淺談礦物加工工程中的浸出技術

（白銀礦冶職業技術學院，甘肅 白銀 730900）

選礦在選礦工程中占有重要地位，而選礦環節尤為關鍵。它涉及礦物材料和粉末的技術以及資源的綜合利用。在涉及國民經濟的許多學科中，它的重要性不言而喻。其中，選礦技術在選礦工程中具有極其重要的意義。在礦物工程中，淺出技術是一項重要的技術，如何應用淺出技術，對于礦物工程的施工價值有著重要影響，而加強對淺出技術的科學應用，可以有效促進礦物分離，并且還能改善礦山的質量。從當前的淺出技術角度分析，可以將淺出技術分為化學淺出以及微生物淺出，雖然這兩類技術都存在不同的技術特點，但這兩類技術都能為淺出技術提供幫助，能夠很大程度上為礦物提供有效的利用率。

1 浸出技術概念

浸出技術是選礦過程中的重要部分。在此過程中，礦物質的分解就是利用浸出技術來實現的，并且能從中提取出具有價值意義的物質來進行利用。從浸出技術的分類角度來看，可以將其分為微生物浸出和化學浸出。從應用原理上講，就是利用微生物產生的反應與礦物質結合，通過浸泡和氧化等過程實現礦物質的分離。

2 礦物浸出技術的特點

2.1 浸出工藝突破了原有工藝的極限

浸出法可以提高整體開采的質量和效率，一些傳統方法無法提取的物料利用浸出法就能夠提取，特別是礦山廢渣轉化為可用于工業的物料，實現環境的保護和礦山資源的高效利用[7]。在現今科學技術飛速的發展下，浸出技術所要做的是降低礦產開采的下限，實現低品位礦石的高效開采，如：浸出-萃取-電積法可使銅礦開采的徹底性提高0.40%左右，化學浸出法可使整個采礦的徹底性比傳統采礦法提高0.50%左右。浸出采礦法開采徹底、污染少的特點受到了大多數技術人員的關注，都利用其特點來對礦產資源進行開采，逐漸成為現今礦產資源開采的有效途徑。

2.2 解決采礦污染問題

在一些傳統的礦物開采過程中就產生一些有毒的氣體、廢渣，會造成較大的污染，特別是對一些含有危險金屬離子的礦物。如果不能有效的回收和處理這些危險物質，其污染性就會對環境造成嚴重的破壞。另外如果把雨水儲存在礦井里，有害物質會擴散得更快。在目前，浸出采礦法主要采用反應或吸附的方法來吸附和處理有害離子。

2.3 浸出速度快、消耗少、操作環境優

與傳統采礦工藝相比，浸出工藝具有速度快、工藝簡單、整體處理措施少、對環境影響小等特點，符合我國發展中倡導的可持續發展理念。目前看來，我國重金屬開采技術已處于成熟階段。

2.4 開采貧乏礦

在目前傳統的礦產資源開采中，在難以獲取利潤的條件下放棄了對礦區的開采，將開采過的礦區由于資源的短缺，沒有更多的價值，而且投資開采的費用還低，所以具備能開采徹底的特點[5]。開采部分尾礦的過程中，不僅可以獲得更多的礦產資源，而且可以改善尾礦區的環境，而且使土壤與一些礦物混合，對后期的植被生長恢復創造了有利的條件。

3 物理浸出技術

3.1 微生物和細菌的類型。微生物不是簡單的低水平生物。在它們進行吸收，吸附和聚集等活動時，它們通常會產生物理或化學反應。促進礦物質成分浸出是需要這些有效的反映來實現的。人們利用微生物的這一特征。它可以有效地提取礦物質。當使用微生物分解礦物質時，應創造適當的環境條件以使反應發生[6]。比如，溫度應控制在20 攝氏度至50 攝氏度之間，這是促進微生物反應的合理溫度范圍。所選擇的微生物主要包括氧化亞鐵螺旋菌，氧化亞鐵硫桿菌，硫氧化硫桿菌等。

