专利名称：用于从矿石中浸滤出金属的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从采矿矿石堆中浸滤出金属的方法和设备，所述方法和设备将浸滤溶液更为均匀一致地运送横穿堆，从而增加金属产量，降低水损耗量以及减小环境问题。
背景技术：
铜、金和其它开采出的矿石被炸成或者粉碎成小块，并且被直接放置成大堆，在所述大堆处，矿石可用施加到所述堆上的浸滤溶液(例如，氰化钠(NaCN)、氰化钾(KCN)、或者硫酸(H2SO4))进行灌溉。浸滤溶液渗透通过所述堆，与诸如金或铜的金属颗粒结合，然后，浸滤溶液被捕获(例如，被在所述堆底部处的不可渗透的塑料或粘土衬里的浸滤垫捕获)，并且将金属颗粒处理成纯金属。通过堆的浸滤处理通常花费几周时间。一旦移出金属，就
使浸滤溶液再循环并且再次用于所述堆上，以便浸滤出更多金属。在过去，大型灌溉喷洒器已经用于将浸滤溶液传送到堆。由于利用这种方法耗损极大量的水(例如，蒸发和流失)，所以现在很少看到这种实际应用。更为传统地，使用滴灌装置(S卩，带有滴灌发送器的无孔管，该滴灌发送器以隔开的间隔(最通常地，28英寸的间隔)模制到无孔管中)将浸滤溶液运送到堆，灌溉系统铺设成横穿堆的表面。基于滴灌发送器的沿着管路的流动特性和周期性布置，所述滴灌发送器在矿石中引起称为沟道效应(channeling)的现象。随着时间推移在一个地点滴灌大量溶液的位置处发生沟道效应。所述地点快速浸透，溶液然后开出沟道而流成一股相对细的流，从而当浸滤溶液找到最小阻力的路径时快速地顺流而下通过堆而抵达堆底部。沟道效应导致浸滤溶液在堆中的分布非常不均匀，其中一些区域非常湿而其它区域干。金和铜仅从与浸滤溶液直接且广泛接触的矿石中浸滤出，并且因此，在使用滴灌发送器的堆中，在沟道之间存在没有得到充分的浸滤和金属移出的区域。更进一步地，因为滴灌装置将浸滤溶液施加到堆表面，并且因为大量溶液被滴灌到选定地点上，所以滴灌发送器导致浸滤溶液在矿石堆的顶表面上蓄积成池和汇集成池。氰化钠和硫酸都能够对野生动植物具有毒性。在各种管辖区域中，由于表面滴灌装置对环境所造成的负面影响，所以对掩埋所有浸滤管路有很大推动。虽然掩埋滴灌装置是可能的，但是，当被掩埋的发送器趋于堵塞时，将降低浸滤工艺的效率并且大大增加保持所述发送器运转所需的劳动量。图I图解了将标准滴灌管路发送器掩埋在堆的表面下方所遇到的问题。图I是浸滤堆5的示意性剖视图，示出了将滴灌管路7掩埋在堆的顶表面6下方6英寸至18英寸处。发送器8以横截面示出，所述发送器8布置成每28英寸横穿堆的一部段。为便于图解，仅仅示出了堆的一小部段，应当理解的是，典型的堆的范围可以从300英尺乘300英尺的横截面积增大直到1000英尺乘1000英尺的横截面积，其中，起始高度为40英尺，随着时间推移增加到1000英尺或更高。因此，这些矿石堆确实巨大，并且在理解本发明所提出的问题时必须考虑到它们非常大的规模。
在图I的左手侧，标准的滴灌管路7被示出为掩埋在浸滤堆的表面的下方，该浸滤堆具有相对低的粘土含量(即，与高粘土含量的堆相比，被压实的程度低)。尽管浸滤溶液9可快速地浸透每一个单独发送器8下方的区域,从而跨越(spanning out)处理,但是在发送器之间仍然存在浸滤溶液量不足的很大区域，从而降低处理效率。更进一步地，当掩埋浸滤发送器时，发送器被矿石颗粒、砂或泥土快速堵塞，从而进一步降低浸滤处理的效率，并且大大增加了保持所述浸滤发送器运转所需的劳动量。在图I的右手侧，标准的滴灌管路7被示出为掩埋在具有高粘土含量的浸滤堆的表面下方，或者通过其他方式被 压实。此时，存在甚至更大的问题。