露天开采水力采矿法AqueousExtractionMethods.PDF

第七章 露天開採：水力採礦法 (Aqueous Extraction Methods) 7.1 方法分類 除了機械式採礦法外，另一次要的露天開採選擇方法為水力採礦法：依賴水 或溶態液劑藉水力或溶解作用將礦物由地表物質中回收。水力法的種類包括了最 古老以及最新進的採礦方式，但使用上不若機械開採廣泛 (不及露天採礦總量 10%) 。雖然水力採礦法的應用性有所限制，然而較低的相對作業成本(指出水力 法的相對成本僅為 5%或更低 ) ，致使它們仍受到青睞。 水力採礦可分為兩大類： 一、沖積採礦(Placer Mining) －目的在回收沖積礦床中之重礦物，並利用水力來 開挖、運搬及 或( 富集這些礦物。本採礦方式包括兩種方法：水沖採礦法) (Hydraulicking)及挖泥船法 (Dredging) 。 二、溶液採礦(Solution Mining) ：係利用水或溶劑將具溶解性的礦物由地表物質 中萃取出來。本採礦方式主要包括兩種方法：鑽孔萃取法 (Borehole Extraction)和浸漬法 (Leaching) 。 除應用性受限制外，上述四種方法各具獨立的開發作業及循環順序。本章節 就這四種採礦法的主要特性作探討，並簡扼地介紹在現今採礦上的限制。 7.2 沖積採礦 Placer Mining ：水沖採礦法Hydraulicking 沖積礦床為地質上具經濟價值之重礦物自然富集的堆積現象，較常見之礦物 為金、鑽石、錫(錫石，Cassiterite) 、鈦(金紅石，Rutile) 、鉑、鎢(鎢酸鈣，Scheelite) 、 鉻鐵礦、磁鐵礦及磷酸鹽可於似沖積礦床中發現( ) 等。沖積礦床依營力媒介可分 為河流(陸地碎屑) 、風力(Eolian) 、海流(Marine)及冰川等類；若依位置則可分為 殘留靜積，( Elluvial) 、台階(bench或山坡 (Hillside)) 、河流、海濱、埋藏(Buried) 及沙漠 (Desert) 等。以商業性而言，河流與海流依營力區分( )及河流與海濱 依位( 置區分 ) 等沖積礦床最為重要。 欲利用水力採礦之沖積礦床須具備下列條件： 1 1.礦經水壓作用 或機械加上水力作用( )後易於崩解 2.有充份之水量供應所需之水壓 3.足夠之空間供廢棄物堆置 4.經濟礦物具高度富集，可用簡便之採礦過程予以分離 5.若利用水沖法，則有平緩而自然的地形傾斜角度以利運搬礦物 6.水資源供應及捨石棄置皆能符合環保法規 沖積採礦中以水沖採礦法及挖泥船法兩者具有較高產量。水沖採礦法係利用 高壓之水柱直接底切似長堤狀的沖積礦床（如 圖7- 1) ，當長堤狀礦床崩解後， 這些已鬆動的物質礦物、砂及卵石( 部份與水形成泥漿而被沖至溜洗槽) (sluice， 地面修改或金屬、木料製成的長槽) ，利用重力作用運搬至間隔減樣器(Riffle Box) 或更細緻的富集設備。水沖採礦法係利用水經由水管及高壓水槍，直接噴至長堤 狀之沖積礦床。有種稱做 Intelligiant的水槍 (如 圖7- 2) ，採用彎曲狀水管之設計 方式，可抵消水之反作用力，因而不必將之固定。Intelligiant水槍在垂直方向能 0 0 擺動 120 ，水平方向則可旋轉360 。在操作上可將兩座或兩座以上之高壓噴嘴 置於接近長堤狀位置，但須保持一段安全距離，而水槍彼此間距離亦需考慮開挖 的區域能部份重疊且水柱與採掘面能保持特定角度。一般而言，堆積層之高度約 為 15-50 英呎(5-15 公尺) ，但有時可達150-200 英呎，水槍之設計條件如下： 噴嘴直徑 1.5-6 in 水壓 100-450 ft或 45-200 lb/in2 水量 500-4000 gal/min(0.15 m/sec) 水流噴出速度 砂： 30 ft/m