有色金属（矿山部分）地下溶浸采矿技术在我国铜矿山的应用北京矿冶研究总院吉兆宁x国铜矿山在地下溶浸采矿技术颌域取得了新成绩。该技术的研究成功为我国难采难选低品位铜矿石的开发开辟了新的技术途径，具有重要的意义。中条山地下溶浸技术水平具国际先进水平。

　　1前言随着人类物质文化生活水准的不断提高，整个社会对有色金属的消耗量在不断地长，满足人们对铜的需要，提高和发展铜矿山的开采技术水平，符合当今社会发展的需要。对于铜矿石而言，易于采选加工的富矿日益减少，采矿难度越来越大，且品位越来越低，所以传统的采选冶工艺的成本也在大幅度地上升。需要为一些难采与难加工的矿石研究新的采矿及选冶工艺技术地下溶浸就是其中最为典型的技术。

　　世界上发达国家如美国、原苏联、法国、加拿大、澳大利亚、南非等国家在溶浸技术研究上处于领先水平。美国矿业局从70年代初就开始研究溶浸技术进行地下破碎浸出，浅部矿床原地浸出，深部矿床原地浸出试验研究正在进行之中。美国矿业局己将深部矿床的地下原地浸出列入其2000年发展战略计划。到目前为止，在铜方面有20多家矿山在进行溶浸的工业试验或工业生产。经过20多年的发展，溶浸技术在美国己日臻成熟，被证实为一种能充分利用资源、生产成本低、环境效益好的先进采矿方法。

　　经过各国矿业部门近百年的试验、研究和应用，至今溶浸采矿己成为一种被人们公认的从难采、难选以及一些废弃的矿产资源中回收有价金属的既经济有效又安全可靠的采矿技术。与常规采矿方法相比，地下溶浸采矿技术具有如下几大优点：（）不需要将矿石采出地表，因而没有废石和尾矿，不破坏矿区的植被和环境，可最大限度地保护环境。

　　（2）可大幅度地节省采矿工程以及废石、矿石等运输费用，投资少，成本低。

　　（3）能够开采用常规采矿技术不能开采和用常规采矿技术在经济上不适宜开采的矿产资源，从而大大提高了矿产资源的利用率。

　　（4）从根本上改变了工人的劳动条件，确保了安全生产。

　　总体而言，我国的铜矿石质量很差，研究和利用地下溶浸采矿技术，对于开发我国的铜矿资源有着极其重要的意义。近几十年溶浸技术在我国的铜矿山得到了较为迅速的应用，但基本上是应用于地表堆浸提铜的范围。而铜矿山的地下溶浸采矿技术则是在“九五”期间发展和应用起来的。“九五”期间，国家对铜矿山的地下溶浸技术进行了科技攻关，并获重大突破。国家“九五”重点科技攻关项目“难采难选低品位铜矿地下溶浸试验”的研究成功，以及在此期间所完成的原国家有色金属工业局的重点项目“武山铜矿地下溶浸技术试验研究”，标志着我国铜矿山的地下溶浸技术进入了现场工业应用的阶段，同时也表明我国在这一技术领域的水平达到了国际先进水平。本文对这两个项目的研究和应用作以介绍。

　　2地下溶浸技术简介地下溶浸技术是多学科交叉的边缘技术需要有地质、采矿、水文、化学和生物化学、提取冶金、环境工程等多方面的知识，在技术上应着重研究矿石的破碎技术、溶浸布液与收集技术、矿石溶浸化学、浸出液中金属提取技术以及地下溶浸过程的模拟及经济评价方法等等。

　　地下溶浸分为原地浸出和就地浸出两种。原地浸出是在不对矿石进行破碎的情况下，通过钻孔直接向矿体注液，然后从浸出点抽取浸出液。这种情吉兆宁高级工程师北京1⑴044况下岩体应该！够的渗透能力和孔隙，矿物与溶有色金属（矿山部分）液能够充分接触，因此没有必要破碎矿石。而且随着矿物及脉石溶解的进行，还会产生更多的孔隙。但这种方式要求上部和底部的围岩不透水，适用的范围较窄。

