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摘要:在矿物工程中,浅出技术是一项重要的技术,如何应用浅出技术,对于矿物工程的施工价值有着重要影响,而加强对浅出技术的科学应用,可以有效促进矿物分离,并且还能改善矿山的质量。基于此,本文将对矿物加工工程中的浸出技术进行分析。
关键词:矿物质加工;浸出技术;技术分析
1浸出技術相关概念
浸出技术是矿石加工过程中的重要应用内容,通过使用浸出技术可以实现矿物的分解,从而实现对有价值的成分的利用。从浸出技术划分类型上来看,我们可以把它主要划分为微生物浸出、化学浸出。从应用的原理上来说就是利用微生物在活动中产生的反应来和矿物进行结合,通过浸泡和氧化等过程来实现对矿物的分离。
2矿物浸出技术的特点
2.1浸出工艺突破了原有工艺的极限
浸出法可以提高整体开采的质量和效率,一些传统方法无法提取的物料利用浸出法就能够提取,特别是矿山废渣转化为可用于工业的物料,实现环境的保护和矿山资源的高效利用。在现今科学技术飞速的发展下,浸出技术所要做的是降低矿产开采的下限,实现低品位矿石的高效开采,如:浸出-萃取-电积法可使铜矿开采的彻底性提高0.40%左右,化学浸出法可使整个采矿的彻底性比传统采矿法提高0.50%左右。浸出采矿法开采彻底、污染少的特点受到了大多数技术人员的关注,都利用其特点来对矿产资源进行开采,逐渐成为现今矿产资源开采的有效途径。
2.2 浸出速度快、消耗少、操作环境优
与传统采矿工艺相比,浸出工艺具有速度快、工艺简单、整体处理措施少、对环境影响小等特点,符合我国发展中倡导的可持续发展理念。目前看来,我国重金属开采技术已处于成熟阶段。
2.3 解决采矿污染问题
在一些传统的矿物开采过程中就产生一些有毒的气体、废渣,会造成较大的污染,特别是对一些含有危险金属离子的矿物。如果不能有效的回收和处理这些危险物质,其污染性就会对环境造成严重的破坏。另外如果把雨水储存在矿井里,有害物质会扩散得更快。在目前,浸出采矿法主要采用反应或吸附的方法来吸附和处理有害离子。
2.4 开采贫乏矿
在目前传统的矿产资源开采中,在难以获取利润的条件下放弃了对矿区的开采,将开采过的矿区由于资源的短缺,没有更多的价值,而且投资开采的费用还低,所以具备能开采彻底的特点。开采部分尾矿的过程中,不仅可以获得更多的矿产资源,而且可以改善尾矿区的环境,而且使土壤与一些矿物混合,对后期的植被生长恢复创造了有利的条件。
3 微生物浸出技术
3.1 微生物细菌的种类
微生物可利用其吸附、吸收、聚集等方面所产生的物理以及化学反应,提取出具有使用价值的矿物质或矿物成分。现阶段,微生物浸出技术在矿石的硫化方面被普遍采用,微生物细菌的适宜温度基本上在20至50摄氏度范围内,而普遍使用的生物菌种类包括氧化亚铁硫杆菌、氧化铁微螺菌和氧化硫硫杆菌。
3.2 使用和创新
培育的方式对微生物所处的生态环境具有一定限制,而对于浸矿类的微生物,其限制的程度更高。将分子生物学与微生物的生态学相结合,不但可以在很大程度上防止微生物所具有的多样性遭到破坏而使矿物浸出的效果受到影响,而且还可以利用新菌种提高对细菌浸矿环境的知悉程度,使矿石工程当中的浸出技术充分发挥出其作用。
4 化学浸出技术
4.1 水浸技术
水热硫化浮选法是水浸技术的应用中最常采用的方法,其在促进矿物分解过程中具有一定的优势。在具体的应用原理如下面所述:硫在一定条件下是可以和矿物质发生反应的,这是因为钼、镍和硫化铜等物质可以和硫发生化学反应产生出硫化铜矿物质,这是一种稳定性很高的物质,想要完成这个反应的过程并实现有效的硫化铜矿物质的话需要把热压作为基础,这是反应发生的基础条件,并且热水的条件可以让浮选硫化铜发挥出作用,这样可以实现对硫化铜矿物质的回收。