由于堆的高密度，堆没有快速地吸收溶液的点源运送，并且因此溶液沿着滴灌管路7流动、聚集并且上升到堆的表面6，从而形成积水池9 ;所述溶液还从堆的侧部11排出。浸滤溶液在表面上蓄积成池导致了蒸发损失并且会对野生动植物造成潜在伤害。由于掩埋的滴灌管路所存在的这些多重问题，因此绝大数使用者继续将滴灌管路发送器铺设在堆的顶表面上。这不仅较容易而且较便宜，从而避免掩埋滴灌管路的费用、避免发送器由于将其掩埋在矿石下方的处理而被压碎或损坏，以及降低了发送器被矿石堆中的颗粒堵塞的可能性。一直需要改进现有方法，以用于以高效且有经济效益的方式将浸滤溶液运送到采矿矿石堆。尽管存在这种长期迫切的需要，在过去几十年中工艺方面的改变仍很小。
发明内容
根据本发明，提供了一种新型的采矿浸滤管，所述浸滤管设计成在例如150英尺至300英尺范围内的延伸距离上以受控速率(例如，每分钟每100英尺I加仑)均匀地运送浸滤溶液。管道设计成被掩埋在浸滤堆表面的下方，以便在避免发生与现有技术的蓄积成池/汇集成池有关的沟道效应和环境问题的同时获得明显较高的金属产量。更进一步地，由于在这种多孔管的整个长度上设置沟道迷宫，因此显著降低了堵塞率。因此，本发明提供了以下优势中的一个或多个·在管道长时间运行中有均匀一致的泄漏；·抗压壁允许使用重型设备来机械安装管，并且允许管在没有被压碎的情况下掩埋在岩石/矿石中；·因为掩埋浸滤管显著降低了与现有技术的蓄积成池/汇集成池相关的蒸发量，所以与表面滴灌发送器相比大大降低了水损耗量和流失量；·由于通过新型的多孔浸滤管对堆的浸湿更加均匀一致，所以从浸滤溶液中获得较高的金属产量；·消除了与根据现有技术的浸滤溶液的蓄积成池/汇集成池有关的环境危害。根据本发明的一个实施例，提供了一种从采矿矿石堆中浸滤出金属的方法，所述方法包括将浸滤管定位在堆表面的下方；将浸滤溶液供应到管的入口端部，以便用浸滤溶液给管加压；以及浸滤管包括选定长度的柔性管状的多微孔壁，从而所述多微孔壁在浸滤溶液通过被加压的管的多微孔壁渗出时提供了浸滤溶液沿所述长度的基本上连续且恒定的运送速率。根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于从采矿矿石中浸滤出金属的设备，所述设备包括多微孔浸滤管，所述多微孔浸滤管适于被掩埋在采矿矿石堆表面的下方，多微孔浸滤管包括橡胶或塑料材料的柔性管状多微孔壁，所述柔性管状多微孔壁具有多孔海绵状结构，所述多孔海绵状结构带有多样的相互连接的不规则形状的小孔，使得浸滤溶液在管中的压力作用下以从每分钟每100英尺O. 5加仑至每分钟每100英尺2. O加仑的速率通过壁渗出。在一个实施例中，多微孔壁的小孔尺寸在从O. 001英寸至O. 004英寸范围内。在一个或多个实施例中，多微孔壁的长度为至少100英尺、从100英尺至300英尺、或者从300英尺至600英尺。在一个或多个实施例中，多微孔壁的壁厚度为至少O. 05英寸、从O. 05英寸至O. 5英寸、或者从O. I英寸至I英寸。 在一个或多个实施例中，多微孔壁的内径为至少O. 25英寸，从O. 25英寸至I英寸、或者从O. 5英寸至O. 75英寸。在一个实施例中，多微孔壁包括橡胶或塑料材料的壁，所述橡胶或塑料材料的壁具有多孔海绵状结构，所述多孔海绵状结构具有多样的相互连接的不规则形状的小孔，使得浸滤溶液在管中的压力作用下将以每分钟每100英尺O. 5加仑至每分钟每100英尺2. O加仑的速率通过壁渗出。在一个实施例中，浸滤溶液包括氰化钠、氰化钾或者硫酸，可选地包括pH缓冲剂(例如，盐、腐蚀性金属碱，诸如氢氧化钠)。在一个或多个实施例中，运送速率为至少每分钟每100英尺O. 5加仑，从每分钟每100英尺O. 5加仑至每分钟每100英尺2. O加仑、从每分钟每100英尺O. 8加仑至每分钟每100英尺I. 5加仑、或者从每分钟每100英尺O. 9加仑至每分钟每100英尺I. I加仑。