　　就地浸出是预先对矿体进行处理，使矿体松动，改善溶液的渗透性，然后布置注液和抽液系统，通过注液和抽液循环进行金属的提取，这种方式适用的范围比原地浸出广泛。对矿体进行松动的方法一般是从表面钻孔以水压破碎矿石，或从地表钻孔利用地下硐室进行爆破。或者是从原有的地下坑道钻孔或从新掘进的地下坑道钻孔，然后利用水压或爆破破碎矿石。另外，在老矿山的残留矿石中进行浸出时，由于以前采矿时都会有一些爆破带来的岩体松动，旧采矿区会有一些较大塌陷和断裂，溶液可直接送到塌陷的表面或注入到矿物所在的位置。同时还可利用地下开采的废石堆坝收集含铜浸出液。

　　在中条山进行的“难采难选低品位铜矿地下溶浸工业试验‘是对矿石进行爆破破碎后进行浸出的研究项目，在武山铜矿进行的”武山铜矿地下溶浸技术试验研究“是不对矿石进行破碎，通过钻孔注液进行浸出的试验研究项目。

　　3中条山地下就地破碎浸出试验研究随着国家“九五”重点科技攻关项目“难采难选低品位铜矿地下溶浸工业试验”项目的圆满结束，地下就地破碎溶浸技术在中条山铜矿峪矿的应用获得了巨大的成功。中条山铜矿峪矿是目前我国唯一采用地下就地破碎溶浸技术的铜矿山，其技术水平代表我国在这一领域的成就，技术具国际先进水平。

　　3.1地质概况中条山有色金属公司铜矿峪矿蕴藏有大量的氧化铜矿资源，探明储量1800多万t，93cm标高以上就分布了1200多万t氧化矿品位0. 65%，氧化率大于50%.由于品位低，结合率高，选矿回收率低，长期以来一直停止开采。5东矿体930m标高以上的矿石量约156万t，平均品位0.61%，金属量9500多t5东矿体停止开采10余年，但工程己完成上千米，这部分资源如不及时开采利用，随着下中段硫化矿的开采将全部被崩落而永远不能回收利用。

　　矿体位于铜矿峪矿大豹沟一铜矿峪平移正断层以东，位于大断层的上盘。赋存于下元古界绛县群铜矿峪变质火山岩组的中上部，矿体呈似层状、透镜状，矿体产状与围岩基本平行。矿体形态较复的矿化带。水平上矿体由西向东似香蕉状散开，由西向东倾向由40*逐渐变成340*矿体倾角30°? 50，矿体走向长400m左右，延深到750m标高尖灭。

　　矿体由西向东按30m间距布置的穿脉有5183 ~5196穿。930m水平己形成循环运输系统。945、958、968、978、1002水平均为探矿层。在各层中均己完成探矿工作，并有部分矿体被开采。

　　矿床水文地质条件简单以裂隙含水层充水为主，绝大部分矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形条件有利于自然排水，属于坚硬裂隙岩层，水文地质条件简单的矿床。裂隙含水性差异很大，一般不含水。

　　32工艺流程及系统简介整个系统可分为地下溶浸制液系统和萃取电积提铜系统两部分。地下浸出制液系统负责提供合格的含铜浸出液，萃取电积提铜系统负责提取成品电解铜。

　　地下溶浸制液系统包括浸出剂的配制、浸出剂的输送、溶浸采场的浸出剂布液、含铜浸出液的收集及输送，具体为在地表930m硐口的配液池将浸出剂配到需要的浓度，通过泵送至968m和958m的布液巷道，通过下向垂直扇形中深孔布液孔进入溶浸采场与矿石反应，反应后的溶浸液利用导流孔和集液小井导流至930m水平集液巷集液，再用泵送至沉淀池，如果浸出液合格，则送到500t富液池等待进入萃取电积车间，否则送至配液池重新配酸后再次布液浸出，直到浸出液符合提铜系统的要求为止。

　　提铜系统主要包括萃取和电积系统。从采场溶浸得到的浸出液经萃取电积后即产出电解铜。萃取采用二级萃取，一级反萃。浸出液经两级逆流萃取一级反萃后，富铜液进入电积槽，萃余液进入配液池重新配液后喷淋。电积工段为不溶阳极电沉积作用，铜的生产周期7~8d. 3.3技术经济指标中条山地下溶浸系统，当年投产，当年达产，取得了良好的技术经济指标，其中浸出液的含铜浓度最高达5.78g/L，平均2189g/L，超过了萃取车间设计浓度0.8g/L的指标要求，浸出率77.87%，萃取率为99.5%，电积率为99.5%；吨铜生产成本为8754.31元，仅为传统采选冶方法成本的一半左右。

