溶浸采矿技术
溶浸采矿是有效回收低品位矿产资源的新技术
们公 认 的从低 品位 矿 石 中 回收有 价 金属 的既 经 济有 效 又安 全 可靠 的 采 矿 技 术 ， 国外 得 到 了广 泛 的应 在 用 。在我 国 ， 过 “ 通 九五 ” 技 攻 关 ， 浸 采矿 技 术获 科 溶
得 了发 展 和提 高 ， 取得 了 一 大 批 新 的技 术 成 果 。 目
的试 验研 究 及应 用 ， 至今 为 止 。 溶浸 采 矿 已经 成 为人
（） １ 不需 要 将 矿石 采 出地 表 ， 因而 没 有废 石 和 尾
矿， 不破 坏 矿 区 的地表 植 被和 生 态环 境 ， 可最 大 限 度
地保 护 环境 ；
（ ） 大 幅度 地节 省 采矿 工 程 以及废 石 、 石 等 ２可 矿
的 的一 种新 型 采 矿 方 法 。通 过选 择 不 同 的 溶 浸 液 ，
使 溶 浸技 术几 乎 适合 于所有 金属 的开采 。根据 浸 出
方 式 、 出地 点 的不 同 ， 浸 溶浸 采矿 通 常可 分 为地 表 堆 浸 、 地浸 出和原 地 破 碎浸 出等 多种 具体 方 法 。 原
维普资讯
第 ｌ ｌ卷 增 刊 ２０ ０ ２年 ７月
矿
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文 章 编 号 ：１ ０ —７ ５ （０ ２ Ｚ ０ ５ ８ ４ ２ ０ ） Ｋ一０ ８ —０ ０２ ３
出 ， 用 溶 浸 采 矿 技 术 回 收 低 品位 矿 产 资 源 是 大 势 所 趋 ， 景 广 阔 ； 国企 业 采 用 溶 浸 技 术 回 收 矿 产 资 采 前 我 源 的 规 模 较 小 ， 要 向大 规 模 高 产 量 的方 向发 展 。 需
原地溶浸采矿对水质的污染
•酸浸工艺,溶浸液通常为硫酸,氧化剂为过氧化氢。 溶浸液的扩散和渗漏会使地下水中pH值降低,很多元 素从固态转为液态,对地下水环境带来影响。 •碱浸工艺,溶浸液为钠和铵的碳酸盐和重碳酸盐(溶 液浓度为0.5%~5.0%),氧化剂为过氧化氢、钾和钠的 次氯酸盐。
• 相对于酸浸工艺,碱浸工艺对地下水影响要小得 多,总矿化度提高不多,pH值基本不变,SO42-增加约l0 倍,RCO3、Ca2+、NH+4、Cl-、U、Cu2+等成分浓度不会 发生很大变化。
3、原地浸出采铀造成地下水放射性增加 原地浸出采铀技术已经成为中国层间氧化带砂 岩型铀矿床的主要开采方法，但在浸出过程结束 后，地下水质特征表现为较低的酸性pH，并且 SO42-、放射性核素U(VI)以及重金属等许多组分浓 度严重超标，如何对井场地下水污染进行治理并 使其恢复到溶浸前的状态成为环境工作者面临的 严峻问题。
高等采矿学课程讨论
原地溶浸程 • 二、原地溶浸采矿对水质的污染 • 三、原地溶浸采矿的废水处理
一、原地溶浸采矿的一般流程
二、原地溶浸采矿对水质的污染
1、原地浸出采铀工艺对地下水的影响 原地浸出采铀工艺造成地下水污染的途径主要 有:在正常工况情况下,溶浸液在地下向矿体浸出 范围之外流散,引起含矿含水层局部环境的变化, 从而影响地下水环境;在非正常情况下,由于生产 钻孔的渗漏,使溶浸液进入非矿层含水层,导致地 下水污染。 原地浸出采铀工艺包括酸浸工艺与碱浸工艺。