在一个或多个实施例中，运送速率为至少每分钟每英尺O. 005加仑、从每分钟每英尺O. 005加仑至每分钟每英尺O. 02加仑、或者从每分钟每英尺O. 008加仑至每分钟每英尺O. 015加仑。在一个或多个实施例中，在浸滤管的入口端部处，压力为至少8磅/平方英寸(psi)、至少为10磅/平方英寸,从15镑/平方英寸至80磅/平方英寸或者从20磅/平方英寸至50磅/平方英寸。在一个或多个实施例中，沿着浸滤管的长度的压降为从每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。在一个或多个实施例中，在保持至少每分钟每100英尺O. 5加仑的运送速率时，运送浸滤溶液至少45天。在一个或多个实施例中，其中，金属包含金、铜和铬中的至少一种。在一个或多个实施例中，壁包括热固性聚合物颗粒和热塑性粘合剂。在一个或多个实施例中，颗粒包括橡胶、天然或合成橡胶、再生橡胶、或硫化的碎橡胶。在一个或多个实施例中，橡胶颗粒包括管道重量的至少50%、从50%至80%、或者从60% 至 70%。
在一个或多个实施例中，粘合剂包括乙烯聚合物、聚乙烯、或低密度聚乙烯。在一个或多个实施例中，橡胶颗粒的粒度为大约5目至200目、大约10目至100目、或者大约30目至50目。在一个或多个实施例中，100英尺多微孔壁长度的每两英尺部段的流体运送速率的变化不大于10%，或者100英尺多微孔壁长度的每两英尺部段的流体运送速率的变化不大于5%。在一个或多个实施例中，多微孔壁具有在从O. 001英寸至O. 004英寸范围内的小孔尺寸 ，从O. 05英寸至O. 5英寸的壁厚度；从0. 25英寸至I英寸的内径；以及至少100英寸的长度。
图I示意性图解了现有技术的滴灌管路发送器，以及在所述滴灌管路发送器掩埋在堆表面的下方的情况下与所述滴灌管路发送器相关的问题；图2示意性图解了本发明的多孔浸滤管的一个实施例，该多孔浸滤管显示为被掩埋在采矿矿石堆的表面下方，图解了运送处理的显著较大的分布和效率；图3是根据本发明的一个实施例的采矿浸滤管的一部段的纵向横截面示意图，图解了多微孔壁结构、输入端部处的联接件和在远端部处的塞子；图4以局部横截面示意性图解了本发明的一个实施例，显示出采矿矿石堆表面上的主要运送管管路和次要运送管管路，和以横穿堆的周期性间隔(例如，2英尺至3英尺的间隔)从次要运送管分支出的多微孔浸滤管的各部段，多孔管被掩埋在堆表面的下方；以及图5图解了图4的多微孔浸滤管在掩埋点处的部段，示出了浸滤溶液如何通过管渗出并且在管周围浸湿矿石。
具体实施例方式图2是本发明的一个实施例在使用时的示意性图示，示出了掩埋在采矿矿石堆15的表面16下方(例如，6英寸至18英寸)的多孔采矿浸滤管20。如将在下文进一步描述的，多孔管提供沿着管的长度均匀一致且缓慢的浸滤溶液19分配。与现有技术的滴灌管路发送器的滴灌作用相比，浸滤溶液通过多微孔壁渗出并且浸湿管的外表面。渗出作用更加有效地浸泡采矿矿石堆中的相邻泥土，从而避免蓄积成池并且增加了堆中在一段延长的时期内与浸滤溶液相接触(被浸滤溶液浸湿)的矿石的比例一有效且大量的浸滤处理的必要组成部分。管设计成承受掩埋处理，以及承受堆放在堆顶部上的矿石的重量。更进一步地，在被掩埋时，管的多微孔结构抗堵塞，从而使得与现有技术的滴灌发送器相比能够更加有经济效益地且更长时间地使用管。在一个实施例中，采矿浸滤管设计成基本均匀一致地横穿150英尺至300英尺之间的距离以大约每分钟每100英尺I加仑的受控运送速率均匀地漏出水(浸滤溶液)。多孔管具有抗压性，其中优选的壁厚度在O. 05英寸至O. 5英寸的范围内。