迄今为止，湿法炼铜主要处理低品位矿石。堆浸是低品位氧化铜矿石最重要的浸出方法，通常是指建造一个专门开采的矿石堆进行浸出的操作。堆浸有一套严格的操作规程。然而，对矿山开发过程中产生的废矿石进行浸出，一般称为堆浸，其操作程序要简单得多，也广泛得多。但也有学者堆浸含黄铜矿的矿石，浸出周期长，也称堆浸。
一、建桩前的准备试验
为了正确掌握堆浸的技术经济指标，在实施堆浸工程前，需要进行充分的浸出化学和工程试验，通常包括:矿石的矿物组成、成分、化学和物理性质的测定，如总铜和酸溶铜的品位、可浸性、渗透性、浸出速度和耗酸量等。堆浸要确定的主要参数是矿石粒度、喷淋浸出液速度和堆积物高度。主要的试验方法是柱浸和反应器浸。但是，在进行柱浸之前，应进行一些初步试验。
为了测定矿石中酸溶铜的可浸出性和耗酸量，常采用将矿石磨至90%-200目，在各种加酸量下用滚瓶或搅拌罐进行浸出实验，以获得矿石的最大浸出率。
在矿块浸出过程中，浸出液通过矿石的孔洞渗透到矿块中，溶解的金属也通过孔洞向外扩散。因此，矿块的孔洞和孔隙决定了矿块的渗透性和浸出速度。渗流速度不是常数，而是随时间呈指数递减，即越深入矿块越慢。用硫酸浸出，初速度可达0.2mm/h，离表面50mm处仅为0.03mm/h，100 mm处为0.005mm/h，浸泡一个直径200mm、孔隙率1%的团块需要一年左右的时间。
二、柱浸试验
柱浸试验的方法是以空为中心将矿块填充在柱中，浸出液从柱顶部滴下，流经矿块，从下出口收集浸出液。这和堆浸很像，所以经常用这种方法来获得堆浸的设计参数，预测和评价未来的生产厂。栏目要从小到大逐步放大。
柱浸内容包括矿石品位、粒度、浸出液酸浓度、铺展速度、柱高和温度对浸出结果的影响。结果除铜外，还应注意铁(ⅱ)、铁(ⅲ)和钴的浓度以及浸出液的酸度。如果矿石中有硫化铜矿物，还应监测溶液的氧化电位。
在Mantovorde矿，通过柱浸，最终确定矿块粒度小于13mm，堆密度为1.5t/m3，试验撒布速度为10、15、20l/(h·m2)，最终选定10l/(h·m2)[相当于10mm/h的柱内线速度]。实验柱高为4、5、5.5m，推荐垛高为5m。还确定了酸耗与矿石中碳酸盐含量的关系，以及铜回收率与品位的关系:
铜的浸出率wex(Cu)/% = 89.1%+24.6 ln[wt(Cu)/%]
酸耗量a/(kg·t-1)= 215.3+6.8w(CaCO3)%
Wt(Cu)/%为铜的品级，W(CaCO3)为CaCO3的质量百分比。这对工程中进行堆浸时铜回收率的计算和酸耗的估算具有指导意义。
三。堆浸工程设计
一、堆的大小
堆的总体大小完全取决于工厂的总体生产规模。但是，为了保证浸出溶液的稳定供应，一般要建十个左右的矿堆，分成几组，分别在建堆、初期浸出和后期浸出的各个操作阶段。
b、矿石粒度
虽然通过柱浸试验确定了最佳粒度范围、反应器高度、反应器运行周期、酸耗、富浸出液浓度等主要参数，但为了安全起见，必须对这些参数引入一定的放大修正系数。这个系数可以在0.93-0.96之间，第一年较小，以后逐年增加。
对于矿石粒度，应取实验建议值的上限。粒度和铜回收率之间的关系大致如下图1所示。智利大型铜厂San Manuel使用90%-10cm，规模差不多的美国Chino矿使用60%-15cm。
图1矿石粒度与铜浸出率的关系
1-太细；2-适当粉碎；3-太厚
c、堆垛高度
反应器高度最好取实验建议值的下限，以缩短反应器的运行周期。当初始启动缺乏经验时，可以快速获得实际运行经验，有利于今后反应器的设计和建造。San Manuel的桩高为3m，而Qingnuo的桩高为9m。
d、喷涂速度
喷淋速度决定了总渗滤液的产量，从而决定了提取厂的规模。当然，采取较低的喷淋速度是有利的，降低总流量可以减少投资，所以可以在柱浸结果的基础上留有一定的余地。一般在5 ~ L0L/m2h左右。
四。堆浸项目实施
根据设计要求，用装载车或自卸汽车将碎矿从一侧向另一侧依次堆放，达到规定的高度。然后用履带式推土机平整顶部。桩的坡度约为30°。由于在上面行驶的车辆会使堆体变得致密，减少堆体内的空空隙，逐渐破坏堆体结构，不利于溶液的均匀渗透和空气体的流动。所以很多矿都是用带式输送机，运到堆场顶部，然后用推土机推平。智利的埃尔凯西矿(年产21.5万吨铜)和拉多米特罗托米奇矿(年产15万吨铜)等大型厂矿专门设计制造了一种特大型输送机，可以在垂直和水平两个方向移动，将矿石均匀地输送到料场。由于堆场巨大，采用卫星定位系统指挥矿石的卸载位置，生产效率高，成本低。图2是沉桩结构的示意图。
