大型黄金堆浸场浸出液循环系统防寒技术与应用

马平杰

摘要：内蒙古太平矿业有限公司为典型的特大规模低品位黄金矿山，采用堆浸工艺生产。由于其地处高寒地区，在冬季浸出液易冻结，生产无法正常进行。通过采用防寒技术，包括防寒贵液池、滴淋系统、堆浸场底垫分区等，有效解决了冬季浸出液冻结无法正常生产的难题，为高寒地区黄金矿山资源的开发利用与稳定生产起到良好的示范作用。

关键词：堆浸;防寒贵液池;集液井;滴淋;长轴泵;金矿

中图分类号：TD953文章编号：1001-1277（2021）03-0072-04

文献标志码：Adoi：10.11792/hj20210315

随着矿产资源的开发利用，易处理金矿资源日益减少，低品位、难处理金矿资源的开发利用引起人们的重视。堆浸提金工艺因生产成本低，已成为处理低品位金矿石的有效方法。内蒙古太平矿业有限公司（下称“太平矿业公司”）地处高寒地区，因贵液收集系统在冬季浸出液冻结，致使企业停产。为解决堆浸场冬季停产的问题，对浸出液循环系统防寒技术进行了研究。通过在贵液池内填充一定粒径的矿石，贵液池一半面积被堆浸场覆盖，可有效保证在冬季浸出液顺利渗流到贵液池内，经提金后再输送到浸堆进行滴淋[1]，从而保证了堆浸场在冬季可连续生产，增加了企业效益。

1堆浸场概况

太平矿业公司为特大规模低品位黄金矿山，生产规模6万t/d，地处高寒地区，项目位于内蒙古乌拉特中旗新忽热苏木地区，地理坐标：东经109°11′00″～109°17′00″，北纬41°38′00″～41°41′00″。自建成投产以来一直采用堆浸提金工艺，扩建后堆浸场浸出液循环系统因采用防寒技术，生产运行正常，取得了较理想的经济效果[1]。

太平矿业公司处理的矿石为硫化矿，采出矿石破碎至粒度-9mm占80%后入堆。堆浸工艺流程为：堆浸场上矿筑堆—浸出液滴淋—浸出液渗透—浸出液收集导流—贵液池内贵液输送—金回收处理—贫液上堆滴淋循环使用;产出的解吸电解金泥送冶炼室，产品为合质金。破碎后的矿石用汽车和推土机筑堆，要求从下往上堆筑，逐步向堆内延伸，顶坡上矿。在HDPE土工膜上铺设碎石保护层后，需在夏季上矿铺设第一层堆浸层（冬季不铺设，防止破坏防渗膜）。浸出液循环见图1。

2浸出液循环系统防寒技术

2.1防寒贵液池

设计时一般仅对堆浸场做防渗处理，采用喷淋或明管滴淋，堆浸场内浸出液流入贵液池，但由于高寒地区液体冻结的问题，往往冬季不能生产，且在夏季循环液及浸出药剂蒸发、消耗大。

高寒地区堆浸场采用防寒贵液池，解决了冬季不能正常生产的技术难题，有效保证了在寒冷冬季浸出液顺利渗流到贵液池内，使堆浸场浸出液循环畅通;同时，避免了夏季贵液池内浸出液蒸发，减少了氰化钠消耗，节省了生产运行成本，保护了环境及员工健康。

太平矿业公司防寒贵液池位于堆浸场下游，其内填充粒径为30～60mm的矿石，池顶面积（约2万多m 2）的40%～60%被堆浸场覆盖，堆浸矿石直接堆放在贵液池内填充的矿石上。根据不同地区特点，贵液池深度不同，其上层为防寒层，池底部为渗流层，以保证浸出液在冬季能顺利渗流到贵液池内。堆浸场防寒贵液池见图2。

防寒贵液池的池壁边坡为（1∶2.0）～（1∶3.0），其中间局部下挖1.5～2.0m。防寒贵液池运行成本低，适用于高寒地区堆浸场，大大提高了资源利用率，解决了国内高寒地区大型堆浸矿山冬季无法正常生产的难题。

2.2贵液收集输送

浸出液在矿堆浸金并向下渗透，含金贵液渗透到堆浸场底部及堆浸场底部收集导流管内，最终渗流到贵液池内的集液井，再用泵送至金回收车间，提金后的贫液添加浸金药剂再次输送到矿堆用于循环浸出[1]。防寒贵液池结构特殊，内部填充一定粒级的矿石，采用常规离心泵无法吸取贵液，需设置长轴泵（1台长轴泵对应1口集液井，共4口集液井）。长轴泵具有吸程高，能满足大流量和高扬程要求，减少地下泵房建设，节省投资等优势。而传统贵液池设置常规离心泵吸取贵液，需要另建单独吸水池和泵房，布置繁琐，占地面积大，基建投资高，且不利于运行管理。

1）贵液池内集液井分上下2部分：上部为直径1m的钢制井筒，井筒长度一般为1.5～4.0m，井壁不开孔;下部为直径2m的钢制井筒，井筒长度一般为2.0～6.0m，井壁开孔。下部井径扩大、井壁开孔，增加了渗透面积，加速了贵液池内贵液的渗流。集液井底座选用4m×4m的钢板，并用三角钢板做连接支撑件。

2）导流管与集液井连接。堆浸场底部的收集导流管一直铺设到贵液池内与集液井连接，贵液渗透到收集导流管内，并快速渗流到集液井内[2]。收集导流管外的贵液顺坡渗流到贵液池内。

