專利名稱：用于從礦石中浸濾出金屬的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從采礦礦石堆中浸濾出金屬的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備將浸濾溶液更為均勻一致地運(yùn)送橫穿堆，從而增加金屬產(chǎn)量，降低水損耗量以及減小環(huán)境問題。
背景技術(shù)：
銅、金和其它開采出的礦石被炸成或者粉碎成小塊，并且被直接放置成大堆，在所述大堆處，礦石可用施加到所述堆上的浸濾溶液(例如，氰化鈉(NaCN)、氰化鉀(KCN)、或者硫酸(H2SO4))進(jìn)行灌溉。浸濾溶液滲透通過所述堆，與諸如金或銅的金屬顆粒結(jié)合，然后，浸濾溶液被捕獲(例如，被在所述堆底部處的不可滲透的塑料或粘土襯里的浸濾墊捕獲)，并且將金屬顆粒處理成純金屬。通過堆的浸濾處理通?；ㄙM(fèi)幾周時(shí)間。一旦移出金屬，就
使浸濾溶液再循環(huán)并且再次用于所述堆上，以便浸濾出更多金屬。在過去，大型灌溉噴灑器已經(jīng)用于將浸濾溶液傳送到堆。由于利用這種方法耗損極大量的水(例如，蒸發(fā)和流失)，所以現(xiàn)在很少看到這種實(shí)際應(yīng)用。更為傳統(tǒng)地，使用滴灌裝置(S卩，帶有滴灌發(fā)送器的無孔管，該滴灌發(fā)送器以隔開的間隔(最通常地，28英寸的間隔)模制到無孔管中)將浸濾溶液運(yùn)送到堆，灌溉系統(tǒng)鋪設(shè)成橫穿堆的表面?；诘喂喟l(fā)送器的沿著管路的流動(dòng)特性和周期性布置，所述滴灌發(fā)送器在礦石中引起稱為溝道效應(yīng)(channeling)的現(xiàn)象。隨著時(shí)間推移在一個(gè)地點(diǎn)滴灌大量溶液的位置處發(fā)生溝道效應(yīng)。所述地點(diǎn)快速浸透，溶液然后開出溝道而流成一股相對(duì)細(xì)的流，從而當(dāng)浸濾溶液找到最小阻力的路徑時(shí)快速地順流而下通過堆而抵達(dá)堆底部。溝道效應(yīng)導(dǎo)致浸濾溶液在堆中的分布非常不均勻，其中一些區(qū)域非常濕而其它區(qū)域干。金和銅僅從與浸濾溶液直接且廣泛接觸的礦石中浸濾出，并且因此，在使用滴灌發(fā)送器的堆中，在溝道之間存在沒有得到充分的浸濾和金屬移出的區(qū)域。更進(jìn)一步地，因?yàn)榈喂嘌b置將浸濾溶液施加到堆表面，并且因?yàn)榇罅咳芤罕坏喂嗟竭x定地點(diǎn)上，所以滴灌發(fā)送器導(dǎo)致浸濾溶液在礦石堆的頂表面上蓄積成池和匯集成池。氰化鈉和硫酸都能夠?qū)σ吧鷦?dòng)植物具有毒性。在各種管轄區(qū)域中，由于表面滴灌裝置對(duì)環(huán)境所造成的負(fù)面影響，所以對(duì)掩埋所有浸濾管路有很大推動(dòng)。雖然掩埋滴灌裝置是可能的，但是，當(dāng)被掩埋的發(fā)送器趨于堵塞時(shí)，將降低浸濾工藝的效率并且大大增加保持所述發(fā)送器運(yùn)轉(zhuǎn)所需的勞動(dòng)量。圖I圖解了將標(biāo)準(zhǔn)滴灌管路發(fā)送器掩埋在堆的表面下方所遇到的問題。圖I是浸濾堆5的示意性剖視圖，示出了將滴灌管路7掩埋在堆的頂表面6下方6英寸至18英寸處。發(fā)送器8以橫截面示出，所述發(fā)送器8布置成每28英寸橫穿堆的一部段。為便于圖解，僅僅示出了堆的一小部段，應(yīng)當(dāng)理解的是，典型的堆的范圍可以從300英尺乘300英尺的橫截面積增大直到1000英尺乘1000英尺的橫截面積，其中，起始高度為40英尺，隨著時(shí)間推移增加到1000英尺或更高。因此，這些礦石堆確實(shí)巨大，并且在理解本發(fā)明所提出的問題時(shí)必須考慮到它們非常大的規(guī)模。
在圖I的左手側(cè)，標(biāo)準(zhǔn)的滴灌管路7被示出為掩埋在浸濾堆的表面的下方，該浸濾堆具有相對(duì)低的粘土含量(即，與高粘土含量的堆相比，被壓實(shí)的程度低)。盡管浸濾溶液9可快速地浸透每一個(gè)單獨(dú)發(fā)送器8下方的區(qū)域,從而跨越(spanning out)處理,但是在發(fā)送器之間仍然存在浸濾溶液量不足的很大區(qū)域，從而降低處理效率。更進(jìn)一步地，當(dāng)掩埋浸濾發(fā)送器時(shí)，發(fā)送器被礦石顆粒、砂或泥土快速堵塞，從而進(jìn)一步降低浸濾處理的效率，并且大大增加了保持所述浸濾發(fā)送器運(yùn)轉(zhuǎn)所需的勞動(dòng)量。在圖I的右手側(cè)，標(biāo)準(zhǔn)的滴灌管路7被示出為掩埋在具有高粘土含量的浸濾堆的表面下方，或者通過其他方式被 壓實(shí)。此時(shí)，存在甚至更大的問題。由于堆的高密度，堆沒有快速地吸收溶液的點(diǎn)源運(yùn)送，并且因此溶液沿著滴灌管路7流動(dòng)、聚集并且上升到堆的表面6，從而形成積水池9 ;所述溶液還從堆的側(cè)部11排出。