煤礦開采期刊論文發(fā)表范文
《煤礦開采》期刊是國家煤礦安全監(jiān)察局主管、煤炭科學研究總院主辦的國家級綜合性學術期刊,面向國內外公開發(fā)行,國內統(tǒng)一刊號：CN11-3677/TD，國際標準刊號：ISSN1006-6225。是煤炭行業(yè)礦井開采新技術、新產品及研究成果的主要發(fā)布媒體之一。
摘要：滴滲方法，溶液直接作用于礦粉堆表面，礦粉表面將不形成水層，入滲速度快，而且能夠與浸金溶劑充分接觸，并沖刷礦粉表面，這將對金粉的析出十分有利。
關鍵詞：金礦,堆浸滴淋,作業(yè)系統(tǒng)
1引言
金礦床在全國各省均有分布，但具工業(yè)規(guī)模的金礦床主要分布在我國中部、西部和北部地區(qū)，以及近年新發(fā)現(xiàn)的成礦帶。在已探明的黃金儲量中，有30％為難處理金礦。據(jù)有關機構不完全統(tǒng)計，我國難處理金礦遠景儲量達1000多噸，已探明的儲量中有700噸的含砷、硫金礦難以直接氰化，至少有40個以上儲量為1～100噸難處理金礦因環(huán)境問題而無法開發(fā)利用。這批難以利用的"呆礦"的處理已成為影響我國黃金工業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要"瓶頸"問題之一。隨著易采礦的大量開采，難處理金礦資源的開發(fā)利用已成為黃金開采的一項重要任務。在難處理金礦資源預處理技術方面，加速推廣新法預處理技術及加熱氧化法等先進技術，加快金礦科技相關成套設備的引進和二次開發(fā)是十分迫切和急需的。
國家對環(huán)境保護問題越來越重視，鑒于黃金冶煉技術上的落后的工藝對水環(huán)境和大氣環(huán)境較大影響，應該用先進的工藝代替舊工藝。以降低環(huán)境治理的成本，保護人類生存環(huán)境，達到黃金生產的可持續(xù)發(fā)展。
加入世界貿易組織后，我國黃金工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)主要有兩個方面：一是開放黃金市場問題。按照世界貿易組織市場準入原則，中國黃金市場將向國際開放；二是企業(yè)競爭力問題。我們的企業(yè)在規(guī)模、資本、技術、成本上與國際先進水平相比，有很大差距，企業(yè)競爭能力較差。為此，我們建議在我國的黃金生產中引進國際先進高效、環(huán)保的黃金滴淋作業(yè)系統(tǒng)，通過必要的試驗研究和工程示范盡快推廣，以提高難處理金礦的生產效率和保護環(huán)境。
1.1氰化提金工藝
堆浸是金礦提金的重要技術手段。為達到使金礦微粒與Na2CN充分接觸，在選冶技術中采用先進的技術手段已經顯得十分重要。除了尋找新的高效的或無毒的浸金溶劑和加壓氧化工藝、細菌氧化工藝、化學氧化工藝、以及氯化法和含硫試劑氧化法等，我們還應改進浸金技術方法，譬如：采用噴淋和滴淋等通過管道添加氰化物的方法。
1.2堆浸處理工藝關鍵技術
為解決該工藝存在的問題，相應的將浸金溶劑均勻地、可靠地分配并均布于黃金礦粉中，采用先進技術手段是十分必要的。目前不少金礦已經采用了噴淋方法來達到此目的。但是噴淋方法有的不容易控制浸金溶劑的量，難以提高浸出率，同時噴灑到空中含氰化物的微小水珠容易擴散，對人體和環(huán)境造成傷害和污染等缺點。為了更好地解決環(huán)保問題，降低能耗，優(yōu)化浸金溶液配比、提高浸出率、減少浸金溶液用量，應對濕法處理工藝技術中的堆淋方式進行改進。
圖1.金礦生產流程示意圖
1.3環(huán)境保護要求
噴淋時浸金溶劑內含的氰化物，會嚴重污染大氣和水環(huán)境。過量使用氰化物會導致礦區(qū)污水處理和環(huán)境治理成本，甚至生產成本提高。隨著易浸金礦石資源的不斷減少和世界范圍內對環(huán)境保護要求的日益迫切，與工藝相配套的堆淋技術變得越來越重要，因此，噴淋工藝將會受到滴淋堆浸處理工藝的挑戰(zhàn)。
