度为5~20L/(m2·h)。
5.根据权利要求3所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,矿石筛分后采用Gates-Gaudin-Schuhmann分布描述粒径分布的好坏,Gates-Gaudin-Schuhmann公式为其中,A表示累计百分含量(%),x表示颗粒粒径(mm),X表示最大颗粒粒径,n表示级配递减系数,混合后应符合最优级配范围,最优级配范围中n为0.35~0.5。
6.根据权利要求1所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,分类筑堆的地表槽浸集液反应装置包括浸出槽、喷淋管、调节池、富液池、尾液池、高位槽、吸附塔、淋洗剂制备槽、淋洗剂高位槽、淋洗液泵池、沉淀塔、沉淀液泵池及压滤机,其特征在于,所述浸出槽被分隔为用于放置粗粒级矿石的中室、用于放置细粒径矿石的左室与右室,浸出槽上方布置有喷淋管,浸出槽底部设置有排液口和出渣口,所述排液口与富液池连接,所述富液池分别连接调节池和尾液池;所述富液池上端与高位槽顶端连接,所述高位槽底部与设置有树脂入口的吸附塔顶端连接,所述吸附塔与一号淋洗塔、二号淋洗塔、三号淋洗塔连接形成三塔串联正流淋洗,且三号淋洗塔底部与吸附塔的树脂入口连接,淋洗剂高位槽与三号淋洗塔、二号淋洗塔、一号淋洗塔连接形成三塔串联逆流淋洗,淋洗剂高位槽顶部与淋洗剂制备槽一端连接,淋洗液泵池一端与一号淋洗塔上部连接,淋洗液泵池另一端、淋洗剂制备槽另一端分别与沉淀塔连接,淋洗液泵池上部与沉淀塔顶端连接,所述沉淀塔与沉淀塔液泵池连接,所述沉淀液泵池上端与压滤机连接。
7.根据权利要求6所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,浸出槽的中室、左室与右室通过金属网隔开,且左室与右室设置的斜边与地面呈45°。
8.根据权利要求6所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,在位于三室下方的浸出槽中布置有假底,假底下方设置有浸出槽底板,浸出槽底板下方设置有排液口和出渣口。
9.根据权利要求6所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,富液池上端设置有用于与高位槽连接的浸出提升泵。
10.根据权利要求6所述的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,其特征在于,淋洗剂高位槽顶部通过淋洗剂提升泵与淋洗剂制备槽一端连接。

说明书全文

一种分类筑堆的地表槽浸工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及金属矿溶浸冶矿技术领域,尤其涉及一种分类筑堆的地表槽浸工艺。

背景技术

[0002] 地表槽浸法是将溶浸液喷淋在破碎而又有孔隙的矿石堆(废石)上,在其渗滤的过程中,有选择性溶解和浸出废石或矿石堆中的有用成份,同时将浸出堆底部的浸出液汇集起来进行提取并回收金属的方法。地表槽浸法是我国应用最早且应用最为广泛的溶浸采矿方法,该技术能较好地回收常规采矿方法不能回收的低品位矿石、难采矿体、难选矿石和废石中的有用成分,有效拓宽地下矿产资源的利用范围。
[0003] 目前该方法已发展成为我国大规模处理贫矿、尾矿、废矿石,提取等金属的一种有效而又经济可行的方法。且与传统方法相比,地表槽浸技术具有环境污染小、生产成本低等显著优势,经济效益和社会效益明显,应用前景十分广阔。虽然我国使用堆浸法提取的金属产量在逐年增长,在国内外也得到较为广泛的应用,在理论研究方面和矿石类型、筑堆、布液以及金属回收等方面也取得了一系列进展,但仍存在以下问题:矿石含泥量高、渗透性差、溶液分布不均、矿堆浸出率低等,这些问题的存在直接影响着我国溶浸采矿的浸出效果以及持续发展,因此,地表槽浸技术还需要不断优化。