浸濾溶液在表面上蓄積成池導(dǎo)致了蒸發(fā)損失并且會(huì)對(duì)野生動(dòng)植物造成潛在傷害。由于掩埋的滴灌管路所存在的這些多重問題，因此絕大數(shù)使用者繼續(xù)將滴灌管路發(fā)送器鋪設(shè)在堆的頂表面上。這不僅較容易而且較便宜，從而避免掩埋滴灌管路的費(fèi)用、避免發(fā)送器由于將其掩埋在礦石下方的處理而被壓碎或損壞，以及降低了發(fā)送器被礦石堆中的顆粒堵塞的可能性。一直需要改進(jìn)現(xiàn)有方法，以用于以高效且有經(jīng)濟(jì)效益的方式將浸濾溶液運(yùn)送到采礦礦石堆。盡管存在這種長期迫切的需要，在過去幾十年中工藝方面的改變?nèi)院苄　?br>
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種新型的采礦浸濾管，所述浸濾管設(shè)計(jì)成在例如150英尺至300英尺范圍內(nèi)的延伸距離上以受控速率(例如，每分鐘每100英尺I加侖)均勻地運(yùn)送浸濾溶液。管道設(shè)計(jì)成被掩埋在浸濾堆表面的下方，以便在避免發(fā)生與現(xiàn)有技術(shù)的蓄積成池/匯集成池有關(guān)的溝道效應(yīng)和環(huán)境問題的同時(shí)獲得明顯較高的金屬產(chǎn)量。更進(jìn)一步地，由于在這種多孔管的整個(gè)長度上設(shè)置溝道迷宮，因此顯著降低了堵塞率。因此，本發(fā)明提供了以下優(yōu)勢(shì)中的一個(gè)或多個(gè)·在管道長時(shí)間運(yùn)行中有均勻一致的泄漏；·抗壓壁允許使用重型設(shè)備來機(jī)械安裝管，并且允許管在沒有被壓碎的情況下掩埋在巖石/礦石中；·因?yàn)檠诼窠V管顯著降低了與現(xiàn)有技術(shù)的蓄積成池/匯集成池相關(guān)的蒸發(fā)量，所以與表面滴灌發(fā)送器相比大大降低了水損耗量和流失量；·由于通過新型的多孔浸濾管對(duì)堆的浸濕更加均勻一致，所以從浸濾溶液中獲得較高的金屬產(chǎn)量；·消除了與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的浸濾溶液的蓄積成池/匯集成池有關(guān)的環(huán)境危害。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種從采礦礦石堆中浸濾出金屬的方法，所述方法包括將浸濾管定位在堆表面的下方；將浸濾溶液供應(yīng)到管的入口端部，以便用浸濾溶液給管加壓；以及浸濾管包括選定長度的柔性管狀的多微孔壁，從而所述多微孔壁在浸濾溶液通過被加壓的管的多微孔壁滲出時(shí)提供了浸濾溶液沿所述長度的基本上連續(xù)且恒定的運(yùn)送速率。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于從采礦礦石中浸濾出金屬的設(shè)備，所述設(shè)備包括多微孔浸濾管，所述多微孔浸濾管適于被掩埋在采礦礦石堆表面的下方，多微孔浸濾管包括橡膠或塑料材料的柔性管狀多微孔壁，所述柔性管狀多微孔壁具有多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，所述多孔海綿狀結(jié)構(gòu)帶有多樣的相互連接的不規(guī)則形狀的小孔，使得浸濾溶液在管中的壓力作用下以從每分鐘每100英尺O. 5加侖至每分鐘每100英尺2. O加侖的速率通過壁滲出。在一個(gè)實(shí)施例中，多微孔壁的小孔尺寸在從O. 001英寸至O. 004英寸范圍內(nèi)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多微孔壁的長度為至少100英尺、從100英尺至300英尺、或者從300英尺至600英尺。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多微孔壁的壁厚度為至少O. 05英寸、從O. 05英寸至O. 5英寸、或者從O. I英寸至I英寸。 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多微孔壁的內(nèi)徑為至少O. 25英寸，從O. 25英寸至I英寸、或者從O. 5英寸至O. 75英寸。在一個(gè)實(shí)施例中，多微孔壁包括橡膠或塑料材料的壁，所述橡膠或塑料材料的壁具有多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，所述多孔海綿狀結(jié)構(gòu)具有多樣的相互連接的不規(guī)則形狀的小孔，使得浸濾溶液在管中的壓力作用下將以每分鐘每100英尺O. 5加侖至每分鐘每100英尺2. O加侖的速率通過壁滲出。