一种尾矿原位浸出系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种尾矿原位浸出工艺及尾矿原位浸出系统，该工艺包括：于待处理尾矿的作业场地钻设注入孔和抽出孔；于待处理尾矿的作业场地区域周边布设垂直阻隔系统；于垂直阻隔系统的外围布设监测系统；于所需注入孔中插设劈裂注浆管，于所需抽出孔中插入抽浆管；采用劈裂注浆方式，向注入孔中注入浸出剂；浸出剂扩散，与尾矿堆体内的有用组分发生反应；反应形成的浸出液通过抽浆管抽出送至地面浸出液处理系统进行后续处理。本实用新型专利技术能够在较低成本条件下有效回收有用组分，其联合垂直阻隔、监测系统可避免二次污染，广泛应用于重金属尾矿的原位浸出，避免尾矿堆存造成的诸多问题以及资源的流失浪费。

An in situ leaching system for Tailings

The utility model relates to a tailings in situ leaching process and an in-situ leaching system for tailings. The process includes: drilling and pumping holes in the working site of the tailings; the vertical barrier system is set around the area around the operating site of the tailings; a monitoring system is set on the periphery of the vertical barrier system; the required injection is used. The split grouting pipe is inserted into the hole, and the extraction tube is inserted into the required hole. The leachagent is injected into the injection hole by the splitting grouting. The leaching agent is diffused and the useful component in the tailings reactor is reacted. The leaching solution formed by the reaction is pumped out to the ground leaching solution treatment system for follow-up treatment. The utility model can effectively recycle useful components under low cost, and the combined vertical barrier and monitoring system can avoid two pollution. It is widely used in the in-situ leaching of heavy metal tailings, avoiding many problems caused by the deposit of tailings and the loss and waste of resources.

【技术实现步骤摘要】
一种尾矿原位浸出系统
本技术涉及一种尾矿处理处置与综合利用技术，特别是涉及一种尾矿原位浸出系统。
技术介绍
