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浅谈铜矿山二次资源开发利用

发布日期:2020-07-28  来源:综合  作者:许杰  浏览次数:138
 随着经济社会的快速发展,对资源的需求迅速增加,矿产资源开发力度也在逐渐增强,因此产生了许多尾矿库。一方面尾矿库坝体的修建 [1]、维护费用等较高,对于矿山企业的发展带来了环境、安全和经济等多方面的限制,矿山废石、尾矿周边环境的治理问题刻不容缓 ;另一方面在矿山尾库当中,也蕴藏了丰富的有价属,如何对尾矿库进行合理处置,减少安全风险,恢复矿区生态环境,开展二次资源开发利用是目前急需解决的问题。

1  矿山尾矿库二次资源回采

铜矿山尾矿库二次资源回采可分为水力开采、干采和船采。水力开采是利用水的能量以及尾矿本身自带的重力对尾矿进行冲击,并在破碎的矿坝中分离出可进行二次利用的矿产资源。

按照动力源对水力开采进行划分又可分为天然水力开采和机械水力开采。天然水力开采是利用天然水对分层后的尾矿进行冲刷,并对形成的尾矿浆进行运输,送回选矿厂当中 ;机械水力开采是利用水泵加压,形成具有高压的枪对尾矿进行冲刷 [1]。干采是利用挖掘机等设备对尾矿进行开采,再利用装载机械或传送带将可进行二次利用的部分送回到选矿厂中。通常情况下,干采按照顺序分为三种方法,一次到底采矿、台阶分层以及自下而上分层方法。船采是利用具有开采功能的采砂船,在事先设定好的范围内,按照一定的顺序进行开采,将尾矿砂通过高压水完成冲洗后,通过船载砂泵,最终运输到输送管道当中 [2]。三种方法比较,水力开采具备设施简单、生产能力大且成本相对较低等优势,因此更适用于对经过一定时间的沉积并且胶结较为严重的尾矿开采当中。但水力开采方法的技术要求相对格,因此在开采的过程中要加强对生产效率以及生产安全的重视 [2]。

在进行尾矿库二次资源回采前还需要对被开采的尾矿库进行工程地质的勘查工作,明确尾矿库中堆积体的具体分层情况,以及相应的物理力学性质和尾矿库所在矿区的地质特征。运用科学合理的选矿工艺,可以有效的提高回收的效率,一次性完成对有价值矿物的回收,避免多次的重复。完成基础操作后,还要对尾矿库的安全情况进行详细的判定,严格按照相关标准制定回采流程,综合考虑多方面的因素,保证回采阶段坝体的安全。

2  铜矿山有价金属回收

铜矿山中二次铜金属的回收可以采用搅拌浸出工艺,主要包括搅拌浸出、固液分离、萃取、反萃取以及电积等多种工序构成。搅拌浸出主要是将尾矿库中的物料通过筛选,并在筛选的过程中加入水洗矿、配浆等工序,在对矿浆进行搅拌进行浸出操作。固液分离是将经过搅拌的矿浆送入到浓缩机中,利用浓缩机等设备进行固液分离,浸出渣要进行二次的洗涤同时分离后的浸出液中固相含量要尽可能低。将浸出渣送至磁选工艺选出混杂的精矿,再将浸出液送入到萃取设备当中,加入适当的萃取剂完成对铜金属的两级逆流萃取。

将洗涤后的有机相送入到反萃取设备中进行操作,反萃取液进入到电解槽中完成电积,阴极选用不能被溶解的合金材料,在电极通电后,铜离子会在阴极上获取到相关的电子沉淀,得到电积铜,完成铜金属的回收。

3  尾矿浸出废渣安全处置

对于铜矿山尾矿中浸出的废渣进行安全处置,主要是利用一定的工程手段对废渣进行物理、化学以及毒性性状的改变,从而促使废渣稳定化、固化,进而降低、减少或消除浸出废渣的危害性。

浸出废渣安全处置的方法包括植物修复、化学淋洗法、微生物解毒法。针对土壤污染浓度较低的废渣可选用植物修复的方法,将其应用于已经被重金属污染的土壤上,完成对土壤的原位修复,但该方法修复的时间相对较长。而利用化学淋洗法对浸出废渣进行安全处置可通过向废渣堆喷洒化学药剂液体,通过喷淋液体与废渣中有价金属的反应使其形成可析出形态,并随着喷淋液一同淋洗出来。该方法更适用于在废渣中存在有价金属的情况下使用。利用微生物解毒法可通过生物培养以及筛选出重金属耐受性能的微生物对浸出废渣进行解毒。

例如,微生物的还原作用能够对废渣中的高价重金属进行还原,以此改变重金属的解析性能,从而达到解毒的目的。微生物法适用于在某一类特定的高价重金属中对废渣进行还原解毒,但该方法不适用于在多种重金属共同存在时对废渣进行安全处置,且在实际操作过程中还会受到温度和季节的影响,操作及管理难度相对较大。

4  铜矿山尾矿复垦

铜矿山的尾矿植被复垦有 :大冲沟尾矿复垦和剥离岩土填坑造地等方法 [3]。第一种方法是对排弃岩石与排放尾矿的地方进行复垦,有计划的将剥离的岩土分别排放在冲沟筑坝中,以此形成一个人工的堆砌尾砂沉淀池。再将铜矿山中

的尾矿填充在沉淀池当中,在其上敷设亚黏土。这种工艺法的特点在于,利用岩石分段筑坝。其优点在于剥离岩土的土质相对松散,孔隙度相对较大,因此水可以通过孔隙渗出,不需要再多加设置尾矿水溢流管,节约成本。另一种方法是利用剥离岩土对沟谷地带进行复垦,在剥离的过程中,首先将地表上的土层以及山皮土堆积起来,将坚硬的岩石放置在坑底,将风化的岩石放置在顶部,选取适应周围环境的植物种植在表面,根据植物的深度选择合适的排放厚度。

5  结语

对于废石场以及尾矿库的二次资源开发是矿山环境治理中的重点,同时又变废为宝。以减量化、资源化、无害化的原则及循环经济的理念为基础,在保证安全开采的情况下,利用先进的工艺流程在提高矿产资源开发效率的同时,实现对铜尾矿有价金属资源的回收和再利用,从而延长矿山企业的服务年限,减少资源开采对环境造成的压力。

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