在一個(gè)實(shí)施例中，浸濾溶液包括氰化鈉、氰化鉀或者硫酸，可選地包括pH緩沖劑(例如，鹽、腐蝕性金屬堿，諸如氫氧化鈉)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)送速率為至少每分鐘每100英尺O. 5加侖，從每分鐘每100英尺O. 5加侖至每分鐘每100英尺2. O加侖、從每分鐘每100英尺O. 8加侖至每分鐘每100英尺I. 5加侖、或者從每分鐘每100英尺O. 9加侖至每分鐘每100英尺I. I加侖。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)送速率為至少每分鐘每英尺O. 005加侖、從每分鐘每英尺O. 005加侖至每分鐘每英尺O. 02加侖、或者從每分鐘每英尺O. 008加侖至每分鐘每英尺O. 015加侖。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在浸濾管的入口端部處，壓力為至少8磅/平方英寸(psi)、至少為10磅/平方英寸,從15鎊/平方英寸至80磅/平方英寸或者從20磅/平方英寸至50磅/平方英寸。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沿著浸濾管的長度的壓降為從每100英尺10%至60%、每100英尺2-3磅/平方英寸、或每100英尺8-12磅/平方英寸。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在保持至少每分鐘每100英尺O. 5加侖的運(yùn)送速率時(shí)，運(yùn)送浸濾溶液至少45天。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，其中，金屬包含金、銅和鉻中的至少一種。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壁包括熱固性聚合物顆粒和熱塑性粘合劑。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，顆粒包括橡膠、天然或合成橡膠、再生橡膠、或硫化的碎橡膠。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，橡膠顆粒包括管道重量的至少50%、從50%至80%、或者從60% 至 70%。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，粘合劑包括乙烯聚合物、聚乙烯、或低密度聚乙烯。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，橡膠顆粒的粒度為大約5目至200目、大約10目至100目、或者大約30目至50目。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，100英尺多微孔壁長度的每兩英尺部段的流體運(yùn)送速率的變化不大于10%，或者100英尺多微孔壁長度的每兩英尺部段的流體運(yùn)送速率的變化不大于5%。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多微孔壁具有在從O. 001英寸至O. 004英寸范圍內(nèi)的小孔尺寸 ，從O. 05英寸至O. 5英寸的壁厚度；從0. 25英寸至I英寸的內(nèi)徑；以及至少100英寸的長度。



圖I示意性圖解了現(xiàn)有技術(shù)的滴灌管路發(fā)送器，以及在所述滴灌管路發(fā)送器掩埋在堆表面的下方的情況下與所述滴灌管路發(fā)送器相關(guān)的問題；圖2示意性圖解了本發(fā)明的多孔浸濾管的一個(gè)實(shí)施例，該多孔浸濾管顯示為被掩埋在采礦礦石堆的表面下方，圖解了運(yùn)送處理的顯著較大的分布和效率；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的采礦浸濾管的一部段的縱向橫截面示意圖，圖解了多微孔壁結(jié)構(gòu)、輸入端部處的聯(lián)接件和在遠(yuǎn)端部處的塞子；圖4以局部橫截面示意性圖解了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，顯示出采礦礦石堆表面上的主要運(yùn)送管管路和次要運(yùn)送管管路，和以橫穿堆的周期性間隔(例如，2英尺至3英尺的間隔)從次要運(yùn)送管分支出的多微孔浸濾管的各部段，多孔管被掩埋在堆表面的下方；以及圖5圖解了圖4的多微孔浸濾管在掩埋點(diǎn)處的部段，示出了浸濾溶液如何通過管滲出并且在管周圍浸濕礦石。