传统的矿产资源开发要求采出高品位、易选矿，从而造成资源利用率低、能源消耗大，产生大量的废矿和尾矿，由于其品位较低，只能长期堆放于尾矿库。据统计，到目前为止，我国各类矿山堆存的尾矿已达80亿t，并以年排放3亿多t的速度在增长，其中，铁矿尾矿26亿t，有色金属矿尾矿21亿t，金矿尾矿也达到3亿t。随着工业化发展对矿产品需求的持续增加，尾矿的堆积量越来越大，尾矿在堆放过程中，随着周边环境的变化，尾矿中含有的重金属元素、有害元素会进入大气、水体以及土壤中而造成污染，如不及时处理，势必给环境、地质、安全、经济等带来诸多问题。矿产资源是不可再生资源，经过多年的开采利用，高品位易选冶矿产资源已日趋减少，而尾矿中大量有价元素未得到有效利用，我国现存大量的尾矿资源函待开发，因此尾矿回收利用技术的开发已成当务之急。依据矿石的类型与品位不同，原生矿浸出的工业化生产方式主要有3种：堆浸法、池浸法或槽浸法、原矿地下浸提法。但与原生矿不同，尾矿经过浮选后，矿物组成和结构都发生了一定的改变，在浸出机理和浸出动力学方面与原矿浸出还是存在差别。由于尾矿品位普遍较低且存量较大，采用搅拌浸出工艺成本较高，在经济上受到限制；采用较为经济的堆浸工艺和浸提工艺，又由于尾矿粒度极细，使得浸出筑堆的渗透性和透气性很差，不能满足浸出工艺的要求，导致浸出率较低，尾矿的原位浸出技术目前还是空缺，研发出尾矿原位浸出技术具有现实的推广前景和工程价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种尾矿原位浸出系统，能够在较低成本条件下有效回收有用组分，其联合阻隔监控体系可避免浸出过程中造成的二次污染，可以广泛应用于重金属尾矿的原位浸出，避免尾矿堆存造成的诸多问题以及资源的流失浪费。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案是，提供一种尾矿原位浸出系统，包括：浸出剂抽注系统，其包括抽注设备、劈裂注浆管和抽浆管，待处理作业场地的地面向下钻设多个相互间隔设置的注入孔和抽出孔，所述注入孔内插入劈裂注浆管，所述抽出孔内插入抽浆管，抽注设备一方面连接所述抽出孔内的抽浆管，另一方面连接所述抽出孔内的抽浆管；垂直阻隔系统，沿作业场地区域周边布设，呈封闭或半封闭结构设置；监测系统，包括多个监测井、用于采集地下水样品的贝勒管、用于测量地下水水位的水位计和用以监测地下水水质的水质分析仪，其中监测井布设于作业场地垂直阻隔系统的外侧。优选的技术方案为：所述浸出抽注设备包括钻机、空压机、制浆机、储浆罐、高压灌浆泵和抽液泵，其中所述制浆机连接储浆罐，所述储浆罐顺次通过高压灌浆泵、地面连通管路连接劈裂注浆管相连，所述空压机也通过地面连通管路连接劈裂注浆管，所述抽液泵一侧连通所述抽浆管，另一侧连通地面浸出液处理系统。优选的技术方案为：所述注入孔与抽出孔呈均匀分布。优选的技术方案为：所述注入孔和抽出孔的分布形式为网格式或行列式，所述网格式中抽出孔位于开采单元的中心，注入孔按间距围绕抽出孔均匀分布，行列式中的抽出孔与注入孔各自成行排列。优选的技术方案为：所述注入孔与抽出孔孔径为φ50-70mm，所述劈裂注浆管和抽浆管均采用内径为φ40-60的塑料管，所述注入孔的管壁上每隔33-50cm钻一组射浆孔。优选的技术方案为：所述劈裂注浆管与注入孔之间灌入有泥浆层。优选的技术方案为：所述浸出剂为酸碱法浸出剂、微生物浸出剂或其联合浸出剂。优选的技术方案为：所述垂直阻隔系统设置在待处理作业场地区域外侧，并深入尾矿堆体底部的相对不透水层以下，所述垂直阻隔系统采用地连墙、注浆帷幕、板桩墙或柔性复合防渗墙。优选的技术方案为：所述多个监测井均匀布设于作业场地垂直阻隔系统外侧，沿四周均匀分布或在地下水流向方向下游和两侧分布。采用上述技术方案后的有益效果是：由于尾矿粒度极细和受沉积作用影响，尾矿堆体内部的渗透性和透气性较差，难以满足浸出工艺要求，本技术采用劈裂注浆的方式，改善尾矿堆体的可注性，使浸出剂与尾矿堆体中的有用组分充分接触，提高浸出效率。本技术避免了尾矿的二次清挖转运，能够直接在尾矿堆体上进行浸出作业，节省了工程投入，可以在较低成本条件下有效回收有用组分。本技术系统转运方便，作业单元划分灵活，浸出剂的选择多样，对各种复杂地形条件和矿物类型具有广泛适用性。本技术将原位浸出技术与垂直阻隔体系和监测体系联合使用，能够实现对浸出过程的有效阻隔和监控，避免因浸出剂外泄而引起的二次污染。附图说明图1为本技术提供的一种尾矿原位浸出系统的剖面示意图。图2为本技术提供的一种尾矿原位浸出系统的劈裂注浆作用示意图。图3为本技术提供的一种尾矿原位浸出系统的钻孔网格分布形式A、行列式分布形式B。图4为本技术的一种尾矿原位浸出系统的抽注浆设备示意图。