堆浸處理工藝中采用滴淋方法也已經在發(fā)達國家得到發(fā)展，美國在許多礦區(qū)均采用此技術。采用此項技術后環(huán)境得到了很大地改善，滴淋方法為美國黃金生產和礦區(qū)環(huán)境保護做出了貢獻。
作為今后難選冶技術研究和開發(fā)的主攻方向，但從國內外的技術發(fā)展趨勢來看，具有環(huán)境保護功能的、針對難處理金礦石的預處理技術，將會成為今后一段時期開發(fā)應用的重要目標。
2浸金溶液分布技術
浸金溶液分布淋灑技術是堆浸法的關鍵技術，本文著重對噴灑和滴淋兩種技術進行比較和分析。
采用傳統(tǒng)的噴淋進行堆淋的情況下，開始時，由于噴灑強度不超過礦粉的入滲能力，礦粉表面將不形成水層，這種情況下的入滲稱為自由入滲。礦粉的入滲速度等于降雨強度。隨著噴灑強度很大和噴灑時間的增加，礦粉表面很快形成積水層，形成板結入滲過程轉為有壓入滲，淋洗的效率隨著降低。
利用滴滲方法，溶液直接作用于礦粉堆表面，礦粉表面將不形成水層，入滲速度快，而且能夠與浸金溶劑充分接觸，并沖刷礦粉表面，這將對金粉的析出十分有利。
現(xiàn)代滴淋設備具有壓力補償、防止堵塞裝置，出流均勻且可以根據(jù)礦石成分、品位和破碎程度采用最佳滴淋強度和浸金溶液濃度。
2.1浸金溶液滴淋方法
2.1.1滴淋方法概述
將滴淋技術應用于浸金溶液輸送及將浸金溶液均勻地灑布于礦粉的方法，在國外已經得到廣泛地應用。根據(jù)國外廠商的總結，滴淋有以下優(yōu)點：
1.高性能和高可靠性，容易安裝；
2.可以降低生產成本；
3.消除風的影響；
4.一年四季都可以運行；
5.減少太陽紫外線對化學物質的破壞；
6.減少浸金溶液的排泄和流失；
7.節(jié)省貯液池和引水渠道建設費用；
8.滴頭自動清洗和防阻塞；
9.減少對操作工人、周圍環(huán)境和土地的影響，有利于環(huán)境保護。
滴淋可以增加溶液中空氣的含量，這意味著增加參加化學反應的氧含量，參加了金礦析出的活性；滴淋系統(tǒng)可以精確控制氰化物溶液濃度，減少氰化鈉在空氣中的損耗量；滴淋系統(tǒng)容易增加溫度控制設備，以達到提高堆浸化學反應溫度的目的。滴淋系統(tǒng)自動化程度高，操作容易，生產效率高，可靠性高，對環(huán)境影響較小，生產成本相對較低。
圖2.滴淋系統(tǒng)工藝流程示意圖
圖3.滴淋系統(tǒng)平面布置圖
2.1.2滴淋方法的特點
2.1.2.1滴淋系統(tǒng)可以與加熱系統(tǒng)集成在一起
為解決難處理金礦石選冶，焙燒是難處理金礦石的最古老而傳統(tǒng)的預處理方法，焙燒工藝的優(yōu)點是適應性相對較強，（可處理含碳質的難浸金礦），操作費用相對較低。該工藝的缺點是對操作參數(shù)和給料成分變化比較敏感，容易造成過燒或欠燒，欠燒時礦石中的含硫和含砷礦物分解不充分，過燒時焙砂出現(xiàn)局部灼燒使焙砂的孔隙被封閉找點粒二次包裹，從而導致金的浸出率下降。再者焙燒時會產生二氧化硫和三氧化二砷，綜合回收不利時，會嚴重污染大氣與環(huán)境。從目前來看隨著環(huán)保要求越來越嚴格，與工藝相配套的煙氣治理成本將會大幅度提高。
在建立滴淋系統(tǒng)的同時，我們將考慮通過滴淋系統(tǒng)增加加熱設備，這樣將使滴淋方法得到了一定的完善和發(fā)展，最近幾年國外的研究機構正在開發(fā)研究更加有效的加熱濕法技術，雖然目前均還處于試驗研究階段，但像加熱濕法技術工藝等已顯示出了良好的工業(yè)應用前景。
2.1.2.2可以精確控制輸送浸金液體
滴淋的管網壓力比噴淋低得多，溶液成分損失少，可以精確地計算和控制對礦粉堆的施用量，特別是采用自動控制系統(tǒng)后，對溶液濃度和流量控制更加精確。
2.1.2.3有效利用浸金氰化物和降低能耗
滴淋系統(tǒng)避免了溶液分布過程中的耗散損失，可以精確地定量輸送浸金溶液到礦粉堆中，從而達到減少溶液使用量和降低循環(huán)系統(tǒng)的耗的能量。
2.1.2.4無板結和積水