• 2、铜矿峪矿原地浸铜造成主巷道水质污染 铜矿峪矿，原地溶浸是在690中段主体生产区 域，随酸浸生产时间的延长，喷淋量增加，渗漏 加剧，690中段污染面积也随之加大，造成生产水 系统管路、道轨、凿岩设备、水泵等设备设施腐 蚀严重，今年已严重影响到空压机的正常运行。 不仅因频繁更换管路等设备设施造成掘进、深孔 和混凝土的停产，而且要浪费大量的人力和物力， 据不完全统计直接材料备件投入达到60万元左右， 累计投入180万元以上。
湿法冶金浸矿技术
湿法冶金——浸矿技术
一、浸出的定义和作用
1、定义：浸出是用化学试剂（如酸、碱、盐的水溶液和有机溶剂）将矿石或精矿中的有用组分转化为可溶性化合物，并有选择性地溶解出来，得到含金属的溶液，实现有用组分与杂质组分或脉石组分分离的过程，最终达到回收有价金属的目的。
2、浸出技术的最主要优点：（1）适合于处理低品位、细分散、组成复杂的矿石，以及精矿]表外矿、废矿石、矿渣和各种二次物料（如熔渣、烟道灰、废旧金属等）；（2）方法操作方便、金属综合回收率较高，广泛用于黑色、有色、稀有、稀散金属以及非金属矿物原料的加工，也是使未利用资源的资源化和解决三废（废渣、废液和废气）处理及保护环境的有效方法。
（3）浸矿石技术在三废治理、废金属回收、化工等领域有着巨大的潜在优势。
二、浸矿技术发展简史
冶金技术有六千或更早历史，早在公元前2世纪，我国就记载发铁置换硫酸铜的技术，到唐朝或五代时期，出现了从硫酸铜中提取铜金属的生产方法（胆铜法）。
所以，我国是采用湿法冶金技术最早的国家。
随着科学技术的发展，特别是核工业技术的发展，湿法冶金技术得到了飞速发展。
同时，溶剂萃取技术的发展，为湿法冶金加上腾飞的翅膀。
目前，浸矿技术已在地质、采矿、选矿、冶金、化工、环保、废旧金属回收、水处理等领域，显示出愈来愈重要的作用和发展前景。
溶浸采铀
一、名词解释1、溶浸液——由溶浸剂+氧化剂+水（或尾液）按一定比例配制而成的溶液，用于注入矿层，溶解矿物的液体。
2、溶浸剂——用于溶解矿物的化学试剂。
3、氧化剂——氧化还原反应里得到电子或有电子对偏向的物质。
4、浸出液——溶浸液与矿物充分接触、反应后，将矿物由固相转变为液相进入溶液。
5、孔隙度——孔隙体积占原矿岩体积的百分比。
6、自然安息角——矿石在崩落过程中形成自然矿堆，自然坡面与水平面的夹角称为自然安息角。
7、松散矿岩的块度——组成松散体的固体矿石块的尺寸、形状和它各级矿石块所组成的百分比称为松散介质的块度。
8、扩散——具有浓度梯度的溶液中，发生物质由高浓度向低浓度转移，并达到逐步均匀的现象叫扩散。
9、比表面积——体系内矿岩块表面积之和与体系外表面积之比值。
10、溶浸角——用溶浸液向矿堆淋浸过程中，溶浸液所能湿润和到达矿石堆范围的边界线，该线与水平面的夹角称溶浸角。
11、液固比——矿浆中水溶液质量与固体物料质量的比值。
12、渣计浸出率如果浸出前后原矿样和渣重量变化不大时，式中：P t——渣计浸出率(%);C1——原矿铀品位(%)；C2——浸出渣铀品位(%)。
如果浸出前后的重量变化较大时，式中：Q1——原矿样干重量()；Q2——浸渣干重量()。
13、液计浸出率式中：——液计浸出率(%);n——浸出级数；——第n级浸出合格液铀浓度(g/L);——第n级浸出合格液的体积(L);——原矿石铀品位(%)；——原矿石干重量()。
14、堆置浸矿——对不在原地的矿石或废石堆直接布液进行浸出，并通过一定方式将合格浸出液提取成产品(对铀提取铀化学浓缩物)，这就是堆置浸出。
15、制粒堆浸——往粉矿中加入适宜的粘结剂，使其形成较大颗粒，然后喷淋溶浸液进行浸出。
16、就地破碎浸矿——利用露天或井下碎胀补偿空间，通过爆破或地压手段将矿石就地进行破碎，然后进行淋浸，并通过集液系统将浸出液送往提取车间，制成合格产品。