在水热硫化浮选法的应用过程中,主要会有硫量、温度、硫化的时间和矿石粒度等因素会对其产生影响。同时又由于采用这个方法进行矿石分解的时候会需要用到很多的能原来进行加热,所以说这种方法是一种环境不友好类型的方法,这也就决定着在水热硫化浮选法很难实现规模化,在实际的使用上也受到比较大的限制。
4.2 酸浸技术
加压酸浸浸出技术也是矿石加工过程中应用浸出技术时使用的方法之一,在使用加压酸浸浸出技术的时候通常会用到两种基本的方法,下面是具体描述:第一种方法是常压和加压条件相结合使用的,在使用这种方法的时候需要把常压下的几段浸出和加压条件下的一段浸出进行结合,然后结合酸浸来实现矿物的浸出;另一种是在加压条件下进行的,采用两段或者以上的浸出来实现。采用这种方法来进行矿物浸出的矿物主要为酸盐类,例如铝硅酸盐脉石、硅酸盐。除了加压酸浸浸出技术之外,共生矿的酸浸方法也是矿石加工过程中应用浸出技术时使用的方法之一。
上面讲述的这两种方法是较为普通的选矿方法,这种方法是不太适用于铜钼铅锌共生矿的,对这种矿中的物质来说进行依靠这种普通方法是没办法进行有效的分解的,想要更好的实现铜钼铅锌共生矿中物质的分离需要利用特殊的浸出技术。在这种特殊的浸出技术的使用中,浸铅富硫的相关反应是要先被实施的,在浸铅富硫的相关反应进行的时候需要保证温度保持在八十五摄氏度,在反应开始一个半小时左右之后才算反应完成。之所以使用浸铅富硫的相关反应,是因为利用酸液可以很好的把矿物中的氧化物和硫酸盐分别溶于酸和水中,这样可以充分的把钼、铜和锌等物质和其他物质进行分离,从而达到矿物质浸出的目的。
4.3 碱浸技术
在碱浸的相关技术当中,普遍使用的是氨浸的方法。在二十世纪五十年代,加拿大开设了全球首个使用氨浸方法进行硫化镍提取的工厂,直至现在,全球仍然还有许多的工厂使用此项技术。例如萨斯喀彻温堡的镍精炼厂就使用了两段逆流加压氨浸的方法对矿物质实施浸出。此加工方法在首次浸出时的温度是85摄氏度,压力是0.83兆帕。而在二次浸出时的温度
仍然是85摄氏度,其压力与第首次的压力相比,在相同时间内将压缩的空气用作氧化剂,对原料的处理也更加具有多样性。此技术方法应用于有色金属的硫化矿石上也体现出了其流程简便的优势,同时也避免了相关设备受到腐蚀的情况发生,且对环境也不会造成严重的污染,使很多金属能够回收再利用,因此在此方面得到了普遍的使用。然而,此技术方法应用在贵金属矿物上,因贵金属会变为络合物而溶解于溶液中,使溶液中含有的成分进一步增加,导致提取工作难度加大,所以在此方面并不应使用。在该技术的运用过程中,还有一种叫做氧化铁矿石氨浸法。此方法主要是对氧化铜矿石进行氨浸而分离出其中的铜金属,即利用含氨元素的溶液,使铜矿中的铜金属和铜化合物分离出来,让其浮于溶液的中间层,再选择适当的方法将其提取出来。利用此浸出方法,能够使铜的回收率达到百分之八十八,比起其他的浸出方法更加有效果。
5 结束语
随着现代化社会的深入发展,科学技术不断提高,矿物作为我国经济发展的重要组成部分,需要具备相关的技术来支撑,当前社会对于矿物的需求越来越大,这就决定了矿物加工需要相关的技术辅助,而浅出技术的发展,正好迎合了当前矿物需要的技术依赖。
参考文献
[1]黄建琴.浅谈矿物加工工程中的浸出技术[J].四川水泥,2021(05):210-211.
[2]黄良伟,薛亮.论矿物加工工程中的浸出技术[J].中国金属通报,2019(05):29+31.
