試論礦物加工工程中的浸出技術(shù)

楊兆東

摘要：礦物加工是礦物工程中一個(gè)重點(diǎn)學(xué)科，其中以選礦工程為主要內(nèi)容，包含了礦物材料與粉體技術(shù)、資源綜合利用等方向，在與國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)的學(xué)科中是很重要的一門學(xué)科，而其中礦物加工工程中礦石的浸出技術(shù)對(duì)于礦物工程的發(fā)展有著很重要的意義。在這樣的基礎(chǔ)上，本文主要對(duì)于礦物加工工程中的浸出技術(shù)進(jìn)行了研究，分析了浸出技術(shù)的一些概念以及在礦物加工的實(shí)際過(guò)程中的應(yīng)用，希望對(duì)于該技術(shù)的推廣起到一定作用。

關(guān)鍵詞：礦物加工;浸出技術(shù);反應(yīng)

引言

礦物作為大自然饋贈(zèng)給我們?nèi)祟惖馁Y源，其重要性不言而喻。礦物資源在我們的生活以及生產(chǎn)當(dāng)中占有不可取代的作用，礦物加工技術(shù)顯得尤為重要，隨著社會(huì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，礦物加工技術(shù)也越發(fā)成熟，浸出技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展我國(guó)礦物提取的有效手段，具有污染小、提取徹底等特點(diǎn)，它可以推進(jìn)我國(guó)對(duì)礦物質(zhì)提取的進(jìn)程，加快我國(guó)礦物質(zhì)提取發(fā)展的速度。

1、浸出技術(shù)相關(guān)概念

礦石的浸出技術(shù)分為化學(xué)浸出和微生物浸出?；瘜W(xué)浸出可采用順流、錯(cuò)流或逆流浸出流程;堆浸和就地浸出一般都采用順流循環(huán)浸出流程，連續(xù)攪拌浸出一般采用順流浸出流程。如要采用錯(cuò)流或逆流浸出，則各級(jí)之間應(yīng)增加固液分離作業(yè)，間斷作業(yè)的攪拌浸出一般為順流浸出，但也可采用錯(cuò)流或逆流浸出流程。只是每次浸出后都需進(jìn)行固液分離，操作復(fù)雜。生產(chǎn)上應(yīng)用較少。化學(xué)浸出可以直接得到澄清浸出液，而攪拌浸出的礦漿須經(jīng)固液分離后才能得到供后續(xù)作業(yè)處理的澄清浸出液或含少量礦粒的稀礦漿。微生物的浸出技術(shù)，則是使用某些微生物的生理機(jī)能以及代謝產(chǎn)物，對(duì)礦石進(jìn)行氧化、浸泡，從而對(duì)礦物的分離過(guò)程進(jìn)行改善，把礦石中那些有用的成分通過(guò)溶解出來(lái)加以回收利用。

2、 礦物浸出技術(shù)的特點(diǎn)

2.1浸出工藝突破原有極限

浸出法可以降低整體開采的下限，開采一些傳統(tǒng)方式無(wú)法提取的物質(zhì)，將礦場(chǎng)殘?jiān)绒D(zhuǎn)化為工業(yè)上可以利用的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦場(chǎng)資源的高效利用。隨著時(shí)代的發(fā)展，浸出技術(shù)將礦物開采的下限降得越來(lái)越低，實(shí)現(xiàn)低品級(jí)礦的高效開采。例：浸出——萃取——電積法對(duì)礦物進(jìn)行開采，這種開采方式可以將銅礦開采的徹底度增加0.40% 左右，采用化學(xué)浸出法可以將整個(gè)開采的徹底度較傳統(tǒng)開采方式提升0.50% 左右。由于浸出式采礦的方法具有采礦徹底、污染小等特點(diǎn)，使其逐漸受到人們的重視，成為礦物開采的重要部分。

2.2解決采礦污染問(wèn)題

傳統(tǒng)的礦物開采過(guò)程會(huì)帶來(lái)很多的污染，尤其是對(duì)一些含有危險(xiǎn)金屬離子的礦藏開采時(shí)，如果不能有效地對(duì)這些危險(xiǎn)物質(zhì)進(jìn)行處理就會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。如果礦坑中儲(chǔ)存雨水等就會(huì)使有害物質(zhì)更快地向外擴(kuò)散?，F(xiàn)今浸出式采礦的方式均采用與其反應(yīng)或是將其吸收等方式進(jìn)行危險(xiǎn)離子的吸收和處理。

2.3 浸出速度快、消耗少、操作環(huán)境優(yōu)

浸出技術(shù)相較于傳統(tǒng)的開采技術(shù)具有速度快、流程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，整體的加工措施少，且在開采時(shí)對(duì)環(huán)境的影響小，符合我國(guó)在發(fā)展中所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展的理念。目前我國(guó)在重金屬的開采技術(shù)上已經(jīng)處于成熟階段。

2.4開采貧乏礦

傳統(tǒng)在對(duì)礦藏開采時(shí)，對(duì)于一些含量低或是開采不徹底的礦，都采取放棄開采的方式，主要是由于開采難以獲得利潤(rùn)等。但新興的開采技術(shù)不僅投入小，而且在開采時(shí)也具有開采更為徹底的特點(diǎn)。對(duì)一些尾礦等實(shí)現(xiàn)開采，不但可以獲得更多的資源還可以提升尾礦地區(qū)環(huán)境，方便尾礦地區(qū)后期的植被恢復(fù)等。