具體實(shí)施例方式圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在使用時(shí)的示意性圖示，示出了掩埋在采礦礦石堆15的表面16下方(例如，6英寸至18英寸)的多孔采礦浸濾管20。如將在下文進(jìn)一步描述的，多孔管提供沿著管的長度均勻一致且緩慢的浸濾溶液19分配。與現(xiàn)有技術(shù)的滴灌管路發(fā)送器的滴灌作用相比，浸濾溶液通過多微孔壁滲出并且浸濕管的外表面。滲出作用更加有效地浸泡采礦礦石堆中的相鄰泥土，從而避免蓄積成池并且增加了堆中在一段延長的時(shí)期內(nèi)與浸濾溶液相接觸(被浸濾溶液浸濕)的礦石的比例一有效且大量的浸濾處理的必要組成部分。管設(shè)計(jì)成承受掩埋處理，以及承受堆放在堆頂部上的礦石的重量。更進(jìn)一步地，在被掩埋時(shí)，管的多微孔結(jié)構(gòu)抗堵塞，從而使得與現(xiàn)有技術(shù)的滴灌發(fā)送器相比能夠更加有經(jīng)濟(jì)效益地且更長時(shí)間地使用管。在一個(gè)實(shí)施例中，采礦浸濾管設(shè)計(jì)成基本均勻一致地橫穿150英尺至300英尺之間的距離以大約每分鐘每100英尺I加侖的受控運(yùn)送速率均勻地漏出水(浸濾溶液)。多孔管具有抗壓性，其中優(yōu)選的壁厚度在O. 05英寸至O. 5英寸的范圍內(nèi)。內(nèi)徑可在O. 25英寸至I英寸的范圍內(nèi)。長距離均勻一致的運(yùn)送和緩慢滲漏的組合允許浸濾管實(shí)現(xiàn)從堆中獲得顯著更高的金屬產(chǎn)量，避免溝道效應(yīng)，同時(shí)還消除了因蓄積成池/匯集成池而造成的環(huán)境問題和水損耗/蒸發(fā)問題。再者，通過在管道的整個(gè)長度上保持連續(xù)的多孔通道以及基本恒定的小孔尺寸(例如，在O. OOl英寸至O. 004英寸的范圍內(nèi))，顯著降低了堵塞率。多孔采礦管具有貫穿其長度的通道迷宮，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述通道迷宮避免了現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送器的不利的堵塞作用(例如，由于浸濾溶液中的PH緩釋劑，例如氫氧化鉀、和/或由于泥土 /礦石自身，例如碳酸鈣)。在一個(gè)實(shí)施例中，多孔管包括熱固性聚合物顆粒和熱塑性粘合劑，所述熱塑性粘合劑用于將顆粒粘合成具有實(shí)質(zhì)性體積的空隙空間(微多孔通道)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。管可以由可擠壓的混合物形成，在所述可擠壓的混合物中，主要部分包括熱固性聚合物顆粒，而次要部分則包括熱塑性粘合劑。不再需要其它成分；然而可 能期望基于工藝參數(shù)包括少量平滑劑或者潤滑劑。適當(dāng)?shù)臒峁绦跃酆衔镱w粒的示例包括天然橡膠或合成橡膠。由車輛輪胎的胎面部分所再生利用的硫化碎橡膠易于獲得并且是主要組分的廉價(jià)來源。橡膠可被研磨成碎屑狀顆粒，所述顆粒的粒度為大約5目至200目，更為具體地為大約10目至100目，并且進(jìn)一步更為具體地為大約30目至50目。粘合劑組分可以是諸如聚乙烯(PE)的熱塑性樹脂材料，并且更為具體地為能夠在大約300 T (華氏度)以下熱軟化的線性低密度聚乙烯樹脂，以用于在擠出機(jī)模具中利用碎橡膠顆粒進(jìn)行擠壓處理，所述擠壓處理在從大約350 T至365 ° 范圍內(nèi)的溫度下操作?？梢允褂闷渌澈蟿?，然而聚乙烯是優(yōu)選的，原因在于所述聚乙烯在長期使用期間在巖石和泥土環(huán)境中通常不發(fā)生反應(yīng)，并且與可以使用在浸濾溶液中的各種化學(xué)制劑不發(fā)生反應(yīng)。已知線性低密度聚乙烯具有在從大約每平方厘米O. 90克至每平方厘米O. 93克范圍內(nèi)的密度，并且由這種粘合劑樹脂制成的多孔管是柔性的且可彎成期望的構(gòu)造和輪廓。聚乙烯可以以具有大約40目(O. 185英寸)至O. 125英寸粒度的細(xì)?；蝾w粒的形式應(yīng)用?；旌衔锟梢园ㄖ亓堪俜直葹榇蠹s50%至80%的熱固性橡膠(例如，碎橡膠)和重量百分比為大約50%至20%的熱塑性粘合劑樹脂(例如，聚乙烯)，具體實(shí)施例為大約66%的橡膠顆粒和大約34%的聚乙烯粘合劑。根據(jù)所期望的多孔性、管的厚度、管的直徑和長度、浸濾溶液、礦石堆的組成和預(yù)期應(yīng)用的其它變量，可以使用其它顆粒尺寸和重量百分t匕。在由橡膠顆粒和聚乙烯粘合劑制成的浸濾管的一個(gè)實(shí)施例中，管具有在O. 0625英寸至
1.9375英寸范圍內(nèi)的壁厚度，其中O. 125英寸適于很多應(yīng)用場(chǎng)合。外徑可以在O. 25英寸至
