堆浸技术是湿法冶金的一种,西方一些学者认为其最早出现在18世纪的西班牙,当时人们采用此方法浸铜。
殊不知,早在1098年(北宋),一位名叫张潜的江西德兴人在其著作《浸铜要略》里,总结了他一生从“胆水”里炼铜的工艺,开启了世界湿法冶金之先河。
不过,张潜的湿法冶金只是从自然形成的所谓“胆水”里用铁片还原提取铜,不是严格意义上的湿法冶金。缺少堆浸制备“胆水”这一最重要的过程,当然是局限于当时还没有酸、碱等化学产品的缘故。
堆浸技术真正得到广泛应用是在20世纪60年代前后,由于地质理论取得了突破,在板块理论的指导下,斑岩铜矿找矿取得了巨大的成果,发现和勘探了数以百计的大型和超大型斑岩型铜矿,仅超大型斑岩铜矿就占全球铜矿总储量的60%以上。可惜的是,这些铜矿尽管储量大,品位却很低(一般仅为0.5%左右),又都是氧化矿,大部分矿床都没法利用。
堆浸技术经过不断的改进和发展得到了完善。斑岩铜矿的利用恰好给堆浸技术提供了大规模应用的平台。美国人将低品位的氧化铜矿石碎至一定粒度,堆积在由沥青、混凝土或塑料等材料铺筑的防漏底垫上,用低浓度稀硫酸溶液在矿堆上喷淋,使铜溶解,含铜的溶液从矿堆上渗滤出来,然后用萃取或电积方法回收铜等,之后的尾液还可以返回再使用。
1997年,由堆浸—萃取—电积方法(国外称SX-EW)提取氧化矿石中的铜的成本已经很低,铜的平均生产成本大概为43美分/磅。到目前为止,国际上采用堆浸处理的铜矿石品位甚至低到了0.10%,国内降到了0.23%。
堆浸法提金也是美国人于20世纪60年代发明的技术。堆浸提金是指将低品位金矿石在底垫材料上筑堆,通过氰化钠溶液循环喷淋,使矿石中的金、银溶解出来(图2-7)。含金液用活性炭吸附、锌置换沉淀或直接电解沉积等方法回收金,提金后的尾渣经消毒后排放。
图2-7 堆浸提金工艺示意图(www.daowen.com)
一个人见人爱的漂亮金饰品,却需要一个剧毒无比的东西来提炼它,这不能不说是一个精美的传说。
20世纪后期,氰化钠堆浸提金技术把黄金生产推向了新的高潮,汞齐法能提炼的矿石它都能提炼,汞齐法不能处理的矿石它也能处理,并且由于成本大降而使得处理的金矿石品位降到1克/吨以下。本世纪初,全球最大的氰化钠堆浸提金工场在福建龙岩市上杭县紫金山,每年处理矿石高达200万吨,品位降到0.3克/吨。
我国堆浸技术的创造性推广令人咋舌。本世纪初,江西的专家首先把堆浸技术应用于离子吸附型稀土矿的提取中,因为这一矿种属于我国独有,这一举动必然有创新意义。早些时候人们用异地池浸和堆浸的方法使用氯化钠(NaCl)或硫酸铵((NH4)2SO4)浸泡离子吸附型矿石,然后用草酸溶液进行沉淀,再经过灼烧、水洗、再灼烧,获得混合稀土氧化物。
由于南方的离子型稀土品位极低,大多在每吨十几克,同金矿差不多,所以只有降低成本才能赚得一定的利润。由此他们不断摸索改进堆浸法,终于诞生了地浸法。
地浸法是不把含有稀土的矿石挖出拿走,而是在含有离子型稀土矿的矿区或地段打井,通过地表注液井加入浸矿液,经渗透和离子交换,有选择地将矿石中的稀土离子浸出并回收的工艺。溶浸液的回收有负压抽液和水封堵漏法,前者的适用性较广。收集流出的溶浸液用草酸或碳酸氢铵沉淀,得到稀土氧化物产品,稀土浸取回收率达70%~75%,这种做法不会使地貌、地表和植被遭到破坏,原地浸取与池浸相比较其成本较低,一般为1 200~3 000元/吨。铀矿的地浸工艺与此相同。
尽管堆浸工艺从走进中国的那一天起并未受到传统选冶专家的青睐,但以其投资少、成本低的巨大优势始终吸引着矿业界的新生儿们,由此以来,钒矿堆浸了、锌矿堆浸了、镍矿堆浸了……几乎湿法冶金能够涉及的矿种都堆浸了。
堆浸技术的突破,使得铜矿的入选品位下降到了0.5%以下,金矿的入选品位下降到了0.5克/吨以下,红土型镍矿的利用品位下降到了0.8%以下。仅中国德兴铜矿一家就可以新增铜金属近200万吨。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。