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(huì)的快速發(fā)展，對(duì)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(kù)。一方面尾礦庫(kù)壩體的修建[1]、維護(hù)費(fèi)用等較高，對(duì)于礦山企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)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(wèn)題刻不容緩；另一方面在礦山尾礦庫(kù)當(dāng)中，也蘊(yùn)藏了豐富的有價(jià)金屬，如何對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)行合理的處置，減少安全風(fēng)險(xiǎn)，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(wèn)題。

1 銅礦山尾礦庫(kù)二次資源回采

銅礦山尾礦庫(kù)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(duì)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(dòng)力源對(duì)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(duì)分層后的尾礦進(jìn)行沖刷，并對(duì)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(duì)尾礦進(jìn)行沖刷[1]。干采是利用挖掘機(jī)等設(shè)備對(duì)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(tái)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(guò)高壓水完成沖洗后，通過(guò)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(jiǎn)單、生產(chǎn)能力大且成本相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì)，因此更適用于對(duì)經(jīng)過(guò)一定時(shí)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(duì)嚴(yán)格，因此在開采的過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全的重視[2]。

在進(jìn)行尾礦庫(kù)二次資源回采前還需要對(duì)被開采的尾礦庫(kù)進(jìn)行工程地質(zhì)的勘查工作，明確尾礦庫(kù)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(kù)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(duì)有價(jià)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(duì)尾礦庫(kù)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(jià)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(kù)中的物料通過(guò)篩選，并在篩選的過(guò)程中加入水洗礦、配漿等工序，在對(duì)礦漿進(jìn)行攪拌進(jìn)行浸出操作。固液分離是將經(jīng)過(guò)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(shí)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?duì)銅金屬的兩級(jí)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)土壤的原位修復(fù)，但該方法修復(fù)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。而利用化學(xué)淋洗法對(duì)浸出廢渣進(jìn)行安全處置可通過(guò)向廢渣堆噴灑化學(xué)藥劑液體，通過(guò)噴淋液體與廢渣中有價(jià)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(lái)。該方法更適用于在廢渣中存在有價(jià)金屬的情況下使用。利用微生物解毒法可通過(guò)生物培養(yǎng)以及篩選出重金屬耐受性能的微生物對(duì)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(jià)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(jià)重金屬中對(duì)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(shí)對(duì)廢渣進(jìn)行安全處置，且在實(shí)際操作過(guò)程中還會(huì)受到溫度和季節(jié)的影響，操作及管理難度相對(duì)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(duì)排棄巖石與排放尾礦的地方進(jìn)行復(fù)墾，有計(jì)劃的將剝離的巖土分別排放在沖溝筑壩中，以此形成一個(gè)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(diǎn)在于，利用巖石分段筑壩。其優(yōu)點(diǎn)在于剝離巖土的土質(zhì)相對(duì)松散，孔隙度相對(duì)較大，因此水可以通過(guò)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(duì)溝谷地帶進(jìn)行復(fù)墾，在剝離的過(guò)程中，首先將地表上的土層以及山皮土堆積起來(lái)，將堅(jiān)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(yǔ)

對(duì)于廢石場(chǎng)以及尾礦庫(kù)的二次資源開發(fā)是礦山環(huán)境治理中的重點(diǎn)，同時(shí)又變廢為寶。以減量化、資源化、無(wú)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(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)銅尾礦有價(jià)金屬資源的回收和再利用，從而延長(zhǎng)礦山企業(yè)的服務(wù)年限，減少資源開采對(duì)環(huán)境造成的壓力。