2.O英寸的范圍內(nèi)，其中O. 84英寸是優(yōu)選的，并且壁厚度為O. 05英寸至O. 25英寸。典型地，熱固性顆粒和粘合劑在它們被引入到擠壓機(jī)之前均勻混合，或者可以通過單獨(dú)的組分料斗運(yùn)送到擠壓機(jī)。所述組分在擠壓機(jī)內(nèi)被混合和加熱并且通過例如具有連續(xù)螺旋提升刮片的單螺桿經(jīng)過擠壓機(jī)?；旌衔镆黄疬M(jìn)行熱處理，粘合劑被熱軟化，而碎橡膠顆粒保持為離散的單個(gè)未熔化的不規(guī)則狀碎顆粒。在擠壓機(jī)設(shè)備的混合作用期間，顆粒部分地被粘合劑包覆。多孔管可以根據(jù)其預(yù)期用途而形成各種尺寸。例如，管的內(nèi)徑可以在從大約O. 25英寸至I英寸的范圍內(nèi)，其中壁厚度為大約O. 03英寸至O. 5英寸?？蛇x地，多孔管呈現(xiàn)出使浸濾溶液沿著多孔管長度的運(yùn)送速率基本均勻一致，優(yōu)選地所述運(yùn)送率沿著100英尺多微孔壁的每兩英尺部段的變化不超過10%，更優(yōu)選地該變化不超過5%。在美國專利5，811，038,4, 958，770和5，811，164中的一個(gè)或多個(gè)中描述了一種適當(dāng)?shù)臄D壓設(shè)備，該擠壓設(shè)備用于制造根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的由碎橡膠顆粒和聚乙烯制成的多微孔浸濾管。在替代性實(shí)施例中，多孔浸濾管可以由諸如發(fā)泡聚合物的更為均勻一致的聚合物組分制成。在一個(gè)示例中，發(fā)泡聚合物是聚乙烯聚合物，所述聚乙烯聚合物適于既提供柔性又提供適當(dāng)?shù)亩辔⒖捉Y(jié)構(gòu)。小孔可以由發(fā)泡劑形成，所述發(fā)泡劑為化學(xué)制劑、熱制劑或者物理制劑。多孔柔性管可通過下述方式制成在所需的溫度和壓力條件下擠壓包含發(fā)泡劑的任何適當(dāng)?shù)乃苄圆牧?，迫使被加熱的塑性體通過適當(dāng)?shù)墓軤顢D壓噴口，以及使得發(fā)泡劑在塑性體離開噴口或擠壓模具時(shí)擴(kuò)展，從而引起塑性體的膨脹以及多孔、海綿狀結(jié)構(gòu)的形成。因此，很多種塑性材料可用于形成多微孔浸濾管。可以應(yīng)用諸如聚乙烯、聚酯樹月旨、柔性形式的尼龍、聚氨酯樹脂等的塑性材料。使用乙烯基塑料、尤其是塑化乙烯基氯化物聚合物的柔性配方可獲得管的柔性、機(jī)械強(qiáng)度、耐氣候性和抗腐蝕性的期望組合。在不使用塑化劑的前提下，柔性等級(jí)的聚乙烯和尼龍可以成形為適當(dāng)?shù)墓?。?dāng)乙烯基聚合物(和/或大多數(shù)其它可用的塑料)用于形成發(fā)泡的多孔管時(shí)，必須添加如先前所述的發(fā)泡劑。然而，在聚氨酯和其它材料的情況中，添加發(fā)泡劑不是必須的，通過在制造處理期間就地形成膨脹劑而獲得塑料的膨脹。在應(yīng)用發(fā)泡劑的情況下，可以使用很多不同材料。例如，有機(jī)發(fā)泡劑(諸如，二亞硝基對(duì)苯二酰胺)，或者無機(jī)發(fā)泡劑(諸如， 碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、或倍半碳酸銨)。通常以塑性體重量百分比的大約O. 5%至10%來使用發(fā)泡劑，確切數(shù)量由最終管中所期望的密度來限定，并且這進(jìn)而在一定程度上由所使用的塑化劑的量和塑料進(jìn)行控制。因此，本發(fā)明的設(shè)備包括長的管狀構(gòu)件，所述長的管狀構(gòu)件具有由多孔海綿狀結(jié)構(gòu)形式的塑料或橡膠材料制成的壁，所述多孔海綿狀結(jié)構(gòu)包含多樣的相互連接的不規(guī)則形狀的小孔，所述小孔的尺寸、分布和相互連接的程度使得水(浸濾溶液)在管中的壓力作用下將通過管緩慢地滲出并且在管的表面上散開，以便逐步且漸漸地浸泡掩埋管的礦石堆的毗鄰區(qū)域。通過提供多個(gè)其主軸與管的縱向軸線成銳角的細(xì)長小孔，與從滴灌管路發(fā)送器流出的水的集中的細(xì)流相比，外表面和小孔協(xié)作從而給予通過管分配的液體的擴(kuò)展的表面分布。在實(shí)施擠壓期間，與擠壓條件(例如，溫度、壓力和擠壓速度)相關(guān)地控制配料的數(shù)量和尺寸，以便在管中產(chǎn)生具有相互連接的小孔的海綿狀結(jié)構(gòu)的壁，所述相互連接的小孔的海綿狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生抵抗通過其中的浸濾溶液的任何高速流動(dòng)的高阻力，但是仍然使得大量溶液能夠在每單位時(shí)間內(nèi)通過。然后，將擠壓出的管切割成期望的長度，以便形成多孔浸濾管。適當(dāng)?shù)穆?lián)接裝置固定到管的一個(gè)端部(如在本領(lǐng)域中通常所作的)，以使得管能夠連接到處于壓力下的浸濾溶液源(例如供給管)。在一個(gè)實(shí)施例中，管的遠(yuǎn)端被蓋或類似件封閉，或者通過將管的壁熔接在一起而被封閉。在圖3中示意性示出的一個(gè)實(shí)施例中，形成采礦浸濾管20的多孔管21包含多樣的小孔22，所述多樣的小孔22的尺寸和形狀是不規(guī)則的，但貫穿管壁的整個(gè)體積分布。管中小孔22的尺寸、數(shù)量以及一定程度的形狀在第一實(shí)施例中可由熱固性顆粒和粘合劑的粒徑尺寸或者在第二實(shí)施例中由所應(yīng)用的聚合物組分和發(fā)泡劑的類型/數(shù)量來控制，并且還由擠壓管所用的條件(特別是擠壓速度)來控制。典型地，小孔是縱向細(xì)長的并且使它們的主軸布置成與管的縱向軸線成銳角，即，布置成使得細(xì)長小孔的主軸線不垂直于管壁行進(jìn)。管的外表面除了由小孔形成的開口以外可以是基本光滑的，或者所述管可以具有由褶皺或微小突出物所形成的粗糙表面。優(yōu)選地，內(nèi)表面是基本光滑的，從而對(duì)于浸濾溶液沿著延長的管長度傳送來說提供較低的阻力。
