[科普中国]-原地浸出法

原地浸出法，又称地下浸出法，包括地下就地破碎浸出和地下原地钻孔浸出。包括利用爆破法就地将矿体中的矿石破碎到预定的合理块度，使之就地产生微细裂隙发育、块度均匀、级配合理、渗透性能良好的矿堆，然后从矿堆上部布洒溶浸液，有选择性地浸出矿石中的有价金属，浸出的溶液收集后转输地面加工回收金属，浸后尾矿留采场就地封存处置。1

方法介绍地浸有两种方式，一种是地下直接浸取，即将浸取溶剂直接引进矿床以浸取有价金属的 方法，称为溶液采矿或化学采矿，适用于处理那些矿床地质条件和矿物学特性适宜，用常规开采技术不经济的零散的矿石。另一种是地下堆浸，适用于处理储量大、品位低，不宜露天开采又不值得进行常规开采的贫矿。

目前，世界上大约15%的铜，80%以上的锌，几乎全部的铝、钨、钼都是通过浸出使之与矿物原料中的其他组分得到初步分离的。

流程从就地埋藏条件下的矿石中浸出金属的水冶流程有两种：从坚硬岩石中浸出和从疏松沉积物中浸出。在由坚硬岩石构成的矿床中，采用的流程是：先用凿岩爆破工程使矿体破碎(或疏松)，然后将矿石筑堆，或造成崩落带

矿体的破碎可采用不同的开采系统来实现，这些方法包括留矿法和在回采区用深孔进行强制性的分层崩落乃至核爆炸)。选择那一种方法，取决于矿体的形态、厚度及埋藏条件。从保留在井下的矿石堆或崩落带中的矿石中浸出金属，采用溶浸剂喷淋法。

从疏松、含水的水平或缓产状沉积岩层中采矿时，则利用各种从地表施工的垂直钻孔系统，这些钻孔中有些是注液孔，有些是抽液孔。当矿床埋藏较浅时，抽液孔可用排水廓道或平巷代替。

在疏松沉积岩中进行金属的地下浸出时，从注液孔中注入能使含有有用成分的矿物溶解的试剂。注入的试剂溶液沿矿体流向抽液孔，并把被溶解的金属带出地表。

也可能采用由矿山井巷和从地表或从巷道中施工的注液孔组成的联合系统。开采铜矿时曾设计了一种联合系统，利用核爆炸破碎矿石，然后用地下平巷回收含矿的浸出液。还有一种经常采用的顺便浸出含矿团填料中金属的流程选择地下浸出流程，要考虑具体的地质-水文地质条件及其他自然条件(成因，物理性质、渗透性、充水程度、矿石物质成分、埋藏深度等)。在一般情况下，用地下浸出方法采矿可采储量会增加，而边界品位可降低。降低工业标准使我们有可能更多地采出留于地下的储量。用地下浸出法开采的矿床储量可多可少。最低边界品位主要决定于所允许的开采损失指标。

应用条件为了有效地实现地下浸出，必须具备以下基本条件：金属转入溶液的速度是可以接受的； 矿体内存在溶液循环的条件，即含矿岩石其有渗透性；溶浸剂有选择性地溶解要开采的金属矿物。而不溶解围岩；溶浸剂和所得到的化学溶液不堵塞被浸矿石的孔隙和毛细裂缝；顶底板岩层中的渗漏现象应当最少；应采用高效率的山地工作使致密的结晶岩石预先破碎，以便使矿物充分裸露。

是否符合这些条件，在对矿床进行预先评价时可以做出结沦。这一评价应根据开采、地质和水文地质条件、原始矿石的成分及专门的技术加工试验结果进行。地下浸出工艺流程的选择，决定于最完全、最经济有效地从矿石中提取金属的可能性。这取决于含被浸出成分的矿石类型、矿石的物理机械性质(孔隙度、围岩及矿石的渗透系数、矿石强度)等因素。大多数含矿层和含水层相一致的矿床都符合上述条件。

为了实现致密坚硬矿石中金属的地下浸出，需要用凿岩爆破工程预先将矿石破碎到一定块度。在进行铜和铀的地下浸出时，使用矿物酸钠和铵的碳酸盐、重碳酸盐溶液作溶浸剂；在浸出金时，则使用氰化物或硫脲溶液。

那些由地下水把金属从蚀源区搬运来并沉积在疏松透水层中有利的地球化学和吸附垒中的外生后生矿床，最符合地下浸出所要求的基本条件。在这类矿床中，大部分矿石矿物易溶，地下浸出实质上是一种解吸过程。当从结晶矿石中浸出金属时，其动力学决定于溶浸剂在孔隙和毛细裂隙内的运动力学；而从疏松沉积物中浸出时，则决定于溶浸剂沿含矿层渗透的速度。

与所有的工艺流程一样，地下浸出也应当按照具有最佳参数和相应的技术经济指标的方案来实现。2

浸出剂工业上常用的浸出剂有酸、碱、盐、氨等水溶液。浸出剂的选择主要依据被处理固体原料的特性、浸出效果和经济因素，即既要得到高的浸出率和好的分离效果(浸出剂选择性好)，又要来源广、价格便宜、使用方便、可回收利用和利于环境保护。此外，浸出剂的选择还要考虑与随后作业的合理衔接。

浸出成分的溶解形式主要有： (1)简单溶解；(2)无价态变化的溶解；(3)有氧化-还原反应的溶解；(4)有配合物生成的溶解。

(1)简单溶解。固体物料的某些化合物本身易溶于水，在浸出时可简单溶入水中。例如黑钨精矿苏打烧结料中Na2WO4的溶出和锌焙砂中ZnSO4的溶出。

(2)无价态变化的溶出。固体物料中某些组分与浸出剂作用时没有发生价态变化的溶出。例如锌焙砂中的ZnO、MgO和ZnO·Fe2O3用硫酸浸出时生成ZnSO4、MgSO4和Fe2(SO4)3进入溶液，白钨精矿Ca-WO4用盐酸浸出时生成钨酸H2WO4。

(3)有氧化-还原反应的溶出。固体物料中某些组分在浸出过程中发生价态变化。例如闪锌矿ZnS的加压氧浸出，其中的硫便被氧化成元素硫留在浸出渣或氧化成SO2-4进入浸出液。

(4)有配合物生成的溶出。固体物料中某些组分在浸出过程中生成配合物进入溶液。例如红土矿经还原焙烧后的氨浸出，镍与氨以配位离子形态进入溶液;自然金矿的氰化物浸出，金与氰根形成金-氰配合离子进入溶液等。3

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学