堆浸工艺设计要点

1、堆浸工艺设计要点与传统的选矿工艺（碎磨与浮、重、磁选）比较，堆浸工艺具有投资省、成本低、基建时间短、生产环节少等 优点，但也有一些局限性。在工艺生产、厂址选择和布置、工作制度、工艺条件、所采用的设备、材料等方面，堆 浸工艺与传统工艺有所不同，具有自身的一些特点。几十年来，堆浸工艺伴随着技术进步和创新，迅速成长、发展, 设计方面也积累了不少经验和知识。但总的来说，尚不够完整、成熟、规范，缺少可指导设计的内容比较全面的工 具书，不少东西有有待总结和进一步探索。、堆浸工艺与厂址选择堆浸场址的选择原则，与传统工艺有相同之点，也有不同之处。相同的有：不占或少占农田，远离居民区；厂 （场）址不压在矿床范围

2、内，不在采矿蹋落区与爆破危险界限之内；尽可能使重车下坡运输。不相同的有：堆浸场 可能与采矿场和尾渣库距离短，尽可能就近建设，降低运矿成本；堆浸场应尽可能与废石场共用一个山谷，以减少 污染源；充分利用地形地势条件开挖液池，布置防洪排水系统。堆浸湿法工艺通常由碎矿系统（有时含洗矿、制粒）、堆浸、吸附（萃取）、湿法冶炼等工序（本文仅讨论堆 浸）组成，一般不需要建磨选车间。磨选车间有不少大型设备，生产期间需要运入大宗材料和运出精矿产品，需要 配一定等级的公路，需要选择面积较大、地形比较平缓的场地。为达此需要，一般很难靠近采场，所需厂址离采场 有一定距离，有的选厂距离很远，致使运矿设备投资和成本较大。采

3、用堆浸工艺，厂址选择变得相对简单。由于碎矿系统对地形适应性较强，堆浸场地可因地制宜，整个选厂设 施不必远离采矿场，可缩短运矿距离，减少投资和成本。堆浸场应尽可能与采矿废石场设在同一山谷或相邻山谷，尽可能用废石场兼作浸出后的尾渣库，缩短排废的距 离，降低成本，且减少矿山污染源。这种情况下，排水防洪、泥石流防治及污染防治等设施可集中设计，既减少投资，又便于管理。二、堆浸设施应该根据地形特点布置，既降低生产成本，又兼顾环境保护总的来说，堆浸场对地形条件要求不高，可因地制宜，根据地形特点分别设置永久性卸堆式堆场或叠加式堆场。如山顶、山坡地势较缓、较开阔，宜用以构筑永久性卸堆堆场。每次拆堆后的废渣，可就

4、推入山谷，并以此逐步扩大堆场面积。如山脊陡峭，山谷有比较开阔平缓的场地，可在谷底构筑叠加式矿堆。当今大型堆浸矿山，以在山谷中建叠加式矿堆为多数。底垫辅在选定的底层，一个周期喷淋浸出完成后，尾渣不排放，将新采出的矿石直接堆放在其上（也可隔若干层重新铺底垫），筑好堆后开始新一轮的喷淋。如此不断地叠加，直到不能再堆高为止。设计时，就优先考虑采用叠加式堆场。大量的生产实例表明，与永久性卸堆式堆场相比，叠加式堆场有如下几方面的优点。场地平整费用较低；由于连续堆浸，浸出率较高；可省去洗堆、拆堆和运尾渣作业，生产成本较低（每吨矿石可降低35元）；堆场与尾渣场合一，可减少污染面积。但在山谷底部构筑堆场，修筑公