内径可在O. 25英寸至I英寸的范围内。长距离均匀一致的运送和缓慢渗漏的组合允许浸滤管实现从堆中获得显著更高的金属产量，避免沟道效应，同时还消除了因蓄积成池/汇集成池而造成的环境问题和水损耗/蒸发问题。再者，通过在管道的整个长度上保持连续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英寸的范围内)，显著降低了堵塞率。多孔采矿管具有贯穿其长度的通道迷宫，已经发现所述通道迷宫避免了现有技术的发送器的不利的堵塞作用(例如，由于浸滤溶液中的PH缓释剂，例如氢氧化钾、和/或由于泥土 /矿石自身，例如碳酸钙)。在一个实施例中，多孔管包括热固性聚合物颗粒和热塑性粘合剂，所述热塑性粘合剂用于将颗粒粘合成具有实质性体积的空隙空间(微多孔通道)的复杂结构。管可以由可挤压的混合物形成，在所述可挤压的混合物中，主要部分包括热固性聚合物颗粒，而次要部分则包括热塑性粘合剂。不再需要其它成分；然而可 能期望基于工艺参数包括少量平滑剂或者润滑剂。适当的热固性聚合物颗粒的示例包括天然橡胶或合成橡胶。由车辆轮胎的胎面部分所再生利用的硫化碎橡胶易于获得并且是主要组分的廉价来源。橡胶可被研磨成碎屑状颗粒，所述颗粒的粒度为大约5目至200目，更为具体地为大约10目至100目，并且进一步更为具体地为大约30目至50目。粘合剂组分可以是诸如聚乙烯(PE)的热塑性树脂材料，并且更为具体地为能够在大约300 T (华氏度)以下热软化的线性低密度聚乙烯树脂，以用于在挤出机模具中利用碎橡胶颗粒进行挤压处理，所述挤压处理在从大约350 T至365 ° 范围内的温度下操作。可以使用其它粘合剂，然而聚乙烯是优选的，原因在于所述聚乙烯在长期使用期间在岩石和泥土环境中通常不发生反应，并且与可以使用在浸滤溶液中的各种化学制剂不发生反应。已知线性低密度聚乙烯具有在从大约每平方厘米O. 90克至每平方厘米O. 93克范围内的密度，并且由这种粘合剂树脂制成的多孔管是柔性的且可弯成期望的构造和轮廓。聚乙烯可以以具有大约40目(O. 185英寸)至O. 125英寸粒度的细粒或颗粒的形式应用。混合物可以包括重量百分比为大约50%至80%的热固性橡胶(例如，碎橡胶)和重量百分比为大约50%至20%的热塑性粘合剂树脂(例如，聚乙烯)，具体实施例为大约66%的橡胶颗粒和大约34%的聚乙烯粘合剂。根据所期望的多孔性、管的厚度、管的直径和长度、浸滤溶液、矿石堆的组成和预期应用的其它变量，可以使用其它颗粒尺寸和重量百分t匕。在由橡胶颗粒和聚乙烯粘合剂制成的浸滤管的一个实施例中，管具有在O. 0625英寸至
1.9375英寸范围内的壁厚度，其中O. 125英寸适于很多应用场合。外径可以在O. 25英寸至
2.O英寸的范围内，其中O. 84英寸是优选的，并且壁厚度为O. 05英寸至O. 25英寸。典型地，热固性颗粒和粘合剂在它们被引入到挤压机之前均匀混合，或者可以通过单独的组分料斗运送到挤压机。所述组分在挤压机内被混合和加热并且通过例如具有连续螺旋提升刮片的单螺杆经过挤压机。混合物一起进行热处理，粘合剂被热软化，而碎橡胶颗粒保持为离散的单个未熔化的不规则状碎颗粒。在挤压机设备的混合作用期间，颗粒部分地被粘合剂包覆。多孔管可以根据其预期用途而形成各种尺寸。例如，管的内径可以在从大约O. 25英寸至I英寸的范围内，其中壁厚度为大约O. 03英寸至O. 5英寸。可选地，多孔管呈现出使浸滤溶液沿着多孔管长度的运送速率基本均匀一致，优选地所述运送率沿着100英尺多微孔壁的每两英尺部段的变化不超过10%，更优选地该变化不超过5%。在美国专利5，811，038,4, 958，770和5，811，164中的一个或多个中描述了一种适当的挤压设备，该挤压设备用于制造根据本发明一个实施例的由碎橡胶颗粒和聚乙烯制成的多微孔浸滤管。