[3]赵珂.试论矿物加工工程中的浸出技术分析[J].化工管理,2018(21):167.
关键词:矿物质加工;浸出技术;技术分析
1浸出技術相关概念
浸出技术是矿石加工过程中的重要应用内容,通过使用浸出技术可以实现矿物的分解,从而实现对有价值的成分的利用。从浸出技术划分类型上来看,我们可以把它主要划分为微生物浸出、化学浸出。从应用的原理上来说就是利用微生物在活动中产生的反应来和矿物进行结合,通过浸泡和氧化等过程来实现对矿物的分离。
2矿物浸出技术的特点
2.1浸出工艺突破了原有工艺的极限
浸出法可以提高整体开采的质量和效率,一些传统方法无法提取的物料利用浸出法就能够提取,特别是矿山废渣转化为可用于工业的物料,实现环境的保护和矿山资源的高效利用。在现今科学技术飞速的发展下,浸出技术所要做的是降低矿产开采的下限,实现低品位矿石的高效开采,如:浸出-萃取-电积法可使铜矿开采的彻底性提高0.40%左右,化学浸出法可使整个采矿的彻底性比传统采矿法提高0.50%左右。浸出采矿法开采彻底、污染少的特点受到了大多数技术人员的关注,都利用其特点来对矿产资源进行开采,逐渐成为现今矿产资源开采的有效途径。
2.2 浸出速度快、消耗少、操作环境优
与传统采矿工艺相比,浸出工艺具有速度快、工艺简单、整体处理措施少、对环境影响小等特点,符合我国发展中倡导的可持续发展理念。目前看来,我国重金属开采技术已处于成熟阶段。
2.3 解决采矿污染问题
在一些传统的矿物开采过程中就产生一些有毒的气体、废渣,会造成较大的污染,特别是对一些含有危险金属离子的矿物。如果不能有效的回收和处理这些危险物质,其污染性就会对环境造成严重的破坏。另外如果把雨水储存在矿井里,有害物质会扩散得更快。在目前,浸出采矿法主要采用反应或吸附的方法来吸附和处理有害离子。
2.4 开采贫乏矿
在目前传统的矿产资源开采中,在难以获取利润的条件下放弃了对矿区的开采,将开采过的矿区由于资源的短缺,没有更多的价值,而且投资开采的费用还低,所以具备能开采彻底的特点。开采部分尾矿的过程中,不仅可以获得更多的矿产资源,而且可以改善尾矿区的环境,而且使土壤与一些矿物混合,对后期的植被生长恢复创造了有利的条件。
3 微生物浸出技术
3.1 微生物细菌的种类
微生物可利用其吸附、吸收、聚集等方面所产生的物理以及化学反应,提取出具有使用价值的矿物质或矿物成分。现阶段,微生物浸出技术在矿石的硫化方面被普遍采用,微生物细菌的适宜温度基本上在20至50摄氏度范围内,而普遍使用的生物菌种类包括氧化亚铁硫杆菌、氧化铁微螺菌和氧化硫硫杆菌。
3.2 使用和创新
培育的方式对微生物所处的生态环境具有一定限制,而对于浸矿类的微生物,其限制的程度更高。将分子生物学与微生物的生态学相结合,不但可以在很大程度上防止微生物所具有的多样性遭到破坏而使矿物浸出的效果受到影响,而且还可以利用新菌种提高对细菌浸矿环境的知悉程度,使矿石工程当中的浸出技术充分发挥出其作用。
4 化学浸出技术
4.1 水浸技术
水热硫化浮选法是水浸技术的应用中最常采用的方法,其在促进矿物分解过程中具有一定的优势。在具体的应用原理如下面所述:硫在一定条件下是可以和矿物质发生反应的,这是因为钼、镍和硫化铜等物质可以和硫发生化学反应产生出硫化铜矿物质,这是一种稳定性很高的物质,想要完成这个反应的过程并实现有效的硫化铜矿物质的话需要把热压作为基础,这是反应发生的基础条件,并且热水的条件可以让浮选硫化铜发挥出作用,这样可以实现对硫化铜矿物质的回收。
