Способ формирования отвала горных пород

 

Использование: при разработке месторождений полезных ископаемых, главным образом рудных. Сущность изобретения: повышение качества складируемых горных пород (ГП). На спланированном основании 1 отвала укладывают дренирующий слой (ДС) 2. Формируют барьерный слой (БС) 3 из сульфатсодержащих ГП с относительно высоким содержанием полезных компонентов (ПК). Затем формируют выщелачиваемый слой (ВС) 4 из сульфидосодержащих ГП с мелкодисперсной минерализацией и относительно низким содержанием ПК. При этом между БС 3 и ВС 4 образуют геохимический барьер (ГБ) 5. Последним формируют слой 6 ГП, создающих выщелачивающие растворы. Боковые поверхности отвала экранируют антифильтрационным слоем 7. Поверхность отвала обрабатывают водой с активными агентами из источников 8. Содержащие ПК сульфидные минералы ВС 4 окисляются с выделением тепла и разрушением минералов. Растворы, проходя слой 6, взаимодействуют с ГП и образуют выщелачивающие растворы, которые растворяют раскрывшиеся ПК ГП ВС 4 и мигрируют в БС 3. Проходя через ГБ 5, ПК осаждаются в БС 3. Очищенный от ПК раствор удаляется через ДС 2. В результате обеспечивается высокая концентрация ПК в ГП БС 3. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке, преимущественно открытой, месторождений полезных ископаемых, главным образом рудных.

Известен способ совместно-раздельного складирования горных пород, включающий отсыпку ряда параллельных пионерных насыпей с образованием между ними емкостей и складирование в емкостях разнокачественных пород с экранированием приконтактных зон породами с высокими антифильтрационными показателями [1].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является известный способ совместно-раздельного складирования горных пород ярусами, включающий отсыпку в основании отвала слоя дренирующих пород, формирование ряда параллельных пионерных насыпей с образованием между ними емкостей и экранированием их боковых поверхностей породами с высокими антифильтрационными показателями, заполнение емкостей первого яруса карбонатсодержащими породами, а емкостей второго яруса - некондиционными карбонатсодержащими рудами и водой, насыщенной диоксидом углерода [2]. При использовании способа затруднено выщелачивание полезных компонентов из крупнокусковой горной массы и недостаточно четко локализована зона их концентрации, что снижает эффективность способа.

Цель изобретения - повышение эффективности формирования отвала и последующей переработки горных пород путем разрушения и окисления минералов с одновременным растворением, миграцией и концентрацией в ограниченном объеме полезных компонентов. Положительный эффект предложенного технического решения состоит в повышении качества горных пород и осуществлении при складировании подготовки их к переработке.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа формирования отвала горных пород, включающего создание дренирующего основания, укладку горных пород слоями, экранирование боковых поверхностей отвала антифильтрационным слоем и обработку поверхности отвала водой с растворенными в ней активными агентами, первоначально формируют слой из сульфатсодержащих горных пород с относительно высоким содержанием полезного компонента, затем формируют слой из сульфидосодержащих горных пород с относительно низким содержанием полезного компонента. Между указанными слоями горных пород создают геохимический барьер, последним формируют слой пород, образующих в результате реакций с водой выщелачивающие полезный компонент растворы, а в качестве активного агента, который растворяют в воде, используют серную кислоту. Первоначально формируют, например, слой горных пород, содержащих сульфат серебра, сульфат окисного железа и золото. После первого слоя формируют слой пород с мелкодисперсной минерализацией, включающих пирит, с относительно низким содержанием золота. Последним формируют слой горных пород, содержащих бромеллит и йодерит.

В условиях отвала теплота, выделяющаяся в ходе экзотермических процессов окисления сульфидов, не успевает рассеиваться в массиве отвала за счет процессов теплопереноса. Содержащие полезные компоненты сульфидные минералы с мелкодисперсной минерализацией слоя, представленного горными породами с низким их содержанием, окисляются. В результате экзотермической реакции окисления имеет место разогревание горной массы сульфидного слоя отвала и разрушение слагающих ее агрегатов вплоть до пылевидной фракции. Происходит раскрытие минерализации, облегчающее доступ к полезному компоненту выщелачивающих растворов, которые образуются при прохождении отвальных вод через вышележащий слой, содержащий, например, щелочные бромиды и йодиды. Осаждение полезного компонента происходит в слое с относительно высоким его содержанием, являющемся геохимическим барьером, в результате чего концентрация полезного компонента в локализованном объеме повышается и достигает промышленных значений.