图中：1地面、2相对不透水层、3注入孔、4劈裂注浆管、5抽出孔、6抽浆管、7初始液位线、8降水漏斗、9浸出剂、10浸出液、11垂直阻隔帷幕、12监测井、13劈裂面、14边缘渗透区、15扩散区、16钻机、17空压机、18高压灌浆泵、19储浆罐、20制浆机、21尾矿堆体、22有用组分、23地面连通管路。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。如图1和图4所示，本技术的一种尾矿原位浸出系统，包括：浸出剂抽注系统，包括抽注设备、劈裂注浆管4和抽浆管6。浸出剂9采用劈裂注浆方式，抽注设备由一系列设备组合而成。由待处理的地面1向下钻设多个相互间隔设置的注入孔3和抽出孔5，钻设的深度根据需要设定。向注入孔3内插入劈裂注浆管4，向抽出孔5内插入抽浆管6，所述劈裂注浆管4沿管壁的表面设计多个射浆孔，所述射浆孔的孔径满足实际需要使用即可，不做特别规定。所述抽注设备通过地面连通管路23分别与劈裂注浆管4、抽浆管6连接，注浆时，劈裂注浆管4内的浸出剂9对四周地层施加了附加压应力(借助空压机)，使尾矿堆体21垂直于主应力的平面上发生劈裂，如图2所示，形成劈裂面13，浸出剂9通过注入孔3和劈裂面13周边的边缘渗透面14和扩散区15与尾矿堆体21内的有用组分22进行反应，抽提时，反应形成的浸出液10利用抽液泵通过抽出孔5内的抽浆管6抽出送至地面1上方的浸出液处理系统处理；垂直阻隔系统主要由布置在作业场地区域外侧的垂直阻隔帷幕11组成，垂直阻隔帷幕11将浸出作业区域周边阻隔，呈封闭或半封闭结构，其中当待处理的作业区域面积较大，需要分割为多个小区域进行单独处理时，垂直阻隔系统需分布于整个待处理的整体大作业区域的外围，采用封闭或半封闭结构。由于尾矿堆体21内部颗粒粒度极细，且受沉积作用影响，尾矿堆体21底部的渗透系数变小，当达到一定程度时可以视为相对不透水层2，可以有效防止浸出过程的渗漏，垂直阻隔帷幕11深入相对不透水层2内2m或以下，与其形成封闭的阻隔体系，可有效防止具有强腐蚀性或毒性的浸出剂9和浸出液10迁移，防止浸出过程中造成二次污染。监测系统，其包括监测井12、用于采集地下水样品的贝勒管、用于测量地下水水位的水位计和用以监测地下水的水质分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尾矿原位浸出系统，其特征在于，包括：浸出剂抽注系统，其包括抽注设备、劈裂注浆管和抽浆管，待处理作业场地的地面向下钻设多个相互间隔设置的注入孔和抽出孔，所述注入孔内插入劈裂注浆管，所述抽出孔内插入抽浆管，抽注设备一方面连接所述抽出孔内的抽浆管，另一方面连接所述抽出孔内的抽浆管；垂直阻隔系统，沿作业场地区域周边布设，呈封闭或半封闭结构设置；监测系统，包括多个监测井、用于采集地下水样品的贝勒管、用于测量地下水水位的水位计和用以监测地下水水质的水质分析仪，其中监测井布设于作业场地垂直阻隔系统的外侧。

【技术特征摘要】
1.一种尾矿原位浸出系统，其特征在于，包括：浸出剂抽注系统，其包括抽注设备、劈裂注浆管和抽浆管，待处理作业场地的地面向下钻设多个相互间隔设置的注入孔和抽出孔，所述注入孔内插入劈裂注浆管，所述抽出孔内插入抽浆管，抽注设备一方面连接所述抽出孔内的抽浆管，另一方面连接所述抽出孔内的抽浆管；垂直阻隔系统，沿作业场地区域周边布设，呈封闭或半封闭结构设置；监测系统，包括多个监测井、用于采集地下水样品的贝勒管、用于测量地下水水位的水位计和用以监测地下水水质的水质分析仪，其中监测井布设于作业场地垂直阻隔系统的外侧。2.根据权利要求1所述的尾矿原位浸出系统，其特征在于，所述浸出抽注设备包括钻机、空压机、制浆机、储浆罐、高压灌浆泵和抽液泵，其中所述制浆机连接储浆罐，所述储浆罐顺次通过高压灌浆泵、地面连通管路连接劈裂注浆管相连，所述空压机也通过地面连通管路连接劈裂注浆管，所述抽液泵一侧连通所述抽浆管，另一侧连通地面浸出液处理系统。3.根据权利要求1所述的尾矿原位浸出系统，其特征在于，所述注入孔与抽出孔呈均匀分布。4.根据权利要求3所述的尾矿原...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺真，刘力奇，霍成立，郑峰，胡晨，虢德威，常晓然，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11