采用滴淋技術可以徹底消除礦粉堆表面容易生成板結現(xiàn)象，清除礦粉不存在積水及入滲難題，提高出金率。
3金礦滴淋作業(yè)和管理系統(tǒng)
滴淋系統(tǒng)采用國際先進的滴淋系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。由以下設備組成：
l計算機控制系統(tǒng)（有線或無線）
l基于pH值和NaCN濃度水平的金礦粉堆控制及溶液配比控制系統(tǒng)
l滴淋配水系統(tǒng)，采用Mine-TraXX或DripInforHeapLeach礦業(yè)系統(tǒng)專用的滴管
本系統(tǒng)具有在擴展方面很好的靈活性，可以應用于一個堆浸作業(yè)，也可以用于多個堆組成的較大型的堆浸作業(yè)。
圖4.滴淋系統(tǒng)實例
3.1計算機控制系統(tǒng)
采用模塊化的計算機堆淋控制系統(tǒng)，即積木式的結構方式。每個控制單元可由3個或5個輸入/輸出模塊組成，系統(tǒng)與控制中心的通訊方式可通過電纜，也可以是無線方式。
隨著生產規(guī)模的擴大，計算機控制系統(tǒng)今后也可發(fā)展成與互聯(lián)網集成在一起的大型網絡管理系統(tǒng)，如下圖所示：
圖6.網絡系統(tǒng)框圖
3.2溶液配比控制系統(tǒng)
本控制系統(tǒng)是一套計算機控制的程序化的溶液配比控制系統(tǒng)。由自主開發(fā)的軟件操作，具有很大的靈活性而且可以根據(jù)用戶的特定的要求進行定制。系統(tǒng)允許用戶利用任何類型的數(shù)字/模擬傳感器或設備進行精確地監(jiān)視和控制滴淋環(huán)境。
滴淋控制系統(tǒng)和溶液配比控制系統(tǒng)可以各自獨立地使用，也可以合并在一起作為一個以上的滴淋控制系統(tǒng)。通過友好的軟件界面或控制單元的各自顯示面板。顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，調整系統(tǒng)參數(shù)，統(tǒng)計分析生產過程的活動和系統(tǒng)技術指標，形成綜合報表。
該系統(tǒng)能夠通過電話、傳呼機或其它通信設備檢測出滴淋和加熱設備故障或較大的監(jiān)測偏差。
圖7.溶液配比控制系統(tǒng)
授權用戶能通過計算機調制解調器遠程監(jiān)測滴淋和加熱情況和控制該系統(tǒng)。
3.3滴淋管網系統(tǒng)
本工程采用以色列或美國滴淋產品專業(yè)公司生產的礦業(yè)專用滴淋管或迷宮式滴淋管，該產品采用有滴頭寬流道技術、滴頭雙入口技術、可使用高濃度浸金化學品進行滴淋作業(yè)技術。有如下優(yōu)點：
²寬式流道，適用于浸金化合物含量高的水源。
²流道入口過濾面積大，內置濾網面積較同類產品大10倍。本工程采用滴頭流量為7.0l/h。
²迷宮式結構，渦流強大，雜質不堵塞流道。
²灌溉啟動和結束時，自動清洗滴頭。
²提供多種規(guī)格的管徑、流量、滴頭間距和管壁厚度。
圖8.滴淋管
²滴淋系統(tǒng)節(jié)約浸金溶液性能優(yōu)越，浸金溶液的利用率達98%。
4推廣應用
在十五計劃中，已經提出我國黃金生產的技術裝備改造主要目標是大型企業(yè)工藝技術裝備和主要技術經濟指標接近或達到國際先進水平。攻克難處理金礦選冶技術難關，實現(xiàn)產業(yè)化，利用難處理金礦資源300噸；解決礦山企業(yè)地探、采礦和環(huán)保等專項技術問題，并使資源消耗比由現(xiàn)在1:1.7下降到1:1.5。加大節(jié)水節(jié)能工藝設備研究，降低礦山能耗物耗。
在環(huán)境保護方面要提高環(huán)保意識，積極推行清潔生產工藝，搞好綜合利用，企業(yè)“三廢”排放必須達到國家或地方規(guī)定標準。有條件的大中型黃金企業(yè)積極創(chuàng)建“園林式企業(yè)”和“零排放礦山”，創(chuàng)造更優(yōu)美的生產環(huán)境。