发明内容

[0004] 本发明所解决的技术问题在于提供一种分类筑堆的地表槽浸工艺,以解决上述背景技术中的问题。
[0005] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006] 一种分类筑堆的地表槽浸工艺,首先将矿石用破碎机破碎为不同粒级,再经过筛分-混合后进行级配处理,而后由挖掘机将不同粒级的矿石搬运至指定的皮带输送机皮带输送机将破碎成一定粒度的矿石运送至分类筑堆的地表槽浸集液反应装置的浸出槽中,进行分区堆浸,不同粒级的矿之间用金属网隔开;再将配液池中的溶浸液通过供液抽至浸出槽进行喷淋,采用分区分强度喷淋式布液,从浸出槽浸出的浸出液由排液口输送至富液池,再由浸出提升泵抽至高位槽,由富液池输出的溶浸液从高位槽进入吸附塔进行离子交换,从吸附塔中出来进入一号淋洗塔、二号淋洗塔、三号淋洗塔进行正流淋洗后的贫树脂再返回至吸附塔吸附,三塔串联逆流淋洗用的淋洗剂由淋洗剂制备槽输送至淋洗剂高位槽,以一定的流速从三号淋洗塔进入,经过三塔串联逆流淋洗,从一号淋洗塔流出的淋洗液为合格液,合格液被泵送至沉淀塔沉淀,最后经过压滤机压滤至成品,工艺结束。
[0007] 进一步的,采用H2SO4和化剂H2O2作为溶浸液。
[0008] 进一步的,矿石筛分级配处理将矿石分为-20mm~+5mm的块状矿石和+1~5mm的粉状矿石。
[0009] 进一步的,矿石筛分后采用Gates-Gaudin-Schuhmann分布描述粒径分布的好坏,Gates-Gaudin-Schuhmann公式为 其中,A表示累计百分含量(%),x表示颗粒粒径(mm),X表示最大颗粒粒径,n表示级配递减系数,混合后应符合最优级配范围,最优级配范围中n为0.35~0.5。
[0010] 进一步的,在分区堆放之后,采用不同的布液强度进行分区布液,具体操作为-20mm~+5mm的块状矿石堆放区域采用的布液强度为20~100L/(m2·h),1~5mm的粉状矿石堆放的区域采用的布液强度为5~20L/(m2·h)。
[0011] 进一步的,分类筑堆的地表槽浸集液反应装置包括浸出槽、喷淋管、调节池、富液池、尾液池、高位槽、吸附塔、淋洗剂制备槽、淋洗剂高位槽、淋洗液泵池、沉淀塔、沉淀液泵池及压滤机,其中,所述浸出槽被分隔为用于放置粗粒级矿石的中室、用于放置细粒径矿石的左室与右室,浸出槽上方布置有喷淋管,浸出槽底部设置有排液口和出渣口,所述排液口与富液池连接,所述富液池分别连接调节池和尾液池;所述富液池上端与高位槽顶端连接,所述高位槽底部与设置有树脂入口的吸附塔顶端连接,所述吸附塔与一号淋洗塔、二号淋洗塔、三号淋洗塔连接形成三塔串联正流淋洗,且三号淋洗塔底部与吸附塔的树脂入口连接,从三号淋洗塔出来的贫树脂将会再重新返回吸附塔,淋洗剂高位槽与三号淋洗塔、二号淋洗塔、一号淋洗塔连接形成三塔串联逆流淋洗,淋洗剂高位槽顶部与淋洗剂制备槽一端连接,淋洗液泵池一端与一号淋洗塔上部连接,淋洗液泵池另一端、淋洗剂制备槽另一端分别与沉淀塔连接,淋洗液泵池上部与沉淀塔顶端连接,所述沉淀塔与沉淀塔液泵池连接,所述沉淀液泵池上端与压滤机连接。
[0012] 进一步的,浸出槽的中室、左室与右室通过金属网隔开。
[0013] 进一步的,左室与右室设置的斜边与地面呈45°,以利于粗细粒级之间溶浸液的渗流。
[0014] 进一步的,在位于三室下方的浸出槽中布置有假底,假底下方设置有浸出槽底板,浸出槽底板下方设置有排液口和出渣口。
[0015] 进一步的,富液池上端设置有用于与高位槽连接的浸出提升泵。