在替代性实施例中，多孔浸滤管可以由诸如发泡聚合物的更为均匀一致的聚合物组分制成。在一个示例中，发泡聚合物是聚乙烯聚合物，所述聚乙烯聚合物适于既提供柔性又提供适当的多微孔结构。小孔可以由发泡剂形成，所述发泡剂为化学制剂、热制剂或者物理制剂。多孔柔性管可通过下述方式制成在所需的温度和压力条件下挤压包含发泡剂的任何适当的塑性材料，迫使被加热的塑性体通过适当的管状挤压喷口，以及使得发泡剂在塑性体离开喷口或挤压模具时扩展，从而引起塑性体的膨胀以及多孔、海绵状结构的形成。因此，很多种塑性材料可用于形成多微孔浸滤管。可以应用诸如聚乙烯、聚酯树月旨、柔性形式的尼龙、聚氨酯树脂等的塑性材料。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获得管的柔性、机械强度、耐气候性和抗腐蚀性的期望组合。在不使用塑化剂的前提下，柔性等级的聚乙烯和尼龙可以成形为适当的管。当乙烯基聚合物(和/或大多数其它可用的塑料)用于形成发泡的多孔管时，必须添加如先前所述的发泡剂。然而，在聚氨酯和其它材料的情况中，添加发泡剂不是必须的，通过在制造处理期间就地形成膨胀剂而获得塑料的膨胀。在应用发泡剂的情况下，可以使用很多不同材料。例如，有机发泡剂(诸如，二亚硝基对苯二酰胺)，或者无机发泡剂(诸如， 碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、或倍半碳酸铵)。通常以塑性体重量百分比的大约O. 5%至10%来使用发泡剂，确切数量由最终管中所期望的密度来限定，并且这进而在一定程度上由所使用的塑化剂的量和塑料进行控制。因此，本发明的设备包括长的管状构件，所述长的管状构件具有由多孔海绵状结构形式的塑料或橡胶材料制成的壁，所述多孔海绵状结构包含多样的相互连接的不规则形状的小孔，所述小孔的尺寸、分布和相互连接的程度使得水(浸滤溶液)在管中的压力作用下将通过管缓慢地渗出并且在管的表面上散开，以便逐步且渐渐地浸泡掩埋管的矿石堆的毗邻区域。通过提供多个其主轴与管的纵向轴线成锐角的细长小孔，与从滴灌管路发送器流出的水的集中的细流相比，外表面和小孔协作从而给予通过管分配的液体的扩展的表面分布。在实施挤压期间，与挤压条件(例如，温度、压力和挤压速度)相关地控制配料的数量和尺寸，以便在管中产生具有相互连接的小孔的海绵状结构的壁，所述相互连接的小孔的海绵状结构产生抵抗通过其中的浸滤溶液的任何高速流动的高阻力，但是仍然使得大量溶液能够在每单位时间内通过。然后，将挤压出的管切割成期望的长度，以便形成多孔浸滤管。适当的联接装置固定到管的一个端部(如在本领域中通常所作的)，以使得管能够连接到处于压力下的浸滤溶液源(例如供给管)。在一个实施例中，管的远端被盖或类似件封闭，或者通过将管的壁熔接在一起而被封闭。在图3中示意性示出的一个实施例中，形成采矿浸滤管20的多孔管21包含多样的小孔22，所述多样的小孔22的尺寸和形状是不规则的，但贯穿管壁的整个体积分布。管中小孔22的尺寸、数量以及一定程度的形状在第一实施例中可由热固性颗粒和粘合剂的粒径尺寸或者在第二实施例中由所应用的聚合物组分和发泡剂的类型/数量来控制，并且还由挤压管所用的条件(特别是挤压速度)来控制。典型地，小孔是纵向细长的并且使它们的主轴布置成与管的纵向轴线成锐角，即，布置成使得细长小孔的主轴线不垂直于管壁行进。管的外表面除了由小孔形成的开口以外可以是基本光滑的，或者所述管可以具有由褶皱或微小突出物所形成的粗糙表面。优选地，内表面是基本光滑的，从而对于浸滤溶液沿着延长的管长度传送来说提供较低的阻力。