17、原地浸出——矿石处于天然埋藏条件，没有经过任何位移，而是通过注液钻孔将配制好的溶浸液注入含矿层中，溶浸液与铀矿物充分接触，发生氧化、溶解作用，从而将固相铀转变为液相铀汇入含矿含水层液体中，经抽液钻孔抽至地表，进水冶厂处理成所需铀产品。
溶解采矿技术及应用
溶解采矿技术及应用王海峰（核工业第六研究所，湖南衡阳 421001）摘要：溶解采矿方法主要应用于盐矿的开采，其工艺的物理过程和化学过程与地浸采矿方法多有类似，文章介绍了溶解采矿的历史、物理化学原理、工艺过程以及应用实例。
关键词：溶解采矿；盐矿；注水；井1 溶解采矿发展史地浸采铀技术已成熟，并广泛应用到各国，可地浸技术用来开采铀矿物仅是60年代之后的事，而地浸采铀技术的鼻祖----溶解采矿的立式却源远流长。
溶解采矿是从采盐发展起来的。
我国1757年在运城盐湖以大口井采盐。
井深13.3～16.7m，底部为盐湖承压水。
这可利用承压水溶解地下石盐矿层，生成卤水，再嗮干而取之。
1880～1881年，溶解釆盐已由单井作业发展成几个井的井组作业。
在运城盐湖至少有两个井构成一组，井距为数十米，开采时从一井注入洗水溶解地下岩层，从另一井将生成的卤水提至地表嗮盐，类似我们的两孔法地浸采铀试验。
有时凿一组井，从中心注入洗水，从周边井提取卤水，我们目前应用的地浸采铀法正是继承了此法的衣钵，这是我国乃至世界应用溶解技术采矿的最早实例。
后来随着钻井技术的发明与应用极大地推动了地浸釆盐技术，在1835年我国已钻出深达1001.42m的井，这是19世纪中叶世界钻井深度的最高纪录。
从此，我国便开始了钻井溶解釆盐的历史。
目前测定地下水流向与速度的示踪法也是公元1894年在溶解法釆盐时发明的。
进入20世纪，国内外溶解采矿已十分普及，而且开采的矿物不仅限于岩盐，已发展到钾、硫、芒硝等。
就溶解技术本身来说，也在应用中得到不断发展。
如今两井联通开采、压裂技术、油水护顶技术等已得到广泛运用。
2 溶解采矿的物理---化学原理我们知道，溶解采矿是溶剂与矿物的物理反应过程。
那么，矿物是如何溶解在溶剂中的呢？从化学作用的观点看，矿物溶于液体的过程是发生在固-液两交界处的一种多相反应。
溶解的多相反应包括溶剂接触被溶物质表面的过程，溶剂与被溶物质相互作用的过程和已溶物质离开被溶物表面的过程。
溶解采矿
方法
连续注水 • 投入生产开始注水，直至矿采完成 • 保护顶板 • 溶解快 • 卤水浓度低
方法
间断注水 • 投入生产后，时注时停 • 运行费用低 • 溶解速度慢 • 溶腔产生负压，不利于保护顶板
方法---建槽、压裂
• 在矿层底部形成一倒锥体的溶腔 • 为对流生产提供最佳溶解面
• 在矿层中产生水平或顺层理的单裂面 • 达到井与井之间贯通的目的 • 两井之间 • 溶缝-----防闭合 • 时，注入柴油、石油、气体 • 这些物质比水密度低 • 浮于水上面 • 隔绝水与顶板的接触 • 防止水溶解顶板 • 从而保护顶板
方法---定向钻孔
• 针对 • 矿层夹层多 • 矿体单层变化大 • 等问题-------不能使用压裂、射孔爆炸等技术 • 采用受控定向钻孔 • 按设计轨迹钻孔 • 使两孔在设计点连通
溶解采矿
2020年5月
机理
• 将溶剂通过矿井注入到矿石层 • 矿石溶解到溶剂中 • 将含有矿物的溶剂提到地面 • 工厂处理，提取矿物
方法
正循环注水 • 中心管注入清水 • 环空流出溶腔卤水 • 底部溶解好 • 回采率高 • 卤水浓度低 • 携带能力差
