Mô hình đống ủ là phƣơng pháp lâu đời nhất đƣợc áp dụng trong công nghiệp tuyển khoáng sinh học. Kích cỡ đống ủ có thể thay đổi đáng kể và khối lƣợng quặng có thể lên tới vài trăm nghìn tấn. Trên đỉnh của bãi ủ có hệ thông tƣới nƣớc liên tục đảm bảo dịch chiết luôn đƣợc lƣu thông trong đống ủ (Hình1.12).
Hình 1. 12. Sơ đồ quy trình công nghệ của phƣơng pháp hòa tách quặng sinh học theo mô
hình đống ủ (Nguồn:http://www.mining.com)
Dịch tuyển quặng có thể là nƣớc axit, dung dịch Fe2(SO4)3 từ hệ thống tách chiết của quá trình tuyển quặng đang vận hành (Ehrlich, 1996; Rossi, 1990). Sau
18
khi đi qua đống ủ, dịch chiết đƣợc gom để thu hồi kim loại, sau đó đƣợc bổ sung vi sinh vật hòa tách và phục hồi các nhân ố oxy hóa nhƣ Fe3+ trƣớc khi đƣa trở lại tái sử dụng cho quá trình hòa tách quặng tiếp theo. Để đảm bảo đầy đủ oxy cho vi khuẩn hòa tách, các ống cấp khí đƣợc đặt sâu bên trong đống ủ.
Công nghệ hòa tách dạng đống ủ đƣợc ứng dụng rộng rãi nhờ tính đơn giản, dễ xây dựng lắp đặt và vận hành, chi phí đầu tƣ thấp nên rất phù hợp cho các loại quặng nghèo, không có hiệu quả kinh tế nếu hòa tách bằng phƣơng pháp hóa học. Bên cạnh đó, việc vận chuyển nguyên liệu là không cần thiết vì hoàn toàn có thể tiến hành hòa tách ngay tại nơi tập kết (Pradhan và cs, 2008). Tuy nhiên, công nghệ này cũng có một số hạn chế nhƣ sau:
- Tỷ lệ thu hồi quặng thƣờng thấp hơn so với một số công nghệ khác (nhƣ tank leaching) (Mular và cs, 2002).
- Việc duy trì độ thoáng khí và mức tiếp xúc đồng đều của dịch tuyển quặng trong đống ủ là một trong các yếu tố quyết định thành công của công nghệ. Một số loại quặng có thành phần sét cao sẽ không đảm bảo đƣợc yếu tố này, do vậy hiệu quả hòa tách quặng bị giảm sút nhiều (Mular và cs, 2002).
- Công nghệ bị ảnh hƣởng khá nhiều bởi các yếu tố từ môi trƣờng bên ngoài, nhƣ nhiệt độ (khó áp dụng ở những vùng có khí hậu lạnh hay thay đổi đột ngột trong ngày), lƣợng mƣa (khó kiểm soát lƣợng dịch chiết) (Mular và cs, 2002).
Mặc dù có những hạn chế nhất định, cho tới nay công nghệ này vẫn đƣợc áp dụng rộng rãi với nhiều dự án khai thác khoáng sản trên thế giới. Trong năm 2014 có tới 229 dự án khai thác kim loại quý nhƣ Au, Ag và 9 dự án khai thác uranium đã áp dụng công nghệ heap leaching (Hình 1.13).
19
Hình 1.13. Khai thác khoáng sản sử dụng công nghệ hòa tách sinh học dạng đống ủ (heap
leaching) trên thế giới từ năm 1980 – 2014 (Nguồn:http://www.mining.com/)