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揭秘深层金属矿开采新技术:原位流态化开采

发布时间:2024-02-29




当我们谈论地球的宝藏时,往往聚焦在那隐藏在千米甚至更深处的金属矿产资源。然而,深地开采的高难度与环境压力,对传统采矿模式构成了严峻挑战。如今,一种创新的开采技术—原位流态化开采,如同一把打开深地矿产宝库的“绿色钥匙”,正引领着我国乃至全球金属矿产资源开发步入智能化、环保化和高效化的新时代。



原位流态化开采技术是一种颠覆传统采矿观念的先进模式,它突破性地将地下金属矿产资源在原地转化为液态或流态介质,实现矿石开采、选矿、充填等环节一体化、管道化运作,彻底改变了以往的固体矿石开采方式。其优势体现在以下几个方面:

  • 深度扩展:突破千米深井限制,实现3000米以内资源的高效开采; 

  • 安全保障:井上遥控、井下无人,大幅度降低作业风险; 

  • 环保节能:废石、尾矿几乎零排放,选矿废水循环利用,践行绿色矿山理念; 

  • 简化流程:缩短矿石处理链条,降低能耗与设备投入,提高经济效益。


根据转化方式的不同,原位流态化开采可分为深层金属矿原位溶浸开采和采选充一体化两个方向:


  • 原位溶浸开采:这是一种从地表通过钻孔将特定溶液注入深层矿床,让溶液与矿石发生物理、化学反应,将目标金属元素溶解出来,然后通过另一组抽液孔将富含金属离子的溶液提取到地表进行提炼。原位溶浸开采技术尤其适用于低品位矿床,其安全、环保且经济的优势已在全球范围内得到验证,如在美国怀俄明州建成的世界首座原位溶浸采铀矿山,以及我国在稀土、铀矿领域的成功实践。





  • 采选充一体化:这是一种将采矿、选矿、充填紧密结合在一起的全新思路。在深层金属矿开采后,矿石在井下就被破碎、选矿,产生的精矿浆通过管道输送至地表,而尾矿则被制备成膏体就地充填至采空区。这一模式的推广,意味着减少了地表设施建设和土地占用,实现了“废石不出坑、尾矿不入库”,大大降低了运输成本和环境污染,如我国部分煤矿和铁矿已采用的膏体充填采矿法。





国际上,原位溶浸开采技术在铀矿开采中已颇具规模,据统计,2014年原位溶浸开采的铀矿产量占据全球总产量的半壁江山。而我国在原位溶浸技术方面的研究与应用也在逐步深化,特别是在东乡铜矿、中条山铜矿等地取得了阶段性成果。然而,面对2000米以下的深层金属矿床,原位溶浸开采技术仍需面对诸如高应力、高地温和复杂岩体结构等难题,需要在深地岩体力学行为、生物化学反应机理、流态转化过程调控等方面取得重大突破。


采选充一体化技术方面,尽管澳大利亚GEKKO公司的Python地下选矿集成平台等实例显示了该技术的良好应用前景,但在我国深地金属矿床的大规模推广中,还需解决硐室稳定性、智能装备优化、选矿工艺改进等关键技术问题,以适应千米深矿井特有的极端环境。





原位流态化开采技术的出现,为我们描绘了一个深地金属矿产资源绿色、智能、高效开采的美好愿景。随着科技的进步和科研团队的深入探索,未来我们将有望攻克深层原位溶浸开采的理论与实践难题,建立完善的深地生物流态化开采理论体系,研制适应极端环境的先进装备,实现深层金属矿产资源的全面、有序、可持续开发。


同时,我国矿业领域也将积极响应国家绿色发展战略,进一步推动原位流态化开采技术在金属矿产资源开发中的广泛应用,通过技术创新与产业升级,实现矿业经济与生态环境的和谐共生,为我国乃至全球矿业的可持续发展奠定坚实的基础。


您是如何看待原位流态化开采技术对我国深地金属矿产资源开发的意义与影响?在您心中,这项技术还有哪些亟待解决的难题或未来发展的可能性?欢迎您在评论区分享您的观点和想法,让我们共同探讨这一矿业技术的未来发展之路!




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