在水热硫化浮选法的应用过程中,主要会有硫量、温度、硫化的时间和矿石粒度等因素会对其产生影响。同时又由于采用这个方法进行矿石分解的时候会需要用到很多的能原来进行加热,所以说这种方法是一种环境不友好类型的方法,这也就决定着在水热硫化浮选法很难实现规模化,在实际的使用上也受到比较大的限制。
4.2 酸浸技术
加压酸浸浸出技术也是矿石加工过程中应用浸出技术时使用的方法之一,在使用加压酸浸浸出技术的时候通常会用到两种基本的方法,下面是具体描述:第一种方法是常压和加压条件相结合使用的,在使用这种方法的时候需要把常压下的几段浸出和加压条件下的一段浸出进行结合,然后结合酸浸来实现矿物的浸出;另一种是在加压条件下进行的,采用两段或者以上的浸出来实现。采用这种方法来进行矿物浸出的矿物主要为酸盐类,例如铝硅酸盐脉石、硅酸盐。除了加压酸浸浸出技术之外,共生矿的酸浸方法也是矿石加工过程中应用浸出技术时使用的方法之一。
上面讲述的这两种方法是较为普通的选矿方法,这种方法是不太适用于铜钼铅锌共生矿的,对这种矿中的物质来说进行依靠这种普通方法是没办法进行有效的分解的,想要更好的实现铜钼铅锌共生矿中物质的分离需要利用特殊的浸出技术。在这种特殊的浸出技术的使用中,浸铅富硫的相关反应是要先被实施的,在浸铅富硫的相关反应进行的时候需要保证温度保持在八十五摄氏度,在反应开始一个半小时左右之后才算反应完成。之所以使用浸铅富硫的相关反应,是因为利用酸液可以很好的把矿物中的氧化物和硫酸盐分别溶于酸和水中,这样可以充分的把钼、铜和锌等物质和其他物质进行分离,从而达到矿物质浸出的目的。
4.3 碱浸技术
在碱浸的相关技术当中,普遍使用的是氨浸的方法。在二十世纪五十年代,加拿大开设了全球首个使用氨浸方法进行硫化镍提取的工厂,直至现在,全球仍然还有许多的工厂使用此项技术。例如萨斯喀彻温堡的镍精炼厂就使用了两段逆流加压氨浸的方法对矿物质实施浸出。此加工方法在首次浸出时的温度是85摄氏度,压力是0.83兆帕。而在二次浸出时的温度
仍然是85摄氏度,其压力与第首次的压力相比,在相同时间内将压缩的空气用作氧化剂,对原料的处理也更加具有多样性。此技术方法应用于有色金属的硫化矿石上也体现出了其流程简便的优势,同时也避免了相关设备受到腐蚀的情况发生,且对环境也不会造成严重的污染,使很多金属能够回收再利用,因此在此方面得到了普遍的使用。然而,此技术方法应用在贵金属矿物上,因贵金属会变为络合物而溶解于溶液中,使溶液中含有的成分进一步增加,导致提取工作难度加大,所以在此方面并不应使用。在该技术的运用过程中,还有一种叫做氧化铁矿石氨浸法。此方法主要是对氧化铜矿石进行氨浸而分离出其中的铜金属,即利用含氨元素的溶液,使铜矿中的铜金属和铜化合物分离出来,让其浮于溶液的中间层,再选择适当的方法将其提取出来。利用此浸出方法,能够使铜的回收率达到百分之八十八,比起其他的浸出方法更加有效果。
5 结束语
随着现代化社会的深入发展,科学技术不断提高,矿物作为我国经济发展的重要组成部分,需要具备相关的技术来支撑,当前社会对于矿物的需求越来越大,这就决定了矿物加工需要相关的技术辅助,而浅出技术的发展,正好迎合了当前矿物需要的技术依赖。
参考文献
[1]黄建琴.浅谈矿物加工工程中的浸出技术[J].四川水泥,2021(05):210-211.
[2]黄良伟,薛亮.论矿物加工工程中的浸出技术[J].中国金属通报,2019(05):29+31.
[3]赵珂.试论矿物加工工程中的浸出技术分析[J].化工管理,2018(21):167.