溶浸採礦

溶浸採礦方法包括 地表堆浸法、原地浸出法和 細菌化學採礦法等。

溶浸採礦徹底改革了傳統的採礦工藝，特別是地下溶浸採礦，少需或無需傳統的採礦工程（如開拓、剝離、採掘、搬運等），使複雜的選冶工藝更趨簡單。溶浸採礦可處理的金屬礦物有：銅、鈾、金、銀、離子型稀土、錳、鉑、鉛、鋅、鎳、鉻、鈷、鐵、汞、砷、銥等20多種。但應用得多的是銅、鈾、金、銀、離子型稀土。

堆浸法是指將溶浸液噴淋在礦石或邊界品位以下的含礦岩石（廢石）堆上，在其滲濾過程中，有選擇的溶解和浸出礦石或廢石堆中的有用成分，使之轉入產品溶液（稱浸出富液）中，以便進一步提取或回收的一種方法。

按浸出地點和方式的不同，堆浸可分為露天堆浸和地下堆浸兩類，前者用於處理已采至地面的低品位礦石、廢石和其它廢料；後者用於處理地下殘留礦石或礦體，如果這些礦體或礦柱未采動，為提高堆浸效果，需預先進行鬆動爆破。

1）適用範圍

堆浸法的適用範圍是：

（1）處於工業品位或邊界品位以下，但其所含金屬量仍有回收價值的貧礦與廢石。根據國內外堆浸經驗，含銅0.12%以上的貧銅礦石（或廢石）、含金0.7g·t以上的貧金礦石（或廢石）、含鈾0.05%以上的貧鈾礦石（或廢石），可以採用堆浸法處理。

（2）邊界品位以上但氧化程度較深的難處理礦石。

（3）化學成分複雜，並含有有害伴生礦物的低品位金屬礦和非金屬礦。

（4）被遺棄在地下，開採的採空區礦柱、充填區或崩落區的殘礦、露天礦坑底或邊坡下的分枝礦段及其它孤立的小礦體。

（5）金屬含量仍有利用價值的選廠尾礦、冶鍊加工過程中的殘渣與其它廢料。

地表堆浸法是將溶浸液噴淋在破碎而又有孔隙的廢石（圍岩廢石與低品位礦石的混合物）或礦石堆上，溶浸液在往下滲濾的過程中，有選擇性溶解和浸出其中的有用成份，然後從浸出堆底部流出並彙集起來的浸出液中提取並回收金屬的方法。

地表堆浸是應用最早且應用最廣的溶浸採礦方法。它適用處理邊界品位以下，仍有回收利用價值的貧礦和廢石，或品位雖然在邊界品位以上，但氧化程度深，不宜採用選礦法處理的礦石，或化學成份複雜，甚至含有害伴生礦物的複雜難處理的礦石。

（1）破碎礦石（廢石）堆的設置

① 地表堆浸礦石的粒度要求：被浸礦石的粒度對金屬的浸出率及浸出周期的影響很大，一般來說礦石粒度越小，金屬的浸出速度越快。例如，用粒級25~50mm的與－5mm的金屬礦石浸出12d，其浸出率分別為29.575和97.88%。但礦石粒度又不宜太細，否則將影響溶浸液的滲透速度。國內堆浸金礦石的粒度一般控制在－50mm以內，並要求粉礦不超過20%，國外許多堆浸礦石的粒度控制在－19mm，浸出效果良好。

② 堆場選擇與處理：礦石堆場應盡量選擇靠近礦山、靠近水源、地基穩固、有適合的自然坡度、供電與交通便利，且有尾礦庫的地方。堆場選好后，先將堆場地面進行清理，再在其表面鋪設浸墊，防止浸出液的流失。浸墊的材料有熱軋瀝青、粘土、混凝土、PVC薄板等。在堆場的滲液方向的下方要設置集液溝，集液池，在堆場的周邊需修築防護堤，在堤外挖掘排水、排洪溝。

③ 礦石築堆：礦堆高度對浸出周期及浸墊面積的利用率有直接的影響，高度大，浸出周期長，浸墊面積利用率得到提高。但從提高浸出效率、縮短浸出周期、保證礦堆有較好的滲透性來綜合考慮，礦堆高度以2-4m為宜。