方法
• 反循环注水 • 环空注入清水 • 中心管流出卤水 • 卤水浓度高 • 携砂能力强 • 回采率低
溶采钾技术的原理
溶采钾技术的原理
溶采钾技术是一种利用浸出液将含有钾矿石中的钾离子溶解出来的方法。
它的原理如下：
1. 选择合适的溶剂：溶采钾技术通常会使用水溶液或有机溶剂作为溶剂。
水溶液中，钾矿石中的钾离子可以与水分子形成溶解态离子（例如K+）；有机溶剂中，钾离子可以与有机分子形成可溶性络合物。
2. 破碎矿石：矿石通常会被破碎成较小的颗粒，以增加其表面积，使得溶剂能够更充分地接触到矿石表面。
3. 溶剂与矿石接触：溶剂与破碎后的矿石颗粒接触，通过物理或化学反应，溶剂中的钾离子可以进入矿石颗粒内部。
4. 反应过程：在溶采钾的过程中，溶剂中的钾离子从矿石颗粒中扩散出来。
这个过程可以通过浸出实验或动力学模型进行定量描述。
反应过程可能涉及离子交换、溶解、络合、扩散等物理化学过程。
5. 分离与提纯：通过选择合适的分离与提纯方法，将溶剂中的钾离子与其他杂质分离。
常用的分离方法包括沉淀、萃取、蒸馏、结晶等。
6. 回收溶剂：经过分离和提取得到钾离子的溶剂可以进行回收再利用，降低成
本和环境影响。
以上就是溶采钾技术的原理。
不同的矿石和溶剂选取可能会有所不同，但总的思路是通过合适的溶剂将矿石中的钾离子溶解出来，并进行后续的分离与提纯。
溶浸采矿技术的环境监测与控制
应 地增 加 ， 出 该 矿 带 所 需 的 时 间 也 随 之 延 长［ 。 浸 、 选矿 、 炼 为一 体 的采 冶 矿新 方 法 ， 涉 及 多 种 学 科 的边 缘 科 学 。采 用 这一 是 方 法 可 以直 接从 矿 床 中 回 收有 价 金 属 ， 能 有 效 地 并 回收 常规 方 法难 以回收 的难 采 矿体 、 处 理矿 石 、 难 低
过 量抽 液 比或 缩短 抽液 井 与 注液 井 之问井 距 的 办法
控 制 对 环境 的污 染 。研 究 和 推 广 应 用 这 一 方 法 ， 无 论 在 资 源充 分 利用 ， 是 经 济 效 益 以及 社 会 效 益 等 还
方面 ， 将 产 生积 极 的影 响 。 都
溶 浸采 矿 所 涉 及 的 方 面 有 ： 浸 化 学 ， 石 化 溶 岩 学 ， 体 中的液 流 ， 体 中 的气 流 ， 体 中 可供 液 体 矿 矿 矿 流 动 的空 隙 ， 石孔 隙率 ， 矿 金属 或 稀土 矿 物 回收 工 艺
（ ． 京矿 冶 研究 总 院 ， 京 １ ０ ４ ； ． 陵 有 色金 属集 团公 司 ， １北 北 ０ ０４ ２铜 安徽 铜 陵 摘 ２４ ０ ） ４ ０ １
要 ： 浸 采矿 技 术是 集采 、 、 溶 选 冶为 一体 的采 矿 方 法 ， 解 决传 统矿 业 工 艺 复 杂 、 本 是 成
众 所 周知 ， 矿 床 中 提 取 有 价 金 属 的 传 统 工 艺 从 是 先将 开采 出来 的 矿 石 选 成 精 矿 后 ， 送 冶 炼 厂 粗 再
采矿业中的矿石浸出与浸出工艺创新案例
采矿业中的矿石浸出与浸出工艺创新案例矿石浸出是采矿业中的一项重要工艺，通过该工艺可以从矿石中提取有价值的金属或矿物。
为了提高矿石浸出效率和产出质量，不断出现创新的浸出工艺。
本文将介绍几个在采矿业中成功应用的矿石浸出与浸出工艺创新的案例。
一、氰化浸出工艺在金矿开发中的应用氰化浸出工艺是金矿开发中常用的一种浸出方法。