雖然管是相對(duì)柔性的，但是期望的是，當(dāng)沒有填充有溶液時(shí)，其不會(huì)塌陷。再者，所述管必須承受在掩埋期間重型設(shè)備的操縱以及堆放在管上的礦石重量。盡管可應(yīng)用更厚的壁，但是通過制造具有例如大約O. 05英寸至O. 5英寸的適當(dāng)厚度的管壁便可獲得這種抵抗塌陷的強(qiáng)度。通常，期望的是，不會(huì)使壁厚度小于大約O. I英寸，以便為管提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并且還獲得對(duì)通過管壁的液體的適當(dāng)控制。通常，盡管根據(jù)本發(fā)明可形成更小或更大的管尺寸，但是管可以具有大約O. 375英寸至I英寸的內(nèi)徑。如圖3所示，管20可形成有普通的環(huán)形橫截面，以用于優(yōu)化機(jī)械強(qiáng)度。然而，諸如橢圓形橫截面的其它橫截面形狀也是可能的。在管21的一個(gè)端部處需要聯(lián)接件或接頭配件30，以使得浸泡軟管可以連接到壓力水源?？蓱?yīng)用各種供應(yīng)源和聯(lián)接裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，直徑大約8英寸的管狀供應(yīng)管路將浸濾溶液供應(yīng)到多個(gè)多微孔浸濾管，所述多個(gè)多微孔浸濾管以規(guī)則間隔或不規(guī)則間隔從供應(yīng)管路分支出。供應(yīng)管路可例如是高密度聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)?？卓诳梢蚤g隔開地鉆通到供應(yīng)管路中，并且壓緊接頭配件被插入到每個(gè)孔口中，以用于附接多孔管分支。 在一個(gè)示例中，壓緊接頭配件30具有外螺紋前端部31，所述外螺紋前端部31被旋擰到供應(yīng)管路中或其它浸濾溶液源中的孔口中；螺母密封連接部。壓緊接頭配件的第二端部34具有帶倒刺的螺紋接套，所述帶倒刺的螺紋接套在多孔管21的近端部(輸入端部)25內(nèi)部滑動(dòng)，并且壓緊螺母32被旋擰，以便以不透液的連通方式將管夾緊在壓緊接頭配件上。為了保持水在管內(nèi)處于壓力下以迫使水通過小孔21，需要在管的遠(yuǎn)端部27處提供一些封閉件或塞帽40?？商娲?，這種封閉可通過在管上形成封閉的遠(yuǎn)側(cè)末端(例如，通過將管壁折疊在一起并且用線材纏繞以保持端部封閉)來實(shí)現(xiàn)?？商娲?，多孔管的遠(yuǎn)端部可以連接到另一個(gè)供應(yīng)管路，或者形成返回環(huán)路以連接到同一供應(yīng)管路；在這個(gè)實(shí)施例中，從兩個(gè)端部給多孔管加壓并且所述多孔管沒有封閉的遠(yuǎn)端部。圖4圖解了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中主要源或供給管52供應(yīng)了多根次級(jí)供給管50a、50b、50c，所述次級(jí)供給管50a、50b、50c以延長的間隔(例如，150英尺)從主供給管52分支出。在這個(gè)示例中，多個(gè)多孔的浸濾管55 (例如，每根的長度大約為150英尺)以例如2英尺的間隔從每個(gè)次級(jí)供給管50分支出。供給管52和50均由利用熱焊接的對(duì)接接頭由高密度聚乙烯(HDPE)制成，主供給管52具有例如12英寸的外徑(OD)，而次級(jí)供給管50均具有例如8英寸的外徑。多孔滲濾管55是由重量百分比為約66%的橡膠和重量百分比為約34%的低密度聚乙烯構(gòu)成的碎橡膠/聚乙烯合成物，并且具有5/8英寸的內(nèi)徑和O. 115英寸的壁厚度。供給管和分支的多孔浸濾管的相對(duì)內(nèi)徑，以及分支位置的相對(duì)長度和數(shù)量將根據(jù)具體應(yīng)用而變化。如在此所示出的，浸濾溶液可以被供應(yīng)到主干線(例如，外徑為12英寸)，然后，所述主干線分流并且供應(yīng)給多條次級(jí)供給管路，所述次級(jí)供給管路均具有較小的直徑(例如，外徑為8英寸)，以便沿著供應(yīng)管路的長度保持壓力。圖4在最顯著的位置處(由虛線54界定)示出了向下穿過礦石堆57的橫截面。