（2）浸出作業控制

① 配製溶浸液：根據浸出元素的不同，配製合適的溶浸液，如堆浸提金普遍採用氰化物。

② 礦堆布液：礦堆布液方法有噴淋法、垂直管法及灌溉法。前者主要適合於礦石堆浸，后兩者主要適合於廢石堆浸法。噴淋法是指用多孔出流管、金屬或塑料噴頭等各種不同的噴淋方式，將溶浸液噴到礦堆表面的方法；灌溉法是在廢石堆表面挖掘溝、槽、池，然後用灌溉的方法將溶浸液灌入其中；垂直管法適合高廢石堆布液，其作法是廢石堆內根據一定的網路距離，插入多孔出流管，將溶浸液注入管內，並分散注入廢石堆的內部。

③ 浸出過程式控制制：浸出過程式控制制的主要因素包括溫度、酸鹼度、雜質礦物等。

（3）浸出液處理與金屬回收

浸出液中含有需要提取的有用元素，可採取適當的方法將其中的有用元素置換出來。如從堆浸中所得的含金，銀浸出液（富液）中回收貴金屬的方法有鋅粉置換法，活性炭吸附法等傳統工藝，以及離子交換樹脂法和溶劑萃取法等新工藝。

原地浸出法，又稱地下浸出法，包括地下就地破碎浸出和地下原地鑽孔浸出。

1）地下就地破碎浸出

地下就地破碎浸出法開採金屬礦床，是利用爆破法就地將礦體中的礦石破碎到預定的合理塊度，使之就地產生微細裂隙發育、塊度均勻、級配合理、滲透性能良好的礦堆，然後從礦堆上部布灑溶浸液，有選擇性地浸出礦石中的有價金屬，浸出的溶液收集後轉輸地面加工回收金屬，浸后尾礦留采場就地封存處置。

溶浸礦山比常規礦山基建投資少，建設周期短，生產成本低，有利於實現礦山機械化與自動化，有利於礦區環境保護，因此，該法很有應用發展前景，目前在國外已得到廣泛應用，我國也在鈾、銅等金屬礦床試驗研究或推廣應用，取得了良好效果。

2）原地鑽孔溶浸採礦方法

其特徵是礦石處於天然賦存狀態下，未經任何位移，通過鑽孔工程往礦層注入溶浸液，使之與非均質礦石中的有用成份接觸，進行化學反應。反應生成的可溶性化合物通過擴散和對流作用離開化學反應區，進入沿礦層滲透的液流，彙集成含有一定濃度的有用成份的浸出液（母液），並向一定方向運動，再經抽液鑽孔將其抽至地面水冶車間加工處理，提取浸出金屬。

地下原地鑽孔溶浸採礦方法適用條件苛刻，一般要求同時滿足：

（1）礦體具有天然滲透性能，產狀平緩，連續穩定，並具有一定的規模；

（2）礦體賦存於含水層中，且礦層厚度與含水層厚度之比不小於1:10，其底板或頂、底板圍岩不透水或頂、底板圍岩的滲透性能大大低於礦體的滲透性能。在溶浸礦物範圍之內應無導水斷層、地下溶硐、暗河等；

（3）目的金屬礦物易溶於溶浸藥劑而圍岩礦物不能溶於溶浸藥劑，例如：氧化銅礦石與次生六價鈾易溶於稀硫酸，而其圍岩礦物石英、硅酸鹽礦物不溶於稀硫酸，該兩種礦物則有利於浸出。

由於適用條件苛刻，國內外僅在疏鬆砂岩鈾礦床應用地下原地鑽孔法開採。這種疏鬆砂岩鈾礦床通常賦存於中新生代各種地質背景的自流盆地的層間含水層中。含礦岩性為砂岩，礦石結構疏鬆。且次生六價鈾較易被酸、鹼浸出，適合地下原地鑽孔浸出法開採。

某些微生物及其代謝產物，能對金屬礦物產生氧化、還原、溶解、吸附、吸收等作用，使礦石中的不溶性金屬礦物變為可溶性鹽類，轉入水溶液中，為進一步提取這些金屬創造條件。利用微生物的這一生物化學特性進行溶浸採礦，是迅速發展起來的一種新的採礦方法。世界各國微生物浸礦成功地應用於工業化生產的主要是鈾、銅和金、銀等金屬礦物。且向錳、鈷、鎳、釩、鎵、鉬、鋅、鋁、鈦、鉈和鈧等金屬礦物發展。浸出方式由池（槽）浸，地表堆浸逐步擴展到了地下就地破碎浸出，並有向地下原地鑽孔浸出發展的趨勢。一般說來，微生物浸礦主要是針對貧礦、含礦廢石、複雜難選金屬礦石。

可用於浸礦的微生物細菌有幾十種，按它們生長的最佳溫度可以分為3類，即中溫菌（mesophile），中等嗜熱菌（moderate thermophile）與高溫菌（thermophile）。硫化礦浸出常涉及到的細菌如圖1所示。