其基本原理是利用氰化物溶液对金矿石中的金进行溶解，形成可溶性的金氰离子，并通过吸附树脂或者电沉积的方式将金离子还原为金属，从而实现金的提取。
近年来，氰化浸出工艺在金矿开发中出现了一些创新的应用。
例如，研究人员通过改进溶液组成和浸出条件，提高了氰化浸出工艺的效率和金的回收率。
同时，引入新型的吸附树脂材料，有效地解决了传统工艺中树脂的吸附饱和和再生问题。
这些创新的应用使得氰化浸出工艺在金矿开发中更加可持续和高效。
二、压裂浸出工艺在页岩气开发中的突破压裂浸出工艺是页岩气开发中的一项关键技术。
页岩气储层的低渗透性和低孔隙度常常导致气体产量低下，难以进行经济有效的开发。
压裂浸出工艺通过应用高压水射流等方法，将岩石矿石进行裂解和破碎，从而增加气体的渗透和流动性。
近年来，压裂浸出工艺在页岩气开发中取得了一些突破。
例如，工程师们不断改进压裂技术和设备，使得压裂效果更加准确和可控。
同时，引入新型的压裂液，例如加入纳米颗粒物质，能够显著提高裂缝的稳定性和增透效果。
这些创新使得页岩气开发中的压裂浸出工艺变得更加高效和可持续。
三、生化浸出工艺在铜矿冶炼中的应用生化浸出工艺是铜矿冶炼中常用的一种浸出技术。
传统的铜矿冶炼主要采用氧化还原浸出工艺，而生化浸出工艺则是通过利用微生物在特定环境下对铜矿石进行生物氧化作用来实现铜的浸出。
近年来，生化浸出工艺在铜矿冶炼中获得了一些创新的应用。
例如，研究人员通过培养和筛选强生物氧化能力的微生物，显著提高了铜矿石的浸出速率和浸出效果。
同时，优化浸出条件和控制微生物生长环境，实现了对矿石中其他有毒元素的去除和稀释。
堆浸法采矿技术基本概念、适用范围及优缺点
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟堆浸法采矿技术基本概念、适用范围及优缺点堆浸法是指将溶浸液喷淋在矿石或废石（边界品位以下的含矿岩石）堆上，在其渗滤的过程中，有选择地溶解和浸出矿石或废石堆中的有用成分，使之转入产品溶液中，以便进一步提取或回收的一种方法。
按浸出地点和方式的不同，堆浸可分为露天堆浸和地下堆浸两类，前者用于处理已采至地面的低品位矿石、废石和其他废料；后者用于处理地面以下、地下水位以上的残留矿石或矿体。
露天的废石堆浸多未经破碎而按其产出时的形状大小和成分直接浸出。
浸堆溶量大（多达数十万至数亿吨），底板多未经预先修整，浸出条件简陋，浸出效率不高，浸出周期较长（以年计）。
露天的矿石堆浸通常经过初碎和分级；经济价值高的矿石还可进行细碎或制粒等预处理；矿石块度与品位比较均匀，可浸性较好；堆浸场底板预先经过清理或平整，并采取了防止溶液渗漏和防洪防溢等措施；筑堆方法与布液方式比较合理，浸出效率较高，浸出周期较短（以周或月计），总的经济效益与环保条件比较好。
地面以下，地下水位以上的矿体或矿石，如矿石具有可浸性，底、顶板围岩不渗漏，也可进行喷淋堆浸。
已破碎的矿石可直接浸出，未采动过的矿体或矿柱，需预先松动爆破待破碎后再行浸出。
为了处理含硫化铜的氧化铜的混合富矿，还可将矿石破碎筛分后的矿砂装进人工浸出槽中，再将加热溶浸液逆流通过矿石浸出槽，获得的浸出液用电积法回收铜，此法称槽浸。
堆浸的适用范围及其优缺点一、堆浸的适用范围如下：1、处于工业边界品位以下，但其所含金属仍有回收价值的贫矿与废石。
按现有技术水平、国外堆浸法可经济处理的最低品位，铜矿石含铜0.12%，金矿石含金0.7g/t，铀矿石含铀0.05%。
2、品位虽在边界品位以上，但氧化程度较深的难处理矿石。
3、化学成分复杂，并含有有害的伴生矿物的低品位金属矿与非金属矿。
