Способ отвального выщелачивания полезных ископаемых

 

Изобретение может быть использовано для отработки руд цветных и редких металлов отвальным выщелачиванием и позволяет повысить эффективность выщелачивания путем снижения разубоживания продуктивных растворов и улучшить охрану окружающей среды. Способ включает орошение отвала, отсыпанного на гидронепроницаемом основании выщелачивающими растворами, сбор продуктивных растворов и устранение утечек растворов. Новым является то, что в подстилающих породах создают депрессионную воронку и поддерживают ее в течение всего процесса выщелачивания, в пределах депрессионной воронки параллельно основанию отвала бурят скважины для улавливания утечек, а по окончании отработки отвала используют эти скважины как приемные при гидроизоляции днища кучи. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к горному делу, в частности - для обработки цветных и редких металлов отвальным выщелачиванием.

Известен способ кучного выщелачивания, включающий формирование отвала, подачу выщелачивающего раствора, сбор продуктивных растворов и подачу их на сорбционную установку, после чего оборотные растворы при необходимости доукрепляются выщелачивающим реагентом и подаются на орошение [1]. Данный способ обладает рядом недостатков, основными из которых являются большие капитальные затраты на создание гидроизоляционного основания и формирование кучи, необходимость транспортировки большого объема руды из отвалов в кучи.

Наиболее близким к предлагаемому является способ отвального выщелачивания полезных ископаемых, включающий формирование отвала на гидропроницаемом основании, бурение по периметру отвала в гидропроницаемых породах откачных скважин, причем последние располагают навстречу генеральному направлению движения утечек, одновременно бурение откачных скважин с верхней поверхности отвала в подстилающие породы отвала, причем расстояние между скважинами формируют не более удвоенной величины установившегося радиуса депрессионной воронки, орошение пород выщелачивающим реагентом, отбор продуктивных растворов через откачные скважины и подачу их на переработку [2]. Данный способ обладает рядом недостатков, основными из которых являются разубоживание продуктивных растворов водами, приуроченными к породам гидропроницаемого основания. Кроме этого остаточные продуктивные растворы в отвале и гидропроницаемом основании инфильтруясь, например, вместе с атмосферными осадками будут загрязнять подземные воды.

Цель изобретения - повышение эффективности выщелачивания за счет снижения разубоживания продуктивных растворов и охрана окружающей среды.

Данный способ применяется для отвалