淺談銅礦山二次資源開發(fā)利用

許 杰

（江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦，江西 德興 334224）

隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，對資源的需求迅速增加，礦產(chǎn)資源開發(fā)力度也在逐漸增強(qiáng)，因此產(chǎn)生了許多尾礦庫。一方面尾礦庫壩體的修建[1]、維護(hù)費用等較高，對于礦山企業(yè)的發(fā)展帶來了環(huán)境、安全和經(jīng)濟(jì)等多方面的限制，礦山廢石、尾礦周邊環(huán)境的治理問題刻不容緩；另一方面在礦山尾礦庫當(dāng)中，也蘊(yùn)藏了豐富的有價金屬，如何對尾礦庫進(jìn)行合理的處置，減少安全風(fēng)險，恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，開展二次資源開發(fā)利用是目前急需解決的問題。

1 銅礦山尾礦庫二次資源回采

銅礦山尾礦庫二次資源回采可分為水力開采、干采和船采。水力開采是利用水的能量以及尾礦本身自帶的重力對尾礦進(jìn)行沖擊，并在破碎的礦壩中分離出可進(jìn)行二次利用的礦產(chǎn)資源。

按照動力源對水力開采進(jìn)行劃分又可分為天然水力開采和機(jī)械水力開采。天然水力開采是利用天然水對分層后的尾礦進(jìn)行沖刷，并對形成的尾礦漿進(jìn)行運(yùn)輸，送回選礦廠當(dāng)中；機(jī)械水力開采是利用水泵加壓，形成具有高壓的水槍對尾礦進(jìn)行沖刷[1]。干采是利用挖掘機(jī)等設(shè)備對尾礦進(jìn)行開采，再利用裝載機(jī)械或傳送帶將可進(jìn)行二次利用的部分送回到選礦廠中。通常情況下，干采按照順序分為三種方法，一次到底采礦、臺階分層以及自下而上分層方法。船采是利用具有開采功能的采砂船，在事先設(shè)定好的范圍內(nèi)，按照一定的順序進(jìn)行開采，將尾礦砂通過高壓水完成沖洗后，通過船載砂泵，最終運(yùn)輸?shù)捷斔凸艿喇?dāng)中[2]。三種方法比較，水力開采具備設(shè)施簡單、生產(chǎn)能力大且成本相對較低等優(yōu)勢，因此更適用于對經(jīng)過一定時間的沉積并且膠結(jié)較為嚴(yán)重的尾礦開采當(dāng)中。但水力開采方法的技術(shù)要求相對嚴(yán)格，因此在開采的過程中要加強(qiáng)對生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全的重視[2]。

在進(jìn)行尾礦庫二次資源回采前還需要對被開采的尾礦庫進(jìn)行工程地質(zhì)的勘查工作，明確尾礦庫中堆積體的具體分層情況，以及相應(yīng)的物理力學(xué)性質(zhì)和尾礦庫所在礦區(qū)的地質(zhì)特征。運(yùn)用科學(xué)合理的選礦工藝，可以有效的提高回收的效率，一次性完成對有價值礦物的回收，避免多次的重復(fù)。在完成基礎(chǔ)操作后，還要對尾礦庫的安全情況進(jìn)行詳細(xì)的判定，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定回采流程，綜合考慮多方面的因素，保證回采階段壩體的安全。

2 銅礦山有價金屬回收

銅礦山中二次銅金屬的回收可以采用攪拌浸出工藝，主要包括攪拌浸出、固液分離、萃取、反萃取以及電積等多種工序構(gòu)成。攪拌浸出主要是將尾礦庫中的物料通過篩選，并在篩選的過程中加入水洗礦、配漿等工序，在對礦漿進(jìn)行攪拌進(jìn)行浸出操作。固液分離是將經(jīng)過攪拌的礦漿送入到濃縮機(jī)中，利用濃縮機(jī)等設(shè)備進(jìn)行固液分離，浸出渣要進(jìn)行二次的洗滌同時分離后的浸出液中固相含量要盡可能低。將浸出渣送至磁選工藝選出混雜的鐵精礦，再將浸出液送入到萃取設(shè)備當(dāng)中，加入適當(dāng)?shù)妮腿┩瓿蓪︺~金屬的兩級逆流萃取。