3.2 浸出機制。當使用微生物分解礦物質時，其應用原理是將細菌直接置于礦物質的表面，并利用氧化分解的過程來分離礦物質，這是直接的原理。

3.3 使用和創新。在文章上面提到的內容中，描寫到了溫度是影響微生物分解礦物質的條件之一所以此，分解環境一定要嚴格要求，尤其是浸出微生物的條件要求更高。但是，如果篩選要求過于嚴苛也會影響其效率。若想進一步加強微生物分解礦物質中的效率，就一定要去嘗試新的方法。想要進一步作出創新，可以嘗試將微生物生態學等學科與涉及化學反應的分子生物學相結合，相互利用彼此的優點，強化微生物的化學能力。反應的適應性可以保證細菌群落的穩定性，保證礦物的浸出效率[1]。對于新增的細菌群落，也能更好更快地適應環境，讓礦物質分解效率有一個跨越式的提升，讓揮浸提工藝進一步發揮出自身應有的作用。

4 化學浸出技術

4.1 水浸技術。水熱硫化浮選法在水浸技術中是一種最為普遍應用的方法，它可以大大的促進礦物質進行分解。水熱硫化浮選法的原理是：當具備一定的條件時，硫可以跟水發生化學反應。如鉬、鎳以及硫化銅等物質可以在一定條件下與硫發生反應生成硫化銅礦物，而由于此類的穩定性較高，因而很難被分解。如若要使反應順利進行并得到有效的硫化銅礦物質，就必須為反應創造熱壓條件才行，因為具備熱壓條件是發生反應的基本條件，熱壓情況下能夠使浮選硫化銅產生應有的促進效果，因而達到回收硫化銅礦物的目的[3]。于熱壓硫化浮選的運用過程而言，很多因素會對其產生影響，如溫度、硫化時間、硫含量以及礦石粒度等因素。另外，在使用這種方法分解礦石時，需要大量的能量來加熱，因此這種方法對環境不友好，這也決定了水熱硫化浮選方法非常困難。并且在實際使用中也受到較大限制。

4.2 酸浸技術。加壓酸浸技術也是浸出技術在選礦中應用的一種方法。采用加壓酸浸工藝時，通常采用兩種基本方法。第一種方法是大氣和加壓條件的結合。采用該方法時，需要將多段常壓浸出與一段加壓浸出相結合，再結合酸浸實現礦物浸出。一個是在壓力下進行的，這是通過兩個或多個階段的提取來實現的。在這種方法中，用于礦物浸出的礦物主要是酸鹽，如鋁硅酸鹽脈石和硅酸鹽。共生礦酸浸法除采用加壓酸浸技術外，也是將酸浸技術應用于選礦過程的方法之一。

以上兩種方法為常見的兩種選礦方法，但此類方法不適合銅-鉬-鉛-鋅共生礦石。這種方法對于礦石中的物質依靠是沒用的，為了加強銅鉬鉛鋅共生，礦石中物質的分離，則需要極其特殊的浸出技術[4]。在使用這種特殊的浸出技術時，必須首先進行鉛浸出和硫富集的相關反應。當進行鉛浸出和硫富集的相關反應時，有必要確保溫度保持在85 攝氏度。大約半小時后，反應完成。使用鉛浸出和硫富集的相關反應的原因是，酸溶液可以分別溶解酸和水中礦物質中的氧化物和硫酸鹽，從而可以充分溶解鉬，銅，鋅和其他物質。分離物質以達到礦物浸出的目的。