[0016] 进一步的,吸附塔与一号淋洗塔顶部通过管道连接,一号淋洗塔底部通过管道与二号淋洗塔顶部连接,二号淋洗塔底部通过管道与三号淋洗塔顶部连接。
[0017] 进一步的,淋洗剂高位槽底部通过管道与三号淋洗塔底部连接,三号淋洗塔上部与二号淋洗塔底部通过管道连接,二号淋洗塔上部与一号淋洗塔底部通过管道连接。
[0018] 进一步的,淋洗剂高位槽顶部通过淋洗剂提升泵与淋洗剂制备槽一端连接。
[0019] 进一步的,淋洗液泵池上部设置有淋洗液提升泵,淋洗液提升泵出液端与沉淀塔顶端连接。
[0020] 进一步的,沉淀液泵池上端设置有沉淀提升泵,沉淀提升泵的出液端与压滤机连接。
[0021] 有益效果:本发明首先将矿石用破碎机破碎为不同粒级,再将分类矿石进行最优级配混合,堆放在浸出槽的不同区域,使溶液在矿堆中具有良好的渗流效果,有效提高金属浸出率;对于块状矿石与粉状矿石区域,通过不同布液形式以调节粗细颗粒之间的浸出效果,并采用不同的布液强度,使整个堆场得到完全浸润;同时通过正流淋洗与逆流淋洗大大提高矿堆渗透性,使得堆场浸润更为完全,能够促使大部分矿物资源得以充分回收;且工艺简单,不仅适用于低品位矿石、难采矿体、难选矿石,对于矿山二次资源的开采也同样适用,符合我国可持续发展战略,在未来会有更广阔的发展空间。附图说明
[0022] 图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。
[0023] 图2为本发明的较佳实施例中的理想级配与矿石级配对比关系示意图。

具体实施方式

[0024] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
[0025] 参见图1的一种分类筑堆的地表槽浸工艺,首先将矿石用破碎机破碎为不同粒级,再经过筛分-混合后进行级配处理,而后由挖掘机将不同粒级的矿石搬运至指定的皮带输送机,皮带输送机将破碎成一定粒度的矿石运送至分类筑堆的地表槽浸集液反应装置的浸出槽1中,进行分区堆浸,不同粒级的矿块之间用金属网3隔开;再将配液池中的溶浸液通过供液泵抽至浸出槽1进行喷淋,采用分区分强度喷淋式布液,从浸出槽1浸出的浸出液由排液口8输送至富液池12,再由浸出提升泵14抽至高位槽15,由富液池12输出的溶浸液从高位槽15进入吸附塔16进行离子交换,从吸附塔16中出来进入一号淋洗塔21、二号淋洗塔20、三号淋洗塔19进行正流淋洗后的贫树脂再返回至吸附塔16吸附,三塔串联逆流淋洗用的淋洗剂由淋洗剂制备槽17输送至淋洗剂高位槽18,以一定的流速从三号淋洗塔19进入,经过三塔串联逆流淋洗,从一号淋洗塔21流出的淋洗液为合格液,合格液被泵送至沉淀塔23沉淀,最后经过压滤机25压滤至成品,工艺结束。
[0026] 分类筑堆的地表槽浸集液反应装置包括浸出槽1、喷淋管2、金属网3、细粒径矿石4、粗粒级矿石5、假底6、浸出槽底板7、排液口8、出渣口9、输送管道10、调节池11、富液池12、尾液池13、浸出提升泵14、高位槽15、吸附塔16、淋洗剂制备槽17、淋洗剂高位槽18、三号淋洗塔19、二号淋洗塔20、一号淋洗塔21、淋洗液泵池22、沉淀塔23、沉淀液泵池24及压滤机
25,其中,所述浸出槽1通过金属网3被分隔为三室,浸出槽1上方布置有喷淋管2,浸出槽1的左室与右室分别用于放置细粒径矿石4,中室用于放置粗粒级矿石5,且在位于三室下方的浸出槽1中布置有假底6,假底6下方设置有浸出槽底板7,浸出槽底板7下方设置有排液口8和出渣口9,所述排液口8通过输送管道10与富液池12连接,所述富液池12分别连接调节池