將洗滌后的有機(jī)相送入到反萃取設(shè)備中進(jìn)行操作，反萃取液進(jìn)入到電解槽中完成電積，陰極選用不能被溶解的合金材料，在電極通電后，銅離子會在陰極上獲取到相關(guān)的電子沉淀，得到電積銅，完成銅金屬的回收。

3 尾礦浸出廢渣安全處置

對于銅礦山尾礦中浸出的廢渣進(jìn)行安全處置，主要是利用一定的工程手段對廢渣進(jìn)行物理、化學(xué)以及毒性性狀的改變，從而促使廢渣穩(wěn)定化、固化，進(jìn)而降低、減少或消除浸出廢渣的危害性。

浸出廢渣安全處置的方法包括植物修復(fù)、化學(xué)淋洗法、微生物解毒法。針對土壤污染濃度較低的廢渣可選用植物修復(fù)的方法，將其應(yīng)用于已經(jīng)被重金屬污染的土壤上，完成對土壤的原位修復(fù)，但該方法修復(fù)的時間相對較長。而利用化學(xué)淋洗法對浸出廢渣進(jìn)行安全處置可通過向廢渣堆噴灑化學(xué)藥劑液體，通過噴淋液體與廢渣中有價金屬的反應(yīng)使其形成可析出形態(tài)，并隨著噴淋液一同淋洗出來。該方法更適用于在廢渣中存在有價金屬的情況下使用。利用微生物解毒法可通過生物培養(yǎng)以及篩選出重金屬耐受性能的微生物對浸出廢渣進(jìn)行解毒。

例如，微生物的還原作用能夠?qū)U渣中的高價重金屬進(jìn)行還原，以此改變重金屬的解析性能，從而達(dá)到解毒的目的。微生物法適用于在某一類特定的高價重金屬中對廢渣進(jìn)行還原解毒，但該方法不適用于在多種重金屬共同存在時對廢渣進(jìn)行安全處置，且在實際操作過程中還會受到溫度和季節(jié)的影響，操作及管理難度相對較大。

4 銅礦山尾礦復(fù)墾

銅礦山的尾礦植被復(fù)墾有：大沖溝尾礦復(fù)墾和剝離巖土填坑造地等方法[3]。第一種方法是對排棄巖石與排放尾礦的地方進(jìn)行復(fù)墾，有計劃的將剝離的巖土分別排放在沖溝筑壩中，以此形成一個人工的堆砌尾砂沉淀池。再將銅礦山中的尾礦填充在沉淀池當(dāng)中，在其上敷設(shè)亞黏土。這種工藝方法的特點在于，利用巖石分段筑壩。其優(yōu)點在于剝離巖土的土質(zhì)相對松散，孔隙度相對較大，因此水可以通過孔隙滲出，不需要再多加設(shè)置尾礦水溢流管，節(jié)約成本。另一種方法是利用剝離巖土對溝谷地帶進(jìn)行復(fù)墾，在剝離的過程中，首先將地表上的土層以及山皮土堆積起來，將堅硬的巖石放置在坑底，將風(fēng)化的巖石放置在頂部，選取適應(yīng)周圍環(huán)境的植物種植在表面，根據(jù)植物的深度選擇合適的排放厚度。

5 結(jié)語

對于廢石場以及尾礦庫的二次資源開發(fā)是礦山環(huán)境治理中的重點，同時又變廢為寶。以減量化、資源化、無害化的原則及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念為基礎(chǔ)，在保證安全開采的情況下，利用先進(jìn)的工藝流程在提高礦產(chǎn)資源開發(fā)效率的同時，實現(xiàn)對銅尾礦有價金屬資源的回收和再利用，從而延長礦山企業(yè)的服務(wù)年限，減少資源開采對環(huán)境造成的壓力。