堆浸要做好堆场的选址工作,选择合适的堆浸场地是降低堆浸投资费用、降低生产成本、延长服务年限、减少或避免环境污染、确保安全生产的重要保障。堆浸场地选择不当,会造成浸出料液渗漏、堆场垮塌、堆场容量小、服务时间短、需要卸堆或增加投资导致生产成本上升等。
选择堆场重点考虑以下因素。
①地质基础好,能够承受来自矿堆的压力,避免产生不均匀沉降,造成矿堆坍塌、陷落,浸出液渗漏,堆浸管道破损等。
②靠近矿源,减少运输费用。原矿含铜品位0.50%,按70%回收率计算,每生产一吨电积铜需要285.7t矿石,如果每吨矿石运输费用增加20元,吨铜成本就会增加5714元。
③场地要有位差,浸出液能够自流;良好的自然位差可以减少场地建设工程费用,降低生产成本。
④场地要有容量,平缓且呈凹形,可以增加堆矿数量,避免堆场倒塌,提高堆场稳定性,延长服务年限。
⑤浸出工序与萃取-电积工序的合理配置,降低料液及萃余液输送成本;从长远看,既不挤占堆场面积,又不增加高差或浸出剂输送距离,避免造成投资增加,生产运行成本上升。
⑥对堆浸场地要进行工程地质勘探,了解岩石性质、承受压力情况,计算今后堆场的最终高度及堆矿量,预防塌陷事故发生。
⑦掌握堆场底部岩石的渗透性,渗透性越小越好,避免堆场渗漏时溶液渗入地下污染水源。
⑧防洪排水,暴雨来临时,要能够顺利排泄雨水,避免外来雨水流入堆场,造成浸出料液膨胀,预防环境污染。
⑨对于地形陡峭、面积较小的堆场,要设计今后卸除堆浸碴方案。
堆场底垫是堆场设施的重要组成部分,目的是保证溶液不能渗透、漏失,避免造成金属铜及硫酸的损失,避免造成环境污染。严重时造成堆浸工艺失败。堆场材料选择及底垫铺设基本方法如下。
①底垫材料应具有耐稀硫酸腐蚀、不透水(渗透系数≤5×10 -7 cm/s)、不沉陷、不破裂、不滑动、不渗漏、性质稳定等基本要求。
②底垫材料最好就地取材,降低建设投资;首先划定堆场面积,建设防洪、防水系统,铲除树根、树枝、石块、尖角物料,剔除可能会刺破PVC软板(2mm厚)的杂物。
③易刺破PVC软板的杂物清理干净后,用挖掘机平整场地、碾压夯实堆底;垫上一层200mm厚的当地黏土,二次碾压夯实;再次垫上一层200mm厚黏土,第三次碾压夯实;铺焊2mm厚PVC软板,搭扣从高到低顺向搭接(类似屋顶瓦片搭接)。
PVC软板具有耐硫酸腐蚀、隔水防渗透、具有一定韧性及抗拉性,非常适合堆场底垫作防渗层使用。但是,如果安装焊接使用不当,会发生渗漏事故,降低产量,增加生产成本,甚至造成环境污染。
(1) 堆场基础建设 要防止堆场渗漏,首先堆场基础不能发生局部塌陷、开裂、滑坡,否则会使PVC软板拉裂后导致浸出液渗漏。
(2)PVC 软板焊接原理 使用塑料焊接枪或塑料焊接爬行机焊接PVC软板,其工作原理就是鼓入焊枪内的空气经过加热后的电炉丝,空气经过加热后成为热气,热空气吹向PVC软板时被加热熔化,两块加热熔化的PVC软板压实冷却后就紧紧黏附在一起、不再脱落。
(3)PVC 软板焊接方法 主板搭接处上下两层烘热熔化后用转动的小轮压实(搭口宽度50mm);再用相同厚度的PVC软板条(宽度50mm)沿搭口中心加焊一层,沿主板焊缝处焊接,同样是把50mm宽的PVC软板条与主板焊缝中心线向两侧25mm烘热熔化后压实,确保不会渗漏浸出液。堆浸厂PVC软板搭口处焊接,最佳方法是使用“爬行焊接机”焊接,辅助使用能够滚动的小轴承轮进行压实;具有速度快、焊接充分、牢固等优势。普通手工焊枪焊接PVC软板时,方法同上,只是速度较慢、成本较高、劳动强度较大,适宜小范围PVC软板焊接。
(4)PVC 软板焊接质量检查 使用塑料焊接枪吹热空气时,温度要适中,温度太高,焊接速度会加快,但容易把PVC软板表面烧煳——发黑、发焦、冒烟,两块板搭接处会形成“缝隙”,容易产生渗漏。温度太低,焊接速度慢,如果PVC软板表面没有熔化就强行压实,两块PVC软板搭接处“熔合不紧密”而产生“假焊”现象,会出现渗漏。焊接质量好的PVC软板,使用尖嘴钳、胶把钳或双手也不可能把焊接处撕开、撕裂。焊缝应均匀,有时使用剪刀剪开后进行撕裂试验,锁定责任人,做好标记,认真检查焊接质量,避免学徒工焊接堆场中的PVC软板。采购高质量的PVC软板,强化管理,采取综合措施才能预防堆场渗漏现象发生。
①堆场底垫铺设技术及质量影响堆浸能否正常生产。如果生产几年后发生渗漏现象,很难找到渗漏位置,补救处理非常困难,正常生产后,一般不能修补堆场底垫。一是很难识别具体在何处渗漏;二是堆场上的浸渣或矿石太多,难以翻动,无位置堆存;三是翻动矿石影响生产,直接、间接成本很高。因此,堆场建设需要高素质技术工人,PVC软板焊接需要师傅级别的熟练工人操作,不能出现任何渗漏问题,为今后湿法冶金工艺能够正常生产做好前期工作。
②PVC软板铺设以前,一般在平整好的地基上先铺一层厚200mm的黏土或细尾矿,防止尖、硬物料刺破PVC软板。
③PVC软板焊接完毕,经过认真检查没有质量问题后,在上面铺一层厚200mm的黏土或细矿粉(要求耗酸低),对于难渗透矿石,需要铺一层厚100~200mm的 ϕ 50~ ϕ 70mm硅酸盐型鹅卵石,能够增强堆场渗透性。
④整个堆场不得积水,既平坦又要有一定坡度,坡度为2%~5%,堆场四周修筑围堰,防下雨时洪水进入堆场;堆场内部要设计排出浸出液通道,确保浸出液及时进入料液池,自流或泵入萃取工序。
⑤堆场要与矿石破碎-入堆相衔接,减少矿石运输距离,降低入堆成本,做到最低成本化原则。