一种高含泥氧化矿分类筑堆方法 【技术领域】
本发明属于金属矿特殊开采领域，涉及一种地表堆浸场分类堆筑方法，适用于高含泥氧化矿堆置浸出。
背景技术
在矿产资源日益短缺、环境保护日益严格以及节能减排日益严峻的今天，溶浸采矿法因拓宽了难处理贫呆资源的利用途径、保护环境不受破坏、能耗低、“三废”排放量小而倍受关注，是复杂难处理金属矿产资源的最有发展前景的高效安全开发方法。
在溶浸采矿方法中，堆置浸出法是应用最为成熟地方法。尤其是低品位氧化矿，采用酸式浸出法回收率高、浸出周期短、浸出成本低。然而，氧化矿大多位于浅地表，在受到氧化的同时，风化作用非常严重，有的矿体呈土状氧化矿。这种矿石在浸出过程中，容易出现板结现象，导致矿堆渗透性差，引起浸出失败。为此，常规的做法有两种：一是制粒浸出，二是水洗预处理。
制粒浸出是一种通过添加粘结剂后将粉状矿粘结成块状矿，从而改善物料的渗透性。然而，酸性粘结剂尚处于实验阶段，球团容易散开。制粒方法成本高，且需要大型球团设备，制粒后需要养护才能达到所需的硬度。相对而言，水选预处理方法成本低，容易实现大规模生产。但是，水洗之后仍有大量的细粒粉矿存在，在浸出过程中矿堆表面仍然有积液现象发生。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种新型的矿堆构筑方法。该方法的实质是将矿石按颗粒大小进行分级，并堆放在不同的区域。再根据矿石不同粒径采用合理的布液强度，提高矿堆的渗透性，避免矿堆表面出现积液现象。
一种高含泥氧化矿分类筑堆方法，其特征在于将矿石按颗粒大小进行分级，并堆放在不同的区域，再根据矿石不同粒径采用合理的布液强度，该方法分为矿石破碎、水洗与分级、分类筑堆以及分区布液四个单元。
所述的高含泥氧化矿是指粉矿与泥质物(-1mm)含量在15～40％之间，采用常规的混合筑堆技术后，矿堆表面容易出现板结现象，引起浸出失败。
所述的矿石破碎系统，其特征在于采用二段开路或闭路破碎系统，使矿石颗粒由原矿的(300-500)mm破碎到(10-50)mm，其中在包括粗碎和细碎前设置条筛作为预先筛分以提高碎矿工作效率。
所述的矿石水洗与分级，其特征在于采用槽式水洗机与螺旋分级机配套使用，不仅洗去矿石表面的泥质物，而且使矿石湿式分级为粗粒级、细粒级产品。粗粒级范围为(5～50)mm，细粒级在(0.5～5)m之间，泥质物在0.5mm以下。泥质物弃去不用。
所述的矿石分类筑堆，其特征在于将粗细粒级物料分开堆放在不同的区域，，粗粒级在堆场中央区域，细粒级在堆场周边区域，杜绝均匀混合堆放，保证堆场主体部分能够顺利浸出。
所述的矿堆分区布液，其特征在于根据不同粒径物料采取不同的布液强度，块状矿石采用较大的布液强度，粉状矿石采用较小的布液强度，使整个堆场得到充分的浸润。(5～50)mm的块状矿石堆放区域采用的布液强度为(20～100)L/m2.h，细粒级矿石堆放的区域采用的布液强度为(5～20)L/m2.h。
四个操作单元如下：
一、矿石破碎
原矿1经过格筛进入原矿仓2，由原矿仓2底部给矿机进入粗碎机3。粗碎后矿石经皮带运输机进入中间仓4，之后进入细碎机6进行细碎。细碎后物料直接进入粉矿仓6待用。
二、矿石水洗与分级
矿石从粉矿仓6经振动给料机进入水洗机7，其粗粒级部分经返砂口进入料斗9，其溢流料浆进入螺旋分级机8。分级机8返砂口的物料进入料斗10，其溢流部分由渣砂浆泵13送至尾矿库15。
三、矿石分类筑堆
合格物料进入堆场14。料斗9内的物料为块状矿石，经过皮带运输机11进入矿堆中央区域16。料斗10内的物料为细粒级物料，经过皮带运输机12进入矿堆周边区域17。