虽然管是相对柔性的，但是期望的是，当没有填充有溶液时，其不会塌陷。再者，所述管必须承受在掩埋期间重型设备的操纵以及堆放在管上的矿石重量。尽管可应用更厚的壁，但是通过制造具有例如大约O. 05英寸至O. 5英寸的适当厚度的管壁便可获得这种抵抗塌陷的强度。通常，期望的是，不会使壁厚度小于大约O. I英寸，以便为管提供足够的机械强度，并且还获得对通过管壁的液体的适当控制。通常，尽管根据本发明可形成更小或更大的管尺寸，但是管可以具有大约O. 375英寸至I英寸的内径。如图3所示，管20可形成有普通的环形横截面，以用于优化机械强度。然而，诸如椭圆形横截面的其它横截面形状也是可能的。在管21的一个端部处需要联接件或接头配件30，以使得浸泡软管可以连接到压力水源。可应用各种供应源和联接装置。在一个实施例中，直径大约8英寸的管状供应管路将浸滤溶液供应到多个多微孔浸滤管，所述多个多微孔浸滤管以规则间隔或不规则间隔从供应管路分支出。供应管路可例如是高密度聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)。孔口可以间隔开地钻通到供应管路中，并且压紧接头配件被插入到每个孔口中，以用于附接多孔管分支。 在一个示例中，压紧接头配件30具有外螺纹前端部31，所述外螺纹前端部31被旋拧到供应管路中或其它浸滤溶液源中的孔口中；螺母密封连接部。压紧接头配件的第二端部34具有带倒刺的螺纹接套，所述带倒刺的螺纹接套在多孔管21的近端部(输入端部)25内部滑动，并且压紧螺母32被旋拧，以便以不透液的连通方式将管夹紧在压紧接头配件上。为了保持水在管内处于压力下以迫使水通过小孔21，需要在管的远端部27处提供一些封闭件或塞帽40。可替代地，这种封闭可通过在管上形成封闭的远侧末端(例如，通过将管壁折叠在一起并且用线材缠绕以保持端部封闭)来实现。可替代地，多孔管的远端部可以连接到另一个供应管路，或者形成返回环路以连接到同一供应管路；在这个实施例中，从两个端部给多孔管加压并且所述多孔管没有封闭的远端部。图4图解了本发明的一个实施例，其中主要源或供给管52供应了多根次级供给管50a、50b、50c，所述次级供给管50a、50b、50c以延长的间隔(例如，150英尺)从主供给管52分支出。在这个示例中，多个多孔的浸滤管55 (例如，每根的长度大约为150英尺)以例如2英尺的间隔从每个次级供给管50分支出。供给管52和50均由利用热焊接的对接接头由高密度聚乙烯(HDPE)制成，主供给管52具有例如12英寸的外径(OD)，而次级供给管50均具有例如8英寸的外径。多孔渗滤管55是由重量百分比为约66%的橡胶和重量百分比为约34%的低密度聚乙烯构成的碎橡胶/聚乙烯合成物，并且具有5/8英寸的内径和O. 115英寸的壁厚度。供给管和分支的多孔浸滤管的相对内径，以及分支位置的相对长度和数量将根据具体应用而变化。如在此所示出的，浸滤溶液可以被供应到主干线(例如，外径为12英寸)，然后，所述主干线分流并且供应给多条次级供给管路，所述次级供给管路均具有较小的直径(例如，外径为8英寸)，以便沿着供应管路的长度保持压力。图4在最显著的位置处(由虚线54界定)示出了向下穿过矿石堆57的横截面。从供给管50a延伸出的每根多孔浸滤管55均被掩埋在其分支位置附近(例如，在1-3英尺内)；在矿堆表面54下方的在位置56处不出了通过每根被掩埋的浸滤管55的横截面。从多根浸滤管55沿着供给管50a的长度渗出的浸滤溶液58基本均匀一致地横穿堆58浸湿矿石，如图4的最显著的位置中的均匀阴影所示出的。人们通常寻求避免多孔渗透管中的湍流，因此在多孔管开始渗漏之前利用较低的输入压力来对多孔管水力加压。换言之，浸滤溶液从输入端部(连接到运送管)行进到其终端，以便对多孔管中的浸滤溶液加压。