[发明专利]串联柱浸试验装置

说明书

技术领域

本发明属于溶浸采矿领域，具体涉及一种模拟预测现场单堆浸出、单堆浸出后翻堆浸出、单堆浸出后串堆浸出及单堆浸出后堆上筑堆浸出条件下，矿堆堆底及不同深度处有用金属的浸出率、pH、Eh、溶浸剂和氧化剂浓度等参数随时间的变化，及确定现场堆浸合理工艺参数的串联柱浸试验装置。

本发明还属于环境保护领域，具体涉及一种模拟预测固体废物、有害金属污染土壤及电子垃圾浸出法处理时，不同深度处有害金属的去除率、pH、Eh、溶浸剂和氧化剂浓度等参数随时间的变化，及确定现场堆浸合理工艺参数的串联柱浸试验装置。

背景技术

溶浸采矿是根据矿石的物理化学特性，将溶浸剂注入地下矿层或破碎矿石堆，利用化学浸出、质量传递、热力和水动力等作用，将地下矿层或破碎矿石堆中的有用金属矿物，从固态转化为液态，然后加以回收，以实现低成本开发矿产资源的一类方法。溶浸采矿将采、选、冶溶为一体，简化了工序，从根本上改变了常规采矿工艺。因此，该技术在国内外发展迅速，尤其是在低品位的铀、铜、金、银等矿产的开发利用方面，应用越来越广泛。

其中的堆浸技术具有工艺简单、投资少、建设周期短、操作管理简单等诸多优点，已成为溶浸采矿的主体工艺。目前，在工业上已普遍应用的堆浸工艺有：低品位铜矿石或废石的地表堆浸、地下铜矿崩落区或采空区残矿的地下堆浸、低品位铀矿石的地表堆浸、地下铀矿采空区残矿的地下堆浸以及低品位金、银矿石的地表堆浸。且在将来相当长的时间内，堆浸技术仍然是开发利用低品位矿产资源的主要方法之一。

因此，对堆浸工艺的研究和改进，一直都是溶浸采矿领域研究的重点。近年来，已对堆浸工艺作了大量改进，在现场堆浸中采取了翻堆、串堆和堆上筑堆等技术措施，并取得了一定成效。但由于对堆浸及其改进技术研究得不充分，特别是对矿堆不同深度处有用金属的浸出率、pH、Eh、溶浸剂和氧化剂的浓度随时间的变化缺乏研究，使得其浸出效果受到了较大程度的影响。因此，对这些新技术进行试验研究，优化其参数，提高资源利用率，仍是堆浸领域研究的重点。

柱浸试验又称渗滤浸出试验，是将矿石装入沿竖向固定的有机玻璃柱或塑料柱中，采用化学或生物溶浸剂在柱顶对装入矿石进行喷淋，以模拟预测矿石现场堆浸过程中有用金属的浸出率、pH、Eh、溶浸剂和氧化剂的浓度随时间的变化和确定其工艺参数的重要室内试验方法。柱浸试验的目的是通过研究浸出剂的浓度、浸出剂和氧化剂的消耗量、溶浸液的pH及Eh等对某种矿产资源中有用金属浸出率的影响，确定采用堆浸法开发这种矿产资源的可行性及合理的工艺参数。

传统的柱浸试验采用单柱浸出试验装置进行，只能在柱的底部进行取样，取样方式单一，无法模拟预测堆浸过程中矿堆不同深度处有用金属的浸出率、pH、Eh、溶浸剂和氧化剂的浓度等参数随时间的变化，特别是无法模拟预测翻堆、串堆及堆上筑堆后，矿堆不同深度处这些参数随时间的变化，也就无法确定合理的工艺参数。

发明内容

针对上述情况，本发明提供了一种取样、操作方便，制造、维修成本低的串联柱浸试验装置，采用本装置，能模拟预测现场堆浸过程中，矿堆不同深度处有用金属的浸出率、pH、Eh、溶浸剂和氧化剂的浓度等参数随时间的变化，进而确定合理的翻堆、串堆及堆上筑堆的时间，特别是还能模拟预测翻堆、串堆及堆上筑堆后，堆浸过程中矿堆不同深度处有用金属的浸出率、pH、Eh、溶浸剂和氧化剂的浓度等参数随时间的变化，进而可确定翻堆、串堆及堆上筑堆对矿石浸出效果的影响及合理的工艺参数。而这些正是现有柱浸试验装置的缺陷所在。

本串联柱浸试验装置，由n个单元柱串联而成，单元柱包括联通孔1、密封盖2、石英砂3、密封槽4、试验矿石5、有机玻璃柱管6、法兰8、孔板9、缓冲空间10和联通管11。

其中，在有机玻璃柱管6底部铺设一层石英砂3，在底部石英砂的上面铺设试验矿石5，试验矿石上部铺设一层石英砂3；密封盖2位于有机玻璃柱管6的上部，密封盖2与有机玻璃柱管6之间设有密封槽4，密封盖2可揭开，密封盖上设有联通孔1；缓冲空间10位于有机玻璃柱管6的下部，它通过法兰8与有机玻璃柱管6相连接；有机玻璃柱管6与缓冲空间10之间用孔板9隔开；孔板9上布满圆形小孔，孔径根据矿石粒径而定；联通管11位于缓冲空间10的下方，其大小与密封盖2上的联通孔1相吻合；上一单元柱的联通管穿入下一单元柱的联通孔，实现上下单元柱的密封串联。