4、被遗弃在地下、暂时无法采出的采。
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溶浸采矿技术
摘要：随着科技的不断革新，采矿技术也在不断发展各种矿床开采技术层出不穷。
溶浸采矿技术就是其中一种先进的矿床开采方法，溶浸采矿是根据某些矿物的物
理化学特性，将工作剂注入矿层（堆），通过化学浸出、质量传递、热力和水动
力等作用，将地下矿床或地表矿石中某些有用矿物，从固态转化为液态或气态，
然后回收，以达到以低成本开采矿床的目的。
经我在图书馆和网上查阅相关关于溶浸采矿的相关资料得知，溶浸采矿方
法包括地表堆浸法、原地浸出法和细菌化学采矿法等。
溶浸采矿彻底改革了传统的采矿工艺，特别是地下溶浸采矿，少需或无需
传统的采矿工程（如开拓、剥离、采掘、搬运等），使复杂的选冶工艺更趋简单。
溶浸采矿可处理的金属矿物有：铜、铀、金、银、离子型稀土、锰、铂、铅、锌、
镍、铬、钴、铁、汞、砷、铱等20多种。但应用得多的是铜、铀、金、银、离
子型稀土。
地表堆浸法
堆浸法是指将溶浸液喷淋在矿石或边界品位以下的含矿岩石（废石）堆上，在其渗滤
过程中，有选择的溶解和浸出矿石或废石堆中的有用成分，使之转入产品溶液（称浸出富液）
中，以便进一步提取或回收的一种方法。
按浸出地点和方式的不同，堆浸可分为露天堆浸和地下堆浸两类，前者用于处理已采
至地面的低品位矿石、废石和其它废料；后者用于处理地下残留矿石或矿体，如果这些矿体
或矿柱未采动，为提高堆浸效果，需预先进行松动爆破。
原地浸出法
原地浸出法，又称地下浸出法，包括地下就地破碎浸出和地下原地钻孔浸出。
1）地下就地破碎浸出
地下就地破碎浸出法开采金属矿床，是利用爆破法就地将矿体中的矿石破碎到预定的
合理块度，使之就地产生微细裂隙发育、块度均匀、级配合理、渗透性能良好的矿堆，然后
从矿堆上部布洒溶浸液，有选择性地浸出矿石中的有价金属，浸出的溶液收集后转输地面加
工回收金属，浸后尾矿留采场就地封存处置。
溶浸矿山比常规矿山基建投资少，建设周期短，生产成本低，有利于实现矿山机械化
与自动化，有利于矿区环境保护，因此，该法很有应用发展前景，目前在国外已得到广泛应
用，我国也在铀、铜等金属矿床试验研究或推广应用，取得了良好效果。
2）原地钻孔溶浸采矿方法
其特征是矿石处于天然赋存状态下，未经任何位移，通过钻孔工程往矿层注入溶浸液，
使之与非均质矿石中的有用成份接触，进行化学反应。反应生成的可溶性化合物通过扩散和
对流作用离开化学反应区，进入沿矿层渗透的液流，汇集成含有一定浓度的有用成份的浸出
液（母液），并向一定方向运动，再经抽液钻孔将其抽至地面水冶车间加工处理，提取浸出
金属。
细菌化学采矿法
某些微生物及其代谢产物，能对金属矿物产生氧化、还原、溶解、吸附、吸收等作用，
使矿石中的不溶性金属矿物变为可溶性盐类，转入水溶液中，为进一步提取这些金属创造条
件。利用微生物的这一生物化学特性进行溶浸采矿，是近几十年迅速发展起来的一种新的采
矿方法。目前世界各国微生物浸矿成功地应用于工业化生产的主要是铀、铜和金、银等金属
矿物。
综上表明溶浸采矿技术是一新型无污染、低成本、能够回收赋存
条件较差的低品位矿体的开采方法，在我国西部矿产资源开发中将获
得广泛的应用。原地溶浸方法有望在大量的沉积型砂岩铜矿开采中获
得技术突破，管道浸出方法在二次回收尾砂中的有用成分中将有用武
之地，地表管注法浸出技术可用于经济合理地回收低品位矿石和废石
中的金属元素。