5、路通常难度较大。无论是永久性卸堆堆场还是叠加式堆场，运矿公路均为简易公路。公路通常沿堆场边开拓，内侧为山坡，外侧为堆场。沿山坡内侧靠公路挖排水沟，将界区内山体汇水排至堆场的排洪沟。随着叠加式堆场面积的扩大和标高的抬升，进矿公路和排洪沟出往山坡上部迁移。堆场每筑高10m左右，应留有适当的安全平台，且使堆场边坡保持一定的角度。当矿堆向上移至一定高度时，下部安全平台和坡面，可以进行覆土造林，恢复植被，防止水土流失和泥石流事故。无论采用哪种堆场，整个堆浸作业均有多个小堆场。每个小堆场均设有集液沟。生产经验告诉我们，集液沟最好设双沟。在浸出不同时期，根据溶液的品位高低，决定注入贵液池还是中间池。整个堆场

6、下游应建两个以上的溶液池。一个为贵液池，一个为中间池。有的还需设贫液池。贵液池内可分隔为两部分，一边为贵液池，另一边为澄清池。贵液池的贵液用泵扬送或自流至吸附（萃取）系统。贫液池用于储存吸附后的贫液或萃取后的萃余液，添加药剂（氰化物或硫酸等）后输送到堆浸场喷淋。过去，一些矿山把贵液池、中间池建筑在堆场下游的最低处，暴雨季节灌水直接经过，产生冲池、漫池，造成 金属损失和环境污染。鉴此，设计时，应根据地形条件，将溶液池设在避开洪水径流线的位置，并在池周边做好排 洪设施。小型矿山溶液池，有的用金属板或高分子塑料板拼焊。大中型矿山，由于溶液池体积较大，可用硅结构， 也可依地形条件挖掘土坑，内铺防渗膜或

7、黏土，施工速度快，又节省投资。不少矿山采用此种作法，能做到平时不 渗漏，暴雨发生冲池现象。堆场下游必须设具有一定容积的防洪池，否则暴雨季节不可避免地会造成金属损失和环境污染。防洪池宜设在 堆场周边汇水范围下游集结处。一般不建碎结构，采用挖地坑铺设防渗膜的形式建造。由于防洪池内液体含有部分 金属离子，通常被扬送到贫液池，作为喷淋液，在堆场内部构成液体循环，平时一般无废水外排。规模较大的堆浸 场与废渣场，为了达到环境保护的要求，在下游出口处设置挡砂挡泥坝。雨季，坝内可蓄水，实际可兼作防洪池。 当堆浸场与废石场共处一个山谷，废石场下游的拦挡坝形成的水库，可当作堆浸场的防洪库，不必另建防洪池，或 在拦

8、挡坝上游建一小防洪池调节使用（非雨季期间）。三、堆浸设施设计堆浸设施设计计算，主要有堆浸场面积计算、溶液池和防洪池的容积计算。堆浸场面积计算，目前国际上尚无公认的通用的计算公式。过去的设计，大多参照同类型矿山生产情况，凭经 验确定堆浸面积。本文推出一公式如下：（1）式中：S为堆场总面积，m2; Q为选厂日处理矿石量，t/d ; d为堆浸生产一个周期的天数（含筑堆、卸矿的天数）： C f为堆场面积系数，包含堆场死角、运输道路等，通常取1.21.3; 6为矿石松散密度，t/m3; H为矿堆堆高，m从式中（1）可知，堆场面积与日处理的矿石量、堆浸周期天数成正比，与矿石的松散密度、堆高成反比。拟定公式

9、（1）的基本思路是：堆浸作业有多个小堆场，交替进行筑堆、喷淋（初、中、晚期）、洗堆、卸堆等作业，是连续的过程。生产正常情况下，堆场面积理论上是个常数。堆浸一个周期，需很多天才能完成，但每天运入堆场的矿石量是稳定的。因此当堆高确定后（松散密度也为定值），决定堆场面积的是一个周期内处理的矿石总量，即日处理矿石量乘以一个周期的天数，与全年矿石处理量无直接关系。笔者用公式（1）对大量生产实例进行验算，计算结果与实际情况相当接近。因此认为，公式（1）可推广作为设计计算堆场面积的通用公式。防洪池的计算。防洪池容积通常按容纳堆场内部连续降雨若干小时汇水量来确定。但降雨时间多长为宜，没有绝对标准。东北大学出版