4.3 選礦過程中，應用最為廣泛的浸出技術方法是堿浸技術氨浸技術。這項技術最起源于美國加拿大一家工廠內，當時這家工廠目的是為了提取硫化鎳便使用了氨浸法進行提取。由于該項技術擁有較強的綜合性，目前國內外已有多種氨浸技術在世界各國工廠得到應用。薩斯喀徹溫堡的工廠是這些仍在使用氨浸技術的工廠中具有代表性的一個。他們主要采用兩段逆流加壓氨浸法，這時他們鎳廠最常用的浸礦方法。采用此方法時，將進行兩次浸出操作，且兩次操作的壓力和溫度不同。在第二次操作中，第一次溫度和壓力值分別為85℃和0.83mpa，溫度與第一次操作相同，壓力的施加發生了變化。主要原因是采用加壓空氣作為氧化劑參與反應，提高了原料應用的靈活性[2]。該工藝具有工藝簡單的特點，在有色金屬硫化礦中有明顯的驗證。它還具有一些特點，例如：對設備的侵蝕程度低、造成的環境影響較小、使用后的金屬材料可以二次利用等。因此，氨浸法得到了廣泛的應用。同時，這種工藝也有它自身的劣勢，例如：貴金屬礦物的浸出采用這種方法時不可取的，原因是貴金屬與溶液一旦相融，會發生化學反應，導致形成了絡合物，絡合物一旦與溶液再次相融，會使浸出程序更加復雜，使得對礦物的提取變得困難。該技術的應用過程中，可以選擇另一種方法，那就是氧化鐵礦氨浸法，主要作用于氧化銅礦中提取出礦物銅。該方法可以科學有效的對礦物銅進行提取，在其他幾種方法中具有較大的可使用性。

5 建議

隨著人類生活水平的提高、科學技術的發展，對金屬礦產量需求也在不斷的增加，各個領域技術的運用都離不開這些礦物質，所以這就要求我們繼續加工礦產，但另一方面，環保意識的提高也使對資源的利用和節約資源有了一定的要求，以促進生態文明建設可持續發展。在時代的進步過程中，這就變成了礦石加工業面臨的一個重要問題。產業要想發展，必須改變傳統的加工方式，探索新的加工方式。浸出技術具有能耗低、成本低等一系列優點，順應了時代的發展，符合控制標準。與傳統采礦法相比，運用浸出開采法具有成本低、消耗少、用工少的特點，在浸出開采過程中，整個工藝流程短，在環保方面資金消耗也很小，它具有無廢氣、廢水排放的特點，在礦區后期回采中易于回收，整體簡化了工作的工藝操作，在開發中逐漸受到各級重視。為此，為更好地利用浸出法，提出下面的幾條建議：

5.1 改良菌種特性

在目前的微生物開采方法在開采中，開采的物質種類有很大的局限性，目前的菌種只能開采單一的幾種礦物，也不能開采各種微生物，另外，在開采過程中進出速度很慢，同時工廠的選址也使極為困難的，因為開采對環境的要求極高，只能適應某些特定的溫度和pH值。在菌種的培養后期，要選用耐特殊氣候條件的菌株進行繁殖，或通過特殊條件提高其耐特殊溫度或pH的能力。

5.2 著力發展新型浸出技術開采廠

近年來，在我國的浸出技術發展中，浸出生產廠的數量只占采選廠總數的一小部分，與全面建設新的采選廠的目標還有很大差距。因此，要大力開展新建礦山廠房建設，確保高質量開采。

5.3 物理微波加熱浸出法

微波加熱浸出法的原理是利用物理方法加快物料的提取，利用微波的作用可以加快反應速率，類似催化劑，從而能夠有效提高物料的提取速度，可以防止硬化等情況的發生，這對中國的北方高寒地區的礦產開采具有很大的借鑒意義。

6 結語

隨著現代化社會的深入發展，科學技術不斷提高，礦物作為我國經濟發展的重要組成部分，需要具備相關的技術來支撐，而當前的社會對于礦物的需求越來越大，這就決定了礦物加工需要相關的技術輔助，而淺出技術的發展，正好迎合了當前礦物需要的技術依賴。基于此，浸出技術作為選礦行業最關鍵的技術，具有工藝流程相對簡單、反應速度極快、操作相對容易等特點。針對這種現象，礦物需要采用淺出技術，以此來提高礦物的價值，以此來提高礦物的應用價值和使用有效率。因此本文以浸出技術概念、礦物浸出技術的特點、物理浸出技術和化學浸出技術為研究路線，加強對礦物淺出技術的分析，并提出相關的建議，旨在深入剖析礦物加工工程中的浸出技術，為相關領域和行業提供一定的幫助。