從供給管50a延伸出的每根多孔浸濾管55均被掩埋在其分支位置附近(例如，在1-3英尺內(nèi))；在礦堆表面54下方的在位置56處不出了通過每根被掩埋的浸濾管55的橫截面。從多根浸濾管55沿著供給管50a的長度滲出的浸濾溶液58基本均勻一致地橫穿堆58浸濕礦石，如圖4的最顯著的位置中的均勻陰影所示出的。人們通常尋求避免多孔滲透管中的湍流，因此在多孔管開始滲漏之前利用較低的輸入壓力來對(duì)多孔管水力加壓。換言之，浸濾溶液從輸入端部(連接到運(yùn)送管)行進(jìn)到其終端，以便對(duì)多孔管中的浸濾溶液加壓。只要管保持加壓，則即使在沿著管的長度存在壓降的情況下，浸濾溶液沿著加壓多孔管的長度的滲漏仍然存在。例如，在大約10磅/平方英寸的浸濾溶液的輸入壓力的情況下，內(nèi)徑為5/8英寸的多孔管可以經(jīng)受每100英寸多孔管的2-3磅/平方英寸的壓降。在另一個(gè)示例中，在40磅/平方英寸至45磅/平方英寸的輸入壓力的情況下，壓降可以是每100英尺多孔管的8至12磅/平方英寸。在15磅/平方英寸的輸入壓力并且多孔管的長度為200英尺的情況下，壓力可以均勻地下降到在管終端處的3磅/平方英寸，但是仍然提供足夠的加壓，以便沿著管的長度實(shí)現(xiàn)(提供)均勻一致的滲透。通常，多孔管行進(jìn)得越長，所需的流量越低，即，使得浸濾溶液不會(huì)在管的初始部分處快速地滲出。通過示例的方式，對(duì)于長度為300英尺的多孔管而言，運(yùn)送速率可以是每100英尺每分鐘O. 5加侖。在長度為100英尺的更短的多孔管的情況下，運(yùn)送速率可以是每100英尺每分鐘I加侖。對(duì)于特定應(yīng)用，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以確定參數(shù)的適當(dāng)權(quán)衡。圖5是圖4的多孔管分支55中的一支在其進(jìn)入礦石堆(被掩埋在礦石堆下面)的地點(diǎn)附近處的近視特寫圖。浸濾溶液已經(jīng)滲出并且浸濕毗鄰管的區(qū)域中的礦石，并且礦石·顆粒和土壤(粘土)顯示出為粘附到管上。然而，不存在如在現(xiàn)有技術(shù)中的滴灌發(fā)送器中所遇到的集中滴灌、蓄積成池或溝道效應(yīng)。替代地，緩慢的滲透提供了橫穿堆地更為均勻一致的浸濕，以用于更為有效地從堆中浸濾出金屬。如本文中所使用的，浸濾出“金屬”意指包括浸濾出金屬化合物，例如，呈金屬氧化物形式的金屬，以及呈純金屬狀態(tài)的金屬。某些金屬僅僅以其氧化物形式存在于自然界中，并且在它們已經(jīng)從礦石中浸濾出/分離出之后，需要進(jìn)一步的精煉處理，以將它們還原為它們的純金屬狀態(tài)。雖然已經(jīng)示出并且描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是，顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下可以對(duì)所述本發(fā)明進(jìn)行很多修改。因此，本發(fā)明并不局限于前述描述。
權(quán)利要求
1.一種從米礦礦石的堆中浸濾出金屬的方法，所述方法包括 將浸濾管定位在所述堆的表面下方； 將浸濾溶液供應(yīng)到所述浸濾管的入口端部，以便利用所述浸濾溶液給所述浸濾管加壓；以及 所述浸濾管包括選定長度的柔性管狀的多微孔壁，當(dāng)所述浸濾溶液從被加壓的浸濾管的所述多微孔壁滲出時(shí)，所述多微孔壁提供了所述浸濾溶液沿著所述長度的基本上連續(xù)且恒定的運(yùn)送速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的小孔尺寸在從O.OOl英寸至O.004英寸的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的長度為至少100英尺。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的壁厚度為至少O.05英寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的內(nèi)徑為至少O.25英寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁包括橡膠或塑料材料的壁，所述多微孔壁具有多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)，所述多孔海綿狀結(jié)構(gòu)具有多樣的相互連接的不規(guī)則形狀的小孔，使得所述浸濾溶液在所述浸濾管中的壓力作用下以每分鐘每100英尺O. 5加侖至每分鐘每100英尺2. O加侖的速率通過所述多微孔壁滲出。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述滲濾溶液包括氰化鈉、氰化鉀或硫酸，并且包括pH緩沖劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述運(yùn)送速率為至少每分鐘每100英尺O.5加侖。