　　同时，该技术使铜矿峪矿原来己被废弃的约1200万t氧化铜矿石（铜金属量约5. 83万t）得以重新利用，总体经济效益达7亿元。

　　4武山铜矿地下原地钻孔i出试验研究杂由数条矿带组成，合，尖灭再现，但腧4 1土也质概况吉兆宁：地下溶浸采矿技术在我国铜矿山的应用武山铜矿南矿带一40m以上保有氧化矿贮量400多万t，铜金属量4 5万t.该部分矿体氧化率高，选矿回收率低，属难选矿石。经报请国家贮量委员会批准，该氧化矿划为表外矿。

　　进入90年代后期，矿山井下正常生产水平向深部转移，至1998年，己全部转至一40m中段以下水平进行作业。为了充分利用现有工程设施，减少巷道的支护维修费用，使其产生最大的经济效益，一40m以上氧化矿的回收成为需要迫切解决的问题。

　　矿区根据矿体控制因素及空间分布特征，分为南北两个矿带。南矿带位于矿区南部，产于花岗闪长斑岩与二迭系下统茅口阶上统至三迭系中统嘉陵江组碳酸盐岩围岩的接触带，属中温热液充填型矿床。矿体类型以含铜矽卡岩为主。

　　矿体附近有接触破碎带、蚀溶破碎带、风化破碎带等不良地质工程体一般延伸至一40m标高。强风化成土状的岩石，遇水后成混流状溃塌，弱风化岩石中巷道一般较稳固，风化程度随着深度加而减弱。总体上看，一40m以上矿岩稳定性较差。

　　南带主要含水层有三迭系嘉陵江大冶灰岩溶洞裂隙含水组，第四系统散岩类弱水孔隙含水组，岩浆岩、矿体、矽卡岩等弱裂隙含水带。

　　向南，倾角65*矿体平均宽8m，走向长40m，高20m，该矿体0m以上矿石量1.5万t.平均品位1.2%，氧化率为63.0%铜金属量180t.试验矿体己在0m中段用分层进路砼假底水砂充填法开采一个分层。

　　4.2工艺流程及系统简介整个工艺流程可分为浸出制液系统和提铜系统两部分。其中制液系统包括布液和集液系统，提铜系统包括萃取、电积系统。

　　布液系统包括配液站、输液管道系统与注液钻孔。集液系统包括：集液巷道、集液池及泵站等工程设施。利用0m开采巷道作为集液道。提铜系统利用1987年武山铜矿建立的年产300t电解铜的萃取一电积厂。

　　在配制站配制好浸出剂后，通过钻孔输送至所需溶浸矿石处与待浸矿石进行反应形成含铜浸出液，从矿体流出的富液首先进入底部的集液道，通过集液道流入矿体穿脉中，再汇入集液池中，将浸出液通过老北风井泵送到地表的提铜系统。

　　从浸出液中回收铜的主要方法为溶剂萃取一电积法。其主要工艺参数为萃取剂：汉高公司Ux7804萃取级数：3，反萃取级数：2萃取率：90% ~96%反萃取率：> 43技术经济指标武山铜矿地下原地钻孔浸出技术取得了良好的技术经济指标，其中：铜浸出率68%浸出液含铜量25g/L，萃取率95%电积效率98%综合回收率41.15%，吨电解铜总成本9990.40元。

　　5结论（1）地下爆破破碎浸出米矿技术在中条山的成功应用，表明我国铜矿山在这一技术领域的发展达到了一个崭新的阶段，为我国同类矿石的综合利用开辟了一条新的技术途径，其技术水平具国际先进水平。该研究项目获国家科学技术部、国家计委、国家经贸委、财政部组织评选的“九五”优秀科技成果奖。对中条山的总体经济效益约7亿元。

　　（2）采用地下溶浸技术生产的电解铜吨铜成本约在8800~10000元之间，极大地降低了产品成本强了企业产品的竞争力，对我国的铜矿山发展有着极为重要的意义。

(完)