11和尾液池13;所述富液池12上端设置有浸出提升泵14,且富液池12与浸出提升泵14进液端通过管道连接,所述浸出提升泵14出液端与高位槽15顶端通过管道连接,所述高位槽15底部与设置有树脂入口的吸附塔16顶端通过管道连接,所述吸附塔16与一号淋洗塔21、二号淋洗塔20、三号淋洗塔19连接形成三塔串联正流淋洗,吸附塔16与一号淋洗塔21顶部通过管道连接,一号淋洗塔21底部通过管道与二号淋洗塔20顶部连接,二号淋洗塔20底部通过管道与三号淋洗塔19顶部连接,三号淋洗塔19底部与吸附塔16的树脂入口连接,从三号淋洗塔19出来的贫树脂将会再重新返回吸附塔16,淋洗剂高位槽18底部与三号淋洗塔19、二号淋洗塔20、一号淋洗塔21连接形成三塔串联逆流淋洗,淋洗剂高位槽18底部通过管道与三号淋洗塔19底部连接,三号淋洗塔19上部与二号淋洗塔20底部通过管道连接,二号淋洗塔20上部与一号淋洗塔21底部通过管道连接,淋洗剂高位槽18顶部通过淋洗剂提升泵与淋洗剂制备槽17一端连接,淋洗液泵池22一端与一号淋洗塔21上部连接,淋洗液泵池22另一端、淋洗剂制备槽17另一端分别与沉淀塔23连接,淋洗液泵池22上部设置淋洗液提升泵,淋洗液提升泵出液端与沉淀塔23的顶端连接,所述沉淀塔23与沉淀塔液泵池24通过管道连接,所述沉淀液泵池24上端设置有沉淀提升泵,沉淀提升泵的出液端与压滤机25连接。
[0027] A矿石破碎:将矿石破碎到-20mm为较适宜的粒径,能够增大矿石与溶液的接触面积,缩短颗粒内部孔隙扩散路径,提高浸出速率和缩短浸出周期;矿石破碎采用锤式破碎机,电动机带动转子在破碎腔内高速旋转,物料自进料口进入机内后,受到高速运动的锤子的打击冲击、剪切、研磨而被粉碎;在转子下部设有筛板,粉碎物料中小子筛孔尺寸的细粒级部分通过筛板排出,大于筛孔尺寸的粗粒级部分被阻留在筛板上,继续受到锤子的打击和研磨,最后通过筛板排出机外,应用破碎机进行三段破碎,将矿石粉碎至为-20mm以下;
[0028] B矿石分类及最优配比的选择:
[0029] 以-5mm为界将矿石进行筛分,分为-20mm~+5mm的块状矿石和+1~5mm的粉状矿石;两类矿石进行分类后,采用Gates-Gaudin-Schuhmann分布描述粒径分布的好坏:
[0030]
[0031] 公式(1)中A表示累计百分含量(%),x表示颗粒粒径(mm),X表示最大颗粒粒径,n表示级配递减系数;
[0032] 经过级配分析后,对于粒径分布不均的矿石分组进行级配分析,依据级配实验进行最优配比的确定,以理论实验为基础进行矿石的混合,保证-20mm~+5mm的块状矿石和1~5mm的粉状矿石都具有良好的级配;
[0033] 具体过程,以矿山铀矿石为例,对-20mm~+5mm矿石进行级配分析,得到粒径分布表1:
[0034] 表1粒径分布表
[0035]
[0036] 公式(1)中n为级配递减系数,实验证明当n=0.5时为理想级配,根据泰波的理论分析和试验认为n=0.35~0.5时,都具有较好的密实度如表2所示(如日本对n的取值范围定为n=0.35~0.45,美国则将n=0.45作为制定标准级配的依据);
[0037] 表2级配与n变化的对比关系表
[0038]
[0039] 注:取Dmax=20mm;
[0040] 从表1可知n=0.766,属于粗粒级料的比重过大,对照图2最优级配理想级配曲线与矿石级配曲线之间差距,相应添加细颗粒的比例,使得矿石的级配曲线在理想级配范围内;
[0041] C槽体设计:
[0042] 浸出槽1的总外观设计尺寸为长*宽*高为40*6*2(m),浸出槽1分为三室,左室与右室设置的斜边与地面呈45°,以利于粗细粒级之间溶浸液的渗流,中室与左室、右室之间用金属网3格分隔开,金属网3网孔直径为1mm;
[0043] 浸出槽1由混凝土浇筑而成,浸出槽1内壁由花岗岩条石加耐酸胶泥灰浆砌成并用环氧玻璃布衬垫,以防止酸腐蚀,浸出槽底板7设置有1%的坡度,并向浸出槽1一端倾斜,浸出槽底板7下方设有一排直径为600mm的出渣口9,浸矿时用盖将出渣口9封死,在浸出槽1槽底低的一端设有一排直径为50mm的排液口8,假底6由方木、板条和竹席组成;