图2堆浸反应器示意图
动词 （verb的缩写）堆浸操作
a，堆的开始
将浸出液洒在堆上，开始浸出，启动堆。对于新工厂，所用的浸出剂是稀硫酸溶液，因此新反应器开始时得到的稀溶液应返回反应器，直到达到设计所需的浓度。当返回浸出液含铜量逐渐稳定，浸出液成分达到设计值时，该浸出液称为富浸出液，其浓度在一定范围内波动。
b、堆浸操作
在浸出过程中，矿石中的铜不断浸出，没有新的矿石不断加入，所以不存在真正的稳态。澳大利亚Gililambone矿是一座中型矿山，年产量75万吨，铜产量7500吨。以浸出液为基准的铜回收率随时间的曲线从40天开始，为第一阶段，铜回收率几乎线性上升，直至50%左右。然后进入平缓上升阶段，最终回收率在230天内上升到90%左右。下表列出了该厂堆浸的主要参数，以及智利大型铜厂San Manuel(年产54000t铜)的参数。
建立一个能够描述浸出反应器的数学模型，对于控制和预测反应器的运行非常有帮助。虽然从理论上讲，矿块的浸出率取决于扩散速率和矿块在微孔中的体积，但应该用缩芯模型来描述。在实际操作中，矿堆的浸出率与浸出液的流量有关，有些矿山用经验方程的数学模型来模拟整个矿堆的浸出率的变化。下面是一个简单的模型表单:
浸出率% = CFv
c-与矿石中总的可溶铜含量有关的常数，它与矿堆高度有关。堆高4m时C = 43.54，6m时C = 47.61
f——每吨矿石浸出溶液的累积流量，单位为KL/t；
V-F指标称为矿石浸出率变量。对于氧化物矿石，v被确定为0.3470。
在应用模型时，可以选择一个单位的矿堆，输入单位的大小，浸出液的流速等。图3是柱浸模型和不同堆高的浸提寿命的估算曲线。
图3数学模型对不同浸出条件的预测
堆浸作业中常见的问题是顶部积水，容易导致沟流，增加堆底静水头。翻耕顶部矿石，去除结壳、泥或盐，可以改善顶部渗流能力，提高浸出速度和富液浓度，从而缩短总浸出时间。由于铺管方式不同，应采用不同的耕作方式。如果管距较大，可以使用推土机。因为管间距小，可能要用人工，或者拆下管网再犁一遍。
很多厂矿在实际操作中定期发液休息，周期几天。这样既可以减少积水，又有利于矿石与空气体接触，这对硫化矿堆浸尤为重要。
不及物动词堆的重建
随着浸出，由于部分矿块的分解和粉化，矿堆往往会自然下沉和坍塌。下沉速度与矿石的成分和性质密切相关。当矿石中的可溶铜已经降到极低，浸出速度很慢，矿堆寿命即将结束，但何时停止浸出，要权衡回收率和时间来作出判断。
堆浸结束后，通常会在其上建造新的矿堆。圣曼努埃尔矿的做法是，先从桩顶拆除管网系统，然后用推土机从纵横两个方向再犁至0.8至1.4m的深度，整平。然后将新矿石铺在堆顶上，让新堆的浸出液通过旧堆渗透到原液收集系统。新桩的高度与原桩相同，净高3m。这一直增加，直到它最终达到总高度91米。Giliambone矿的做法是将旧堆夯实，中间挖两条集液沟，以沟为中心，堆向沟的倾斜度约为1%。沟内铺设鹅卵石，堆体表面铺设螺旋排水环，使新堆体底部的溶液流动更加顺畅，渗滤液尽可能从旧堆体顶部通过斜坡流入收集沟。以上两种方法似乎各有优势，可以根据具体情况选择。
七。堆浸的技术改进
一、矿石球团-熟化
矿石破碎时，不可避免地会产生一些细矿石，直接加入到矿堆中，往往会减少矿堆中的空空隙，甚至导致沟流和空气体不流通。一种解决办法是球团，用少量的粘结剂，如水泥，将细粉矿烧结成球团，固化后进行堆浸。
为了提高球团矿的浸出速度，在矿粉中加入许多工厂矿浆中的浓硫酸和含铁量高的萃余液制成球团矿，球团矿的水分一般为8% ~ 10%。浓硫酸与水反应产生的热量有利于铜与酸的反应，高铁也有利于矿石中自然铜和辉铜矿的氧化溶解。颗粒需要放置两三天才能堆积。整个过程叫做“催熟”。首先，塞浦路斯迈阿密铜矿使用的就是这种方法。
B.表面活性剂
在圣曼努埃尔矿堆浸溶液中加入表面活性剂，以降低表面张力，促进溶液在矿石微孔中的渗透。选择表面活性剂的难点在于表面活性剂需要适应浸出液的强酸性环境，且不得对溶剂萃取过程产生不利影响。在美国矿务局研究人员的帮助下，经过多年的研究和比较，最终选择了一种阳离子氟碳表面活性剂(3M公司产品，型号FC1127和L12522)。结果表明，这有助于提高浸出率。
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