10、社出版的堆浸法提金工艺与设计介绍的公式为：V=K e h s（2）式中：V为防洪池容积，m3; K为保险系数，一般为1.11.3,根据气象资料的可靠性确定，可靠性大时取下限， 反之取上值；e为第小时最大降雨量，m/h （根据当地50100年气象资料而定）；h为最大连续降雨小时数，h （根 据当地50100年气象资料而定）；s为堆浸场总面积，m。在使用公式（2）时，最大连续降雨小时数难以确定。南方地区，这个数字通常较大，依公式（2）算出的防洪池容积很大。在设计中，有时设定最大连续降雨时数为810h来计算，认为堆场经暴雨冲洗 810h后，金属离子及药剂浓度已大为稀释，随洪水漫流出去，对下游污染不严

11、重。实际上，如前所述，大一些的堆浸场及废石场，为防止泥石流泛滥，尽可能在山谷出口处筑拦挡坝，形成的库容比一般防洪池大的多，可不必设防洪池。公式（2）主要适用于下游无拦挡库，单独设置防洪池的计算。溶液池（富液池、贫液池、中间池）容积计算。有的书籍介绍了计算方法，认为金矿堆浸按每1000t 矿石 6.5m 贵液池容积为宜，贫液池与富液池容积相当。由于铜矿堆浸获得的贵液是进萃取系统，所需溶液池的容积比金矿应大得多。总的原则是，溶液池的容积应与堆场规模相匹配，同时也满足后续作业的储存要求。四、堆浸工作制度堆浸在露天作业，受气候影响较大，恶劣天气条件下，往往难于维持正常生产。中国南方雨季时间长，北方冰冻

12、时间久，都会使堆浸生产全年工作日缩短。南方堆浸生产经验表明，小雨天气对生产影响不大。有些矿山用防雨膜罩盖堆浸场，并加强堆场防排洪和溶液池管理，使堆浸生产在雨季期间（除非大暴雨）也得以继续进行。南方地区年工作日，一般可达300d。但北方地区冰冻期间要维持正常生产，难度大得多。北方在冬天通常采用的办法，是使堆浸作业在覆盖层或覆土层下面进行。喷淋输送管可采取两种方式安装，一是沿地面上布置，管子外面包裹较厚的防冻层；二是埋在地表1.5m以下。设计地下敷设的压力输液管时，特别要注意，当管子从低往高布置时，不可以在中间出现低陷点储存水后会产生冻结，使整条管道不畅通。如果地形条件使管道不得不在中间出现低落点

13、（这部分地形低），则必须在此处设置放水口及闸阀。北方地区堆浸生产全年工作日，大约为240290d。堆浸喷淋工作制度以及各作业的工作时间，宜根据不同矿种及参照不同类型矿石的生产特点来制定。有条件的情况下，可进行试验。五、设计指标及主要工艺条件与传统工艺相似，堆浸工艺设计确定浸出指标的依据，也是选矿试验结果与实际生产指标，也可参与类似矿山的生产实践。但不同的是，传统工艺试验是模仿生产条件进行的，而堆浸工艺实验室小型试验，通常是以滚瓶和柱浸方式进行，与实际条件差别较大，因此浸出率相差较大，尤以金矿比较突出。因此， 设计时应尽可能以工业性（半工业性）试验结果作为确定浸出指标的依据。如无工业性试验，可参考原矿性质相似的矿山堆浸生产指标，并参照柱浸指标，适当调整后确定。堆浸粒度、堆浸周期和堆高都是重要的工艺条件。适宜的堆浸粒度，通过柱浸试验即可基本确定。堆浸周期和堆高则要通过工业性（半工业性）试验拟定。适宜的堆浸周期确定依据有两条：一是浸出率指标；二是堆浸尾渣品位对应的盈亏平衡点。从设计经验可知，有时柱浸的