[0044] D矿石筑堆方式
[0045] 由皮带机倒运矿石,最后由履带式挖掘机进行平场工作,分类筑堆的实质是对矿石进行粒度分级,并将大小不同粒级矿石堆放在不同的区域,此浸出槽1设置四个皮带运输机,左室与右室各一个为固定式,中室为两台移动式,块状矿石量较大,堆放在堆场中央区域,粉状矿石产量较小,在堆场周边区域堆放,杜绝均匀混合堆放,保证堆场主体部分能够顺利浸出;
[0046] E喷淋和浸出工艺
[0047] 以铀矿石为例,采用酸法浸出,选择H2SO4和氧化剂H2O2作为溶浸液,喷淋式布液方式,管径为φ20mm,喷淋器沿管路均匀分布,管路平行排列,各喷淋器喷淋范围相互重叠,通过供液泵将溶浸液从配液池中泵出,应用控制浸出液流量,溶浸液经过流量计后,分别进入各喷淋管道中,在浸出槽1顶部进行喷淋;在分区堆放之后,采用不同的布液强度进行分区布液,具体操作为:-20mm~+5mm的块状矿石堆放区域采用的布液强度为20~100L/(m2·h),1~5mm粉状矿石堆放的区域采用的布液强度为5~20L/(m2·h);
[0048] F收集浸出液
[0049] 使用抽液泵抽至富液池12,富液池12主要功能是接收和储存来自堆场的富液,同时也作为回收工序的供液泵池,富液池12的容积必须满足堆场4h流出的富液量,并能维持回收设备2h的处理量;富液池12内设有两个隔室,第一个隔室应有排泥装置,且第一个隔室的深度应小于第二个隔室,以便浸出液澄清,减少污泥结垢体进人回收工序的设备中,保证回收设备的正常运行;
[0050] 富液池12分别与调节池11和尾液池13连接,尾液池13的容积是富液池12容积的1.5倍以上,由于尾液池13兼有配置溶浸液和喷淋泵池的作用,需经常往池中添加溶浸剂,以调整溶浸液的浓度和pH值,故尾液池13也要分为两个隔室,轮换使用;
[0051] 调节池11的容积比尾液池13大3倍以上,位于面积较大而又不渗漏的低洼处;
[0052] G浸出液的后处理
[0053] 采用密实移动床离子交换方法,铀在溶液中通常呈铀酞离子状态存在,它能与多种阴离子结合成多种铀络合离子与络合物,在硫酸浸出液中,铀主要以硫酸铀酞形式存在,硫酸浸出液中的阴离子,除铀酞络离子外,还有硫酸根、硫酸氢根及钥、磷、砷、等络阴离子,这些阴离子都有可能被树脂吸附,但这些阴离子除钥对树脂的亲合都比铀酞络阴离子小,故在吸附过程中得到分离,在浸出液中还含有大量阳离子杂质,选用201*7型阴离子交换树脂在吸附塔16中进行吸附铀,这些离子不被吸附,只要控制得好,对铀的吸附影响不大;
[0054] 排出的饱和树脂转移至一号淋洗塔21中开始淋洗,通过三塔串联正流淋洗后的贫树脂再返回至吸附塔16吸附,常用的淋洗剂有酸性氯化物溶液、酸性硝酸盐溶液、稀硝酸与稀硫酸等,使用H2SO4和NaCL为三塔串联逆流淋洗的淋洗剂,淋洗剂由淋洗剂制备槽17输送至淋洗剂高位槽18,以一定的流速从三号淋洗塔19进入,经过三塔串联逆流淋洗,从一号淋洗塔21流出的淋洗液为合格液,合格液被泵送至沉淀塔23,部分尾液进入淋洗剂制备槽17循环利用,经沉淀塔23处理后进入沉淀液泵池24,用NaOH溶液将淋洗得到的铀溶液进行沉淀后泵输送至压滤机25制成成品;
[0055] 其典型特点是,吸附在单塔中进行,吸附塔16内树脂床高6m~8m,在吸附过程中塔内树脂保持相对固定,吸附在树脂密实床的垂直压力塔内进行,塔内逆流吸附,溶液自下而上流动,吸附塔周期性工作,每隔数小时,从塔内排放一次饱和树脂,同时补加等量贫树脂;吸附空塔线速度可达50m/h以上,适合处理流量大、铀浓度低的浸出液,即地浸或低品位矿石堆浸的浸出液处理。
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