美国矿务局原地采铜研究的进展.pdf

铜 矿 每 ， 抛 ， 国 美国矿务局原地采铜研究的进展 7 长 沙 有 色 冶 垒 设 计 研 究 院豢 德 辉 ／ 一 开 发应用采 矿新 工艺是美 国矿务局的一 项重要举措，他们在亚利桑那州的卡萨格兰 德 附近 的圣克 鲁斯 矿进行的原 地采铜试 验就 是一例 。 在 7 O 年代初期，原地采矿 已在得克萨斯 州和 怀饿明州的铀矿开采 中得到应 用， 同时 也用于从露天矿废石、低品位矿石、矿块崩 落带和用传统方法的采场充填料 中提取铜金 属，其生产方式 既可将矿石堆于地 表并在矿 堆上喷淋溶浸 液，也可在 崩 落矿 段的矿堆上 喷液。堆浸工艺 已有效地用于黄金、白银和 低品位铜的回收，浸出富液集中 于 收 液 井 或 池 。 矿务局着力于该项研究的目标之一，是 使用这种方法对来授采动的原状矿体进行采 矿，为此 目的 ，矿务局受 托 于国际科学应用 公司编写了Ⅸ 原地开采铜矿设计手册草案 ， 其主要内容有原地采锕系统的设计原理、生 产过程 和单项工 程投资 费用分类 ； 用原 地采 矿的4 2 种情况的最佳方案J现场有效参数； 现金流量模拟的程序及经济分析J环境保护 方法的特 点，设计和监测复垦投资等。 为证 实 手册草案 中提供的参 数在 原 地 采镪 生产 中可行性 和可靠性 。在 亚刹桑那 州 的克 鲁斯 氧化 铜矿 【 U 进行 了现 场试验，该 试验由美国矿务局和圣克鲁新采矿公司共同 完成，试验矿 山的工艺设计按 原地开采铜 矿手册草案的规定和模拟试验数据完成。 试验 中运 硝了单元概念， 即 由小 井场结 构扩 大到工业 生产 规模井 田规格 。 试验矿 山是 一个 尚未开采 的矿 山，其工 业储量预计为 0 7 0 0 万t 氧化 铜矿石，矿 石 平 均品位0 。 7 ％的酸性可溶性锕，主要矿 石 种 类有硅孔雀石和氯铜矿，这类矿石赋存于花 一 26 一 7 岗岩斑岩 中。矿带底 部的平均 深度在 地表 以 下5 4 2 ． 8 7 m，平均厚度 6 4 ． 2 m。矿 区 地 表较 平坦，每1 ． 6 k in起伏3 m，有州 际和 区级公路 通往矿 区。 试验井场设计采沼两组相 连的5 点 式 井 暇布置 ，其 中四周 的角井作 抽液井，含铜浸 出液从这些井 眼中抽出地表送加 工场 ， 中心 井为注液井。经凋制合格的潦浸液从遣些井 眼注入并 送 至待溶浸 的矿段，生产 井间距定 为 3 8 ． 7 m 见 圈，所选 定的井距 和流动 率 可溶采足够大 的面积， 以便 为工业规模原地 溶浸开采矿山确定预期钶采收率，铜载荷和 溶浸滞面时 间等提供依据 。为 了扩大钻井 的 有效作用半径 ，有 必要在小 范围内用液 力扩 大裂隙 。 t - 0 辞 酗 一 注涟井 0 e～ 抽液 莽 j 勰 上t ． 船 甲 并曝 布置示意匿 整个试验计划用4 8 个月，扣除建设和试 运行时闯后，溶液注入和回收作业时间，必 须控制在i 8 个月，这样才能平衡。对评价和 确定操作 上的问题来说， 1 8 个 月的时间足够 了，但如果浸出液中的铜仍保持在规定指标 以上的活，刚可延 长时间。 现场试驻 的具体作法 首 先从矿带 和附 近 咎取水 文及地质资料 ，测试 出试验 矿块 内 部的液流特性 和钻井系 统的 流 休 状 况。怒 一 j 9 9 4． 4 维普资讯 ⑦ 1 7～ ／ ， 哥伦比亚的奥罗诺 乃 废 ／ 立 金甫弋 毛 } | z G ． P ark 吓 ， C] 奥罗诺特 O r o n o t e 金矿座落在 哥 伦 比亚首 都波哥 大 以2 5 0 k m处，地属 安修奎 亚省 。该 金矿共有 1 2 个 采 区， 占地5 1 2 h m。 ， 海拔 1 5 0 m，其 地势为 丘岭，地 表有 大 量 森 林 覆盖 。属 热带气候， 年平均气温 2 0 ℃，年 降雨量在1 5 0 0 2 0 0 0 ra m之间。 金矿产生在浅 成热液形成 的石英 脉 内，石英 脉 平 均 厚 度 0 ． 5 m，一 般与硫化 物共生 ，偶 尔 电 有 微 量 的游 离金出现。该矿 1 9 9 0 年 I 1 月开始 投产 ， 年 出矿量3 0 0 0 O t 。 目前，月平 均产金1 0 0 0 1 5 0 0 0 o z 1 o z 3 1 ． 1 0 3 g ，计划在今 后 的 几年里扩大规模，达到月产黄金2 0 0 0 o z 。目 前探明储 量 1 1 1 5 2 5 t ，品 位1 7 ． 5 g ／ 1 ’根 据 勘探工程预测，指示储量可达 3 O 万t ，晶 位 1 7 g ／ t 。 1 区域地质 砚 该金矿矿床位于哥伦比亚安第斯 山脉森 奥 山北部 成 矿的石英 脉就 出现在委地维亚 群的片麻岩系 内， 委地维亚群是1 3 0 0 0 m厚 的 古生代地 层序 列的一部 分。这个地层序列 由 地槽 碎屑沉积物 和基 性火 山碎 屑物构成 。在 上二迭和下 三迭 系之 间， 这些地层序 列被 强 烈地 挤压 褶皱，并 受到 了绿 片岩 相和局 部角 闲岩相 的变质作用 委 地维 亚群 地层尚未进 一 步 划分 。 上述 地质作用发生 后，在 白垩 系该 区又 出现 了优地槽 海底火 山基 性熔 岩流 ，辉 长岩 依侵入和 复理石沉积建造 。晚 白垩 系的第二 次造 山运动 以安 修奎亚英云 闲长岩基 的不 整 合侵入告终 。这 个岩 基被认 为是 在委 地维 亚 群 地层中形成含叠 石英脉 的热 液源 区。 沿 诺麦尔扭 断层系的位移 可能在 白垩系 就 已经开始 了。奥 图断 层平行 于塞 哥维 亚一 初，打2 个钻孔， 以获取岩芯，并进行 地 球 物理测试，通过试验获得矿石孔隙率和渗透 性变化情况，再根据试验情况，在距现有井 眼1 5 ． 3 m处，另 打2 个 钻孔 。通 过 试 验， 确 定矿块 自然裂 隙的方位和井 眼作用效应， 以 及确定钻 井系统范 国内液 流的移动和 控制 。 环保 I 可题也在现场调 研时进行，必须 的地 表 水保 护措施要书面 申报 列州，联邦环保部 门 批 准， 以确保现场及邻 近地 区的 水 源 和 水 质，在 生产期间及 生产 结束 、工厂 拆除后仍 符合标准。有关空气保护事项，需满足地方 政府的有关规定 。 经 现场 实际调查 后，可着手建井建厂 ， 初步设计的铜 回 收 率 为5 0 ，溶 强 范 围 0 4 ． 3 5 m， 每个 注液井最大 流量 1 5 1 ． 4 L ／ mi n o 将采 用现场试验 以得的 实际 数据。 在打井眼之后或与此同时建设 萃 取一 电 积工厂， 从含 锕浸出液 中萃取 铜，所获铜 如 阳极铜一样呈片状。工厂设计预计每年可达 到9 9 6 ． 5 t 阳极铜 。 另 外，对原地浸出采 矿过程 中影 响浸液 平 衡的问题，美 国矿务 局也 进行 了 长 期 研 究，并取 得了一定成果 。例如，他们在 卡萨 格 兰德斑 岩铜矿床打 了5 8 个 钻 井，进 行 了 长达 l 7 个月 的试验 测定 ，其试 验表明，9 6 的 注入 液可回 收，也就 是说 ，残 留在裂 隙中 的溶 液量可控制在4 以下；溶液注入 井 方 位与裂隙的关系，以及注入压力的变化是引 起溶 浸存 留量变化的 主要 因素 。 - 责 任编辑周盟 勤 浸出液中铜的含量1 G z ／ L ，最终的旌工设 计 哥伦 比亚 的 奥罗诺 持金日 一 La a G． pa r k 维普资讯