На чертеже представлена схема формируемого при осуществлении предложенного способа отвала.

Отвал, расположенный на спланированном основании 1, включает дренирующий слой 2, барьерный слой 3 с относительно высоким содержанием полезных компонентов, выщелачиваемый слой 4, состоящий из сульфидосодержащих горных пород с мелкодисперсной минерализацией, с образуемым геохимическим барьером 5, слой 6 горных пород, создающих выщелачивающие растворы, антифильтрационный экран 7, разбрызгиватель 8.

Примером конкретного выполнения предложенного способа может служить складирование золотосодержащих горных пород.

Первоначально производятся планировка участка 1 для размещения отвала и его покрытие слоем 2 горных пород с фильтрационными свойствами, например песчаных, мощностью 0,5-1 м. Затем формируют слой 3 горных пород с относительно высоким содержанием золота (некондиционные руды), играющих роль геохимического барьера для мигрирующего в растворе золота и включающих, например, сульфат серебра и сульфат окисного железа, мощностью 4-6 м. После этого формируют слой 4, состоящий из сульфидосодержащих горных пород, например, пирита, с мелкодисперсной золотой минерализацией и относительно низким содержанием золота (по содержанию полезного компонента - пустые породы) мощностью 8-12 м. Между слоями 3 и 4 горных пород образуется геохимический барьер 5. Затем формируют слой 6 горных пород, образующих при реакции с водой выщелачивающие растворы и включающих содержащие, например, бром и йод минералы (бромеллит, йодерит и др.) мощностью 2-3 м. Боковые поверхности отвала экранируют слоем 7 пород с антифильтрационными свойствами, например глинистых, обработанных дополнительно поверхностно-активными веществами, мощностью 0,5 м.

Поверхность отвала обрабатывают через разбрызгиватели 8 водой с растворенным в ней активным агентом, например серной кислотой, взаимодействующей с йод- и бромсодержащими минералами слоя 6 и образующей в результате выщелачивающие растворы, где йод и бром находятся в свободном, активном состоянии.

При хранении сульфидные минералы с мелкодисперсной золотой минерализацией слоя 4 окисляются, вследствие чего в данном слое повышается температура и происходит разрушение сульфидной массы с раскрытием мелкодисперсной золотой минерализации, в результате чего выщелачивающие растворы, образованные в вышележащем слое 6, растворяют, благодаря наличию свободного брома и йода, золото и под действием гравитационных сил мигрируют далее вниз. Обогащенные золотом растворы проходят через геохимический барьер 5, и вследствие резкого изменения геохимической обстановки происходит осаждение золота в барьерном слое 3. Очищенный от полезных компонентов раствор удаляется через фильтрационный слой 2. В результате обеспечивается высокая концентрация полезного компонента - золота в горных породах барьерного слоя 3 ранее некондиционных и становящихся кондиционными руд, что обусловливает целесообразность последующей раздельной отработки отвала и извлечения в результате переработки полезного компонента из горных пород с повышенным (промышленным) его содержанием.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОТВАЛА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий создание дренирующего основания, укладку горных пород слоями, экранирование боковых поверхностей отвала антифильтрационным слоем и обработку поверхности отвала водой с растворенными в ней активными агентами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процессов формирования отвала и последующей переработки горных пород путем разрушения и окисления минералов с одновременным растворением, миграцией и концентрацией в ограниченном объеме полезных компонентов, первоначально формируют слой из сульфатсодержащих горных пород, затем - из сульфидосодержащих горных пород, при этом между указанными слоями горных пород создают геохимический барьер, последним формируют слой пород с относительно низким содержанием полезного компонента, а в качестве активного агента, который растворяют в воде, используют серную кислоту.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первоначально формируют слой горных пород, содержащих сульфат серебра, сульфат окисного железа и золото.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после первого слоя горных пород формируют слой пород, содержащий пирит с мелкодисперсной минерализацией и относительно низким содержанием золота.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что последним формируют слой горных пород, содержащий бромеллит и йодерит и с низким содержанием золота.

РИСУНКИ

Рисунок 1