3）集液井与长轴泵。长轴泵泵头设置在集液井内，当长轴泵运转时，集液井内贵液被输送到金回收车间，集液井内液面下降，集液井外和收集导流管内的贵液会快速补充到集液井内供长轴泵输送，此时整个堆浸场内浸出液也会加速向下渗透。

在堆浸场贵液池内布置集液井的创新设计方案，有效加快了浸出液的整体循环，提高了浸出生产率，大大改善了堆浸工艺生产指标，同时降低了生产成本。堆浸场贵液池内集液井布置见图3。

2.3滴淋系统

1）埋管滴淋。堆浸场采用埋管滴淋方式，滴淋管路敷设在矿堆表面以下埋深约1000mm处，冬季具有防寒功能，可保证循环浸出液滴淋和渗透的连续性，夏季能减少液体蒸发及药剂消耗。

2）滴淋強度。根据堆浸场现场环境情况，设计滴淋强度为6～10L/（m 2·h）;根据堆浸场滴淋工作面积，确定循环浸出液供给能力。当金离子浓度达到一定值后，浸出液输送至金回收车间提金[3]。

3）滴淋管路布置。根据堆浸场上矿形式，埋管滴淋管路布置设计1万m 2为一个单元格，埋管滴淋管路间距800～1000mm，每一个滴淋管路设置长度80～120m;根据堆浸场面积，设置多个单元格进行埋管滴淋。埋管滴淋管路采用DN20PE管，管上滴淋孔孔径为1mm，孔间距为200mm。

高寒地區堆浸场浸出液埋管滴淋系统创新设计方案，保证了在冬季循环浸出液滴淋和渗透的连续性，大大提高了堆浸工艺生产效率。滴淋管布置及结构见图4。

2.4堆浸场底垫分区和收集导流系统

传统设计一般仅对堆浸场做防渗处理，堆浸场地没有分格划分区域，而大型堆浸矿山堆浸场面积在几十万到几百万平方米，形成了一个庞大的堆浸场地，易造成堆浸场底垫浸出液四处渗流，不能有效分区域组织收集。此外，堆浸场底垫防渗层一旦破裂，无法分区域关闭。因此，生产过程中往往会出现一些问题，给企业生产带来不利影响。

该设计将堆浸场底垫分格划分区域，将矿石浸出液分区域收集提金，生产管理更加便捷。传统设计中堆浸场底垫防渗层一旦破裂，堆浸场将全面停止生产，而底垫分格划分区域后，可关闭渗漏区域并采取补救措施，不会对生产带来较大影响，确保企业安全生产。同时，按区域设置收集导流系统，可更好地对堆浸场浸出液进行管理。

1）堆浸场底垫分区。采用高500mm的梁对堆浸场底垫分格划分区域，梁内为结构填充物，梁外用2mmHDPE土工膜包裹，土工膜与底垫土工膜进行焊接。堆浸场底垫防渗层破裂时，关闭该区域的滴淋装置，保证企业安全生产，并及时采取补救措施，而堆浸场其他区域可正常生产。底垫分区后，浸出液也自然分区域收集，这样便于生产调控。生产中，可对不同区域的浸出液进行金离子含量检测，了解各区域矿石的浸出情况，为下一步生产提供依据。

2）收集导流系统。根据堆浸场底垫分区位置设置收集导流管，有效地将该区域的浸出液收集输送。浸出液分区收集、分区输送、分区管理，让企业更好掌握堆浸生产状况。

堆浸场底垫分区、收集导流系统布置等创新设计方案，有效地解决了堆浸场底垫防渗层破裂导致堆浸场全面停产的问题，大大提高了堆浸工艺生产的连续性及安全性。

2.5需要注意的问题

1）设计防寒贵液池深度时，要使防冻层厚度大于冻土深度，渗流层厚度满足渗滤液流量要求。

2）根据渗滤液流量确定集液井直径，集液井在贵液池内局部下挖，避免整个贵液池底标高降低，增加工程量。

3）根据当地冻土深度及实际情况，确定滴淋管埋深。从生产方便及不造成浪费等因素考虑，滴淋管埋深应小于冻土深度。

4）根据堆浸场占地面积和上矿规模，确定合理分区面积。

3结语

太平矿业公司堆浸场自应用防寒技术以来，浸出液循环系统生产稳定，解决了冬季因浸出液冻结影响生产的问题，保证了冬季连续生产，为企业带来了显著的经济效益。太平矿业公司的生产实践为高寒地区大规模低品位金矿的开发与生产起到了良好的示范作用。

[参考文献]

[1]长春黄金设计院.内蒙古太平矿业有限公司扩建工程初步设计[R].长春：长春黄金设计院，2014.

[2]上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册（城镇给水）[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3]国家黄金管理局长春黄金研究所.堆浸提金新进展[M].长春：国家黄金管理局长春黄金研究所，1990.

Abstract：InnerMongoliaPacificMiningCo.，Ltd.isatypicalsuperlargescale，lowgradegoldmineandusesheapleachingforproduction.Theminesitsinhighlycoldregion，sotheleachingsolutionispronetofreezingandtheproductioncannotrunasnormal.Withantifreezingtechnology，includingantifreezingpregnantsolutionpool，leachingsystem，zonationofheapleachingcushion，theproblemthattheproductioncannotrunasnormalbecauseoffrozenleachingsolutioninwinterissolvedeffectively，whichisexemplaryfordevelopmentandproductionofgoldmineresourcesinhighlycoldregion.

Keywords：heapleaching;antifreezingpregnantsolutionpool;solutionconcentrationshaft;leaching;longaxispump;goldmine