Способ селективного складирования и хранения хвостов

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для складирования и хранения хвостов обогатительного и металлургического производства. Способ включает укладку антифильтрационного основания, дренирующего слоя и на них послойное складирование хвостов. Новым является то, что между слоями с высоким и низким содержанием полезных компонентов формируют слой, содержащий химические элементы, снижающие температуру растворов полезного компонента, например, хлористого натрия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано при складировании хвостов обогатительных фабрик.

Известен способ намывного сооружения, обеспечивающий равномерное распределение частиц пульпы различной крупности по фронту за счет одновременного сосредоточенного выпуска пульпы из пульпопровода, подача пульпы в который производится в различных направлениях.

Недостаток данного способа заключается в том, что его применение не обеспечивает улучшения качества складируемых в хвостохранилище хвостов.

Известен способ сооружения хвостохранилищ на отвалах, включающий хвостохранилище, дренаж у основания дамбы, добычную траншею, отвалы, скошенные насыпными грунтами, дренажную скважину, нарушенные грунты, дренаж, защищающий нижний бьеф от подтопления.

Наиболее близким к предлагаемому является способ складирования хвостов, включающий послойную с низким и высоким содержанием полезных компонентов укладку на дренирующий слой и пропуск через них растворов реагентов с осаждением полезных компонентов в нижнем слое.

Недостатком его является низкая скорость селективного размещения хвостов.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Вначале укладывают слой пульпы с относительно высоким содержанием полезного компонента. Затем формируют слой пульпы с относительно низким содержанием полезного компонента. При этом повышение эффективности складирования и хранения хвостов осуществляется в процессе выщелачивания полезного компонента из верхнего слоя, которые мигрируют вниз. Проходя слой, сформированный из отходов, содержащих соль, происходит уменьшение температуры растворов, т.к. теплота гидротации ионов Na⁺ равна приблизительно 425 кДж/моль, а иона Ce^- - приблизительно 350 кДж/моль. В сумме это составляет 775 кДж/моль - немногим меньше кристаллической решетки NaCl (800 кДж/моль). Поэтому при растворении хлористого натрия в воде происходит охлаждение по сравнению с температурой исходной воды на 5-6^оС. В результате понижения температуры происходит осаждение полезного компонента в нижнем слое (с относительно высоким содержанием полезного компонента). Очищенные растворы удаляются через водоприемные устройства. При этом полезные компоненты перемещаются из одной части массива хвостохранилища в другую, в результате чего достигается их промышленное содержание в некотором объеме. Таким образом, вступившие во взаимодействие существенные признаки предложенной совокупности обеспечивают достижение поставленной цели и получения качественно нового эффекта.

На чертеже представлен один из вариантов схемы формируемого хвостохранилища при осуществлении предлагаемого способа.

Хвостохранилище включает выемку 1, антифильтрационный слой 2, дренажный слой 3, водоприемное сооружение 4, слой 5 с относительно высоким содержанием полезного компонента, слой 6, содержащий NaCl, слой 7 хвостов с низким содержанием полезного компонента, пульпопровод 8.

Способ осуществляется следующим образом. В подготовленной выемке 1 укладывают антифильтрационный слой 2, например полиэтиленовую пленку. После чего формируют дренажный слой 3, например, из гальки. Одновременно формируют водоприемное сооружение, например колодец 4. Затем производят укладку слоя 5 с относительно высоким содержанием полезного компонента. После чего формируют слой 6 из пород, содержащих NaCl и/или перфорированный трубопровод ( на чертеже не представлен), в который подается раствор, содержащий NaCl. Последним формируют слой 7 из хвостов с низким содержанием полезного компонента. При этом доставка хвостов к месту складирования осуществляется посредством пульпопровода 8; а выщелачивание компонента из слоя 7 происходит под воздействием процессов выветривания или выщелачиваемых растворов, подаваемых в разбрызгиватели (на чертеже не показаны). При этом полезный компонент из слоя 7 растворяется, мигрирует в составе металлоносных растворов вниз, проходит слой 6, где в результате растворения соли NaCl происходит понижение температуры растворов на 5-6^оС. В результате чего происходит выпадение полезного компонента из растворов в осадок, которым обогатится слой 5. Очищенные растворы попадают в слой 3 и удаляются через водозаборные сооружения 4. Возможна также подача соляных растворов в перфорированный трубопровод, находящийся на поверхности слоя 5. В результате обеспечивается обогащение полезным компонентом слоя 5 до промышленных значений, что обуславливает дальнейшую целесообразность вовлечения пород данного слоя в переработку.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит складирование хвостов обогащения редкоземельных руд. Сначала производят планировку выемки 1 размерами 500х600 м и глубиной 20-30 м и ее покрытие, например, полиэтиленовой пленкой 2. Затем формируют дренажный слой 3, например, из гальки мощностью 1,5 м. На его поверхности формируют водоприемное сооружение, например колодец 4. После чего производят укладку слоя 5 мощностью 2-3 м, с содержанием редкоземельных элементов (РЗЭ), например, 1 усл.ед. Затем формируют слой 6 с содержанием NaCl, например, 0,3 усл. ед мощностью 0,5-1 м. После этого формируют слой 7 мощностью 5-10 м с содержанием РЗЭ 0,1-0,25 усл.ед. При этом подачу хвостов осуществляют с помощью пульпопровода 8.

При хранении хвостов происходит выщелачивание РЗЭ из слоя 7 под воздействием процессов выветривания (гипергенеза), миграция металлоносных растворов вниз. Последние, проходя через слой 6, растворяют содержащуюся в нем NaCl и в результате уменьшают температуру. При уменьшении температуры происходит выпадение осадка РЗЭ из растворов, который обогащает слой 5. Очищенные растворы мигрируют в дренажный слой 3 и удаляются через водозаборное сооружение 4.

Положительный эффект предлагаемого способа заключается в обогащении части хвостов, не обладающих резкоразличными геохимическими свойствами, повышении эффективности складирования и хранения хвостов путем их селективного размещения.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при формировании хвостохранилищ.

Формула изобретения

1. СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО СКЛАДИРОВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ХВОСТОВ, включающий формирование антифильтрационного основания, укладку на него дренирующего слоя и последующую послойную укладку хвостов с высоким и низким содержанием полезного компонента, укладку на верхний слой пульпопровода, подачу через него раствора реагентов для выщелачивания полезных компонентов из верхних слоев, пропуск растворов через слои хвостов с осаждением полезных компонентов в нижнем слое и сбор их в водозаборном колодце, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности складирования и хранения путем интенсификации селективного размещения полезных компонентов, между слоями с высоким и низким содержанием полезных компонентов формируют разделительный слой, содержащий химические элементы, снижающие температуру растворов полезного компонента, например хлористого натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделительный слой формируют путем укладки перфорированных труб и подачи в них после завершения хвостохранилища растворов хлористого натрия.

РИСУНКИ

Рисунок 1