只要管保持加压，则即使在沿着管的长度存在压降的情况下，浸滤溶液沿着加压多孔管的长度的渗漏仍然存在。例如，在大约10磅/平方英寸的浸滤溶液的输入压力的情况下，内径为5/8英寸的多孔管可以经受每100英寸多孔管的2-3磅/平方英寸的压降。在另一个示例中，在40磅/平方英寸至45磅/平方英寸的输入压力的情况下，压降可以是每100英尺多孔管的8至12磅/平方英寸。在15磅/平方英寸的输入压力并且多孔管的长度为200英尺的情况下，压力可以均匀地下降到在管终端处的3磅/平方英寸，但是仍然提供足够的加压，以便沿着管的长度实现(提供)均匀一致的渗透。通常，多孔管行进得越长，所需的流量越低，即，使得浸滤溶液不会在管的初始部分处快速地渗出。通过示例的方式，对于长度为300英尺的多孔管而言，运送速率可以是每100英尺每分钟O. 5加仑。在长度为100英尺的更短的多孔管的情况下，运送速率可以是每100英尺每分钟I加仑。对于特定应用，本领域中的技术人员可以确定参数的适当权衡。图5是图4的多孔管分支55中的一支在其进入矿石堆(被掩埋在矿石堆下面)的地点附近处的近视特写图。浸滤溶液已经渗出并且浸湿毗邻管的区域中的矿石，并且矿石·颗粒和土壤(粘土)显示出为粘附到管上。然而，不存在如在现有技术中的滴灌发送器中所遇到的集中滴灌、蓄积成池或沟道效应。替代地，缓慢的渗透提供了横穿堆地更为均匀一致的浸湿，以用于更为有效地从堆中浸滤出金属。如本文中所使用的，浸滤出“金属”意指包括浸滤出金属化合物，例如，呈金属氧化物形式的金属，以及呈纯金属状态的金属。某些金属仅仅以其氧化物形式存在于自然界中，并且在它们已经从矿石中浸滤出/分离出之后，需要进一步的精炼处理，以将它们还原为它们的纯金属状态。虽然已经示出并且描述了本发明的具体实施例，但是，显而易见的是，在不偏离本发明的范围的前提下可以对所述本发明进行很多修改。因此，本发明并不局限于前述描述。
权利要求
1.一种从米矿矿石的堆中浸滤出金属的方法，所述方法包括 将浸滤管定位在所述堆的表面下方； 将浸滤溶液供应到所述浸滤管的入口端部，以便利用所述浸滤溶液给所述浸滤管加压；以及 所述浸滤管包括选定长度的柔性管状的多微孔壁，当所述浸滤溶液从被加压的浸滤管的所述多微孔壁渗出时，所述多微孔壁提供了所述浸滤溶液沿着所述长度的基本上连续且恒定的运送速率。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的小孔尺寸在从O.OOl英寸至O.004英寸的范围内。
3.根据权利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的长度为至少100英尺。
4.根据权利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的壁厚度为至少O.05英寸。
5.根据权利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁的内径为至少O.25英寸。
6.根据权利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁包括橡胶或塑料材料的壁，所述多微孔壁具有多孔的海绵状结构，所述多孔海绵状结构具有多样的相互连接的不规则形状的小孔，使得所述浸滤溶液在所述浸滤管中的压力作用下以每分钟每100英尺O. 5加仑至每分钟每100英尺2. O加仑的速率通过所述多微孔壁渗出。
7.根据权利要求I所述的方法，其中，所述渗滤溶液包括氰化钠、氰化钾或硫酸，并且包括pH缓冲剂。
8.根据权利要求I所述的方法，其中，所述运送速率为至少每分钟每100英尺O.5加仑。