3、微生物浸出

3.1菌種

微生物可以通過(guò)生物吸附、生物吸收、生物聚集等物理化學(xué)反應(yīng)，選擇性的提取出想要的礦物或者成分。目前，對(duì)于微生物的浸出技術(shù)在硫化礦石上得到了廣泛的應(yīng)用，微生物細(xì)菌的有效溫度大約在20到50攝氏度之間，而最常用的生物菌種則為氧化亞鐵硫桿菌、氧化鐵微螺菌以及氧化硫硫桿菌。

3.2應(yīng)用與創(chuàng)新

經(jīng)典使用的純培養(yǎng)的方法對(duì)于微生物的生態(tài)有著較大的局限性，對(duì)于浸礦的微生物來(lái)說(shuō)這種局限性顯得更加的明顯?？梢詫⒎肿由飳W(xué)應(yīng)用到微生物的生態(tài)學(xué)中，這樣不僅能夠有效地避免在傳統(tǒng)的研究過(guò)程中微生物的生物多樣性的丟失對(duì)礦物浸出造成的影響，而且能夠通過(guò)新的菌種的發(fā)現(xiàn)增加對(duì)于細(xì)菌浸礦環(huán)境的了解，使得礦石工程中的浸出技術(shù)達(dá)到更好的浸出效果。

4、化學(xué)浸出

4.1水浸

這種浸出技術(shù)中，最常見的方法就是水熱硫化浮選法，就是在熱壓的條件下，使硫能夠與礦物中的硫化銅、鉬、鎳等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而進(jìn)一步生成比較穩(wěn)定的硫化銅礦物，然后在熱水中使用浮選硫化銅的方式對(duì)其進(jìn)行回收。在這個(gè)工藝中，溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響最大，其次就是礦石的粒度、硫的量的多少以及硫化時(shí)間等均會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定程度的影響。由于這種化學(xué)浸出方式受到的環(huán)境影響因素較多，對(duì)能源的消耗也比較大，因此難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；纳a(chǎn)，所以由于它自身的這些限制使其難以得到更加深入的研究以及廣泛的應(yīng)用。

4.2酸浸

加壓酸浸的化學(xué)浸出法在工業(yè)上的應(yīng)用主要分為兩大類：一類是常壓下的加壓酸浸，就是浸出是由幾段常壓下的浸出以及一段加壓浸出組成的。另一種酸浸的方式則是通過(guò)兩段或者多段的加壓浸出組成的。通常情況下，硅酸鹽或鋁硅酸鹽脈石都會(huì)采用酸浸的方式進(jìn)行礦物的浸出。

除此之外還有共生礦的酸浸法。由于經(jīng)常使用常規(guī)的選礦方法難以從銅鉬鉛鋅共生礦中獲得單一的、合格的精礦產(chǎn)品，這使得銅鉬鉛鋅共生礦被稱為呆滯礦產(chǎn)。因此對(duì)于該礦產(chǎn)采用的浸出技術(shù)比較特別，首先進(jìn)行浸鉛富硫的反應(yīng)，反應(yīng)在85攝氏度的溫度下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)該為1.5個(gè)小時(shí)左右。之所以可以采取這種方式進(jìn)行浸出，是因?yàn)殂~鉬鋅的氧化物溶于酸，而它的硫酸鹽是溶于水的，能夠使得主要的金屬銅、鉬、鋅最大程度的浸出到溶液中去，這樣就實(shí)現(xiàn)了將這些金屬和其他的雜質(zhì)進(jìn)行分離的目的。經(jīng)過(guò)酸浸之后，剩余的浸出渣中主要剩下的是原生的硫化銅、硫化鉬，其他的鋅、銀等金屬則以硫化銀以及包裹著的銀的形式存在。

4.3堿浸

堿浸的方式中，較為常見的方法就是使用氨浸的方式。這種工藝方式在對(duì)有色金屬的硫化礦石進(jìn)行處理的時(shí)候，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備的防腐問(wèn)題也很容易得到解決，而且對(duì)于環(huán)境的污染很輕微，能夠回收大部分的金屬，所以在這個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。相反的，這種方法處理貴金屬礦物時(shí)，由于貴金屬能夠形成絡(luò)合物在溶液中分散，使得溶液的成分變得更加的復(fù)雜，提取的過(guò)程更加的困難，因此在這個(gè)方面的提取比較不適應(yīng)。

這種方式的應(yīng)用中，還有氧化鐵礦石氨浸的方式。這種方法中，氧化銅礦石通過(guò)氨浸的方式對(duì)銅進(jìn)行提取，就是使用含氨的溶劑，把含銅的礦物中的銅以及銅的化合物浸溶出來(lái)，使其進(jìn)入到溶液中去，然后選擇一些較為合適的方式將其沉降出來(lái)。這種浸出方式中，對(duì)于銅的回收率能夠達(dá)到百分之八十八，對(duì)于銅的回收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于其他的浸出方式。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于礦物工程的加工技術(shù)中，浸出技術(shù)是很重要的一種技術(shù)手段，由于其具有反應(yīng)速度快、流程比較短、以及操作的環(huán)境較好等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于礦物加工業(yè)的發(fā)展有著重要的推進(jìn)作用，對(duì)其進(jìn)行研究有著很重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔垂雷， 張夢(mèng)琦， 鄧婕. 礦物加工工程中的浸出技術(shù)分析[J]. 2021.

[2] 江成. 礦物加工工程浸出技術(shù)要點(diǎn)分析[J]. 智富時(shí)代. 2018（06）

[3] 伍成建. 礦物加工工程技術(shù)發(fā)展和研究新領(lǐng)域[J]. 數(shù)碼世界. 2018（04）