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述運(yùn)送速率為至少每分鐘每英尺O.005加侖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述入口端部處，壓力為至少8磅/平方英尺。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，沿著所述長度的壓降為每100英尺10%-60%。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在將所述運(yùn)送速率保持在為至少每分鐘每100英尺O. 5加侖時(shí)，運(yùn)送所述浸濾溶液至少45天。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述金屬包括金、銅和鉻中的至少一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁包括熱固性聚合物顆粒和熱塑性粘合劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述熱固性聚合物顆粒包括橡膠顆粒。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述橡膠顆粒包括管重量的至少50%。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述熱塑性粘合劑包括乙烯聚合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述橡膠顆粒具有大約5目至200目的粒度。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中對(duì)于長度為100英尺的多微孔壁的每兩英尺部段來說，流體的運(yùn)送速率變化不大于10%。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁具有在從O.001英寸至O. 004英寸范圍內(nèi)的小孔尺寸；從O. 05英寸至O. 5英寸的壁厚度；從O. 25英寸至I英寸的內(nèi)徑；以及至少100英尺的長度。
21.一種用于從采礦礦石中浸濾出金屬的設(shè)備，所述設(shè)備包括多微孔浸濾管，所述多微孔浸濾管適于被掩埋在所述采礦礦石的堆的表面下方，所述多微孔浸濾管包括橡膠或塑料材料的柔性管狀的多微孔壁，所述多微孔壁具有多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，所述多孔海綿狀結(jié)構(gòu)具有多樣的相互連接的不規(guī)則形狀的小孔，使得浸濾溶液在所述浸濾管中的壓力作用下以每分鐘每100英尺O. 5加侖至每分鐘每100英尺2. O加侖的速率從所述多微孔壁滲出。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述多微孔壁的小孔尺寸在O.001英寸至O. 004英寸范圍內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述多微孔壁的長度為至少100英寸。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述多微孔壁具有至少O.05英寸的壁厚度。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述多微孔壁具有至少O.25英寸的內(nèi)徑。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述多微孔壁具有在O.001英寸至O. 004英寸范圍內(nèi)的小孔尺寸、從O. 05英寸至O. 5英寸的壁厚度 ’從O. 25英寸至I英寸的內(nèi)徑；以及至少100英尺的長度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從采礦礦石中浸濾出金屬的多孔浸濾管和方法。該多孔管可被掩埋在采出礦石的堆的表面下方，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的滴灌管路發(fā)生器所發(fā)生的，提供了浸濾溶液橫穿所述堆的更為均勻一致的分布，從而提高金屬產(chǎn)量，降低水消耗量以及消除溶液在堆頂部上的蓄積成池和匯集成池。
文檔編號(hào)C22B3/02GK102791891SQ201180013532
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者W·S·米切爾 申請(qǐng)人:德尼培股份有限公司