四、矿堆分区布液
在喷淋过程中，中央区域块状矿石采用较高的喷淋强度，周边区域粉状矿石采用较低的喷淋强度。
由于渗透率与粒径平方成正比，矿堆内粗颗粒区域的渗透率均大于细颗粒区，所以在饱和状态和相同水头的作用下，粗颗粒区溶液渗流速度远大于细颗粒区。本发明根据高含泥氧化矿堆内优先流形成机理，提出了高含泥氧化矿分类筑堆方法。该方法有效地解决了高含泥氧化矿渗透性差这一难题，突破了长期困扰矿山企业的技术瓶颈。
本发明利用不同粒径物料的渗透特性，在堆场不同区域堆放不同粒径物料，并采取不同的布液强度，从而保证堆场主体部分浸出得以顺利进行。这种方法解决了高含泥氧化矿堆表面板结问题，避免了表面积液现象。不需要特殊的设备，施工简单，成本低。
【附图说明】
图1高含泥氧化矿分类筑堆工艺流程示意图；
图2高含泥氧化矿分类筑堆堆场结构示意图；
【具体实施方式】
某铜矿地表氧化矿采用露天开采方式，矿石风化严重，非常松软，不用穿孔爆破仅以挖掘机即可采掘。矿石氧化率在65％左右，其中结合率10％，原生硫化铜达22％，平均品位1.18％。由于矿石风化强烈，小于1.00mm粒径的粉状矿占35％左右，-200目以下占7％；矿石中绢云母、高岭土等粘土类矿物占25％，矿石含泥量极大。另外，矿石中褐铁矿占43％，碱性矿物(Al2O3+CaO+MgO)占10％，为正常浸出带来极大的困难。在试生产过程中，对矿石的自然性质了解不够，矿石经破碎后直接上堆，布液后出现矿堆大面积板结现象，溶液下渗深度仅达20～30cm，10万吨矿石积压在堆场，仅出铜量10余吨。经过认真分析研究，认为含泥量高是其主要原因，矿堆渗透性差导致浸出失败。采用分类筑堆方法之后，基本消除了矿堆积液现象，挽救了整个湿法浸出项目。
一、矿石破碎
矿石破碎原采用矿石直接由原矿仓经给料机进入粗碎机，粗碎后的矿石由皮带机进入细碎机，之后靠重力自溜进入粉矿仓备用。粗碎机采用颚式破碎机，细碎机采用园锥破碎机，控制最终块度小于30mm。由于矿石含泥量大，细碎机容易胀腔堵塞，生产能力难以满足要求。为此，在粗碎机与细碎机之间增设振动筛，+10mm以上大块进入细碎机，筛下物料直接进入粉矿仓。
二、矿石水洗与分级
矿石分级最初设计是采用干式振动筛进行粒级分级，但是矿石粉矿与泥质物高达40％，含水率在14％左右，容易将筛网填塞，从而影响分级效率。为此，矿石分级工序修改为“水洗+分级”技术路线。水洗机为槽式洗矿机，分级机为螺旋分级机。矿石从粉矿仓进入水洗矿，水洗机溢流进入分级机；水洗矿返砂口出来的矿石为粗粒级矿石(+5～30)mm，分级机返砂口出来的矿石为细粒级矿石(0.5～5mm)矿石，分级机溢流口出来的为泥浆(-0.5mm)。
三、矿石分类筑堆
矿石经水洗机与分级机湿式分级后，粗粒级与细粒级物料分别进入各自的料斗，经皮带运输机上堆。堆场中间区域堆放粗粒级矿石，周边区域堆放细粒级矿石，实现了粗细矿石分区堆放，杜绝矿石混合堆放。
四、矿堆分区布液
矿堆布液采用干雨鸟式喷淋器，在中央区域网度控制在2＊2m2，在周边区域网度控制在4＊4m2。这样，中央区域块状矿石的喷淋强度是周边区域粉状矿石的4倍。中央区域布液强度为20～30L/m2.h左右。
经过采用上述方法进行筑堆，除去了矿石表面泥质物，利用不同粒径矿石渗透性不同布液，矿堆表面的积液现象消失了，解决了高含泥氧化矿渗透性差的问题。在浸出过程中，第3天铜离子浓度出现峰值，高达4.264g/L，10天后铜离子浓度在1g/L左右波动。经矿堆取渣分析，铜品位由上堆品位1.019％降到0.367％，渣计浸出率达63.98％。