9.根据权利要求I所述的方法，其中，所述运送速率为至少每分钟每英尺O.005加仑。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述入口端部处，压力为至少8磅/平方英尺。
11.根据权利要求I所述的方法，其中，沿着所述长度的压降为每100英尺10%-60%。
12.根据权利要求I所述的方法，其中，在将所述运送速率保持在为至少每分钟每100英尺O. 5加仑时，运送所述浸滤溶液至少45天。
13.根据权利要求I所述的方法，其中，所述金属包括金、铜和铬中的至少一种。
14.根据权利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁包括热固性聚合物颗粒和热塑性粘合剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述热固性聚合物颗粒包括橡胶颗粒。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述橡胶颗粒包括管重量的至少50%。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述热塑性粘合剂包括乙烯聚合物。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述橡胶颗粒具有大约5目至200目的粒度。
19.根据权利要求I所述的方法，其中对于长度为100英尺的多微孔壁的每两英尺部段来说，流体的运送速率变化不大于10%。
20.根据权利要求I所述的方法，其中，所述多微孔壁具有在从O.001英寸至O. 004英寸范围内的小孔尺寸；从O. 05英寸至O. 5英寸的壁厚度；从O. 25英寸至I英寸的内径；以及至少100英尺的长度。
21.一种用于从采矿矿石中浸滤出金属的设备，所述设备包括多微孔浸滤管，所述多微孔浸滤管适于被掩埋在所述采矿矿石的堆的表面下方，所述多微孔浸滤管包括橡胶或塑料材料的柔性管状的多微孔壁，所述多微孔壁具有多孔海绵状结构，所述多孔海绵状结构具有多样的相互连接的不规则形状的小孔，使得浸滤溶液在所述浸滤管中的压力作用下以每分钟每100英尺O. 5加仑至每分钟每100英尺2. O加仑的速率从所述多微孔壁渗出。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述多微孔壁的小孔尺寸在O.001英寸至O. 004英寸范围内。
23.根据权利要求21所述的设备，其中，所述多微孔壁的长度为至少100英寸。
24.根据权利要求21所述的设备，其中，所述多微孔壁具有至少O.05英寸的壁厚度。
25.根据权利要求21所述的设备，其中，所述多微孔壁具有至少O.25英寸的内径。
26.根据权利要求21所述的设备，其中，所述多微孔壁具有在O.001英寸至O. 004英寸范围内的小孔尺寸、从O. 05英寸至O. 5英寸的壁厚度 ’从O. 25英寸至I英寸的内径；以及至少100英尺的长度。
全文摘要
本发明公开了一种从采矿矿石中浸滤出金属的多孔浸滤管和方法。该多孔管可被掩埋在采出矿石的堆的表面下方，相对于现有技术的滴灌管路发生器所发生的，提供了浸滤溶液横穿所述堆的更为均匀一致的分布，从而提高金属产量，降低水消耗量以及消除溶液在堆顶部上的蓄积成池和汇集成池。
文档编号C22B3/02GK102791891SQ201180013532
公开日2012年11月21日 申请日期2011年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者W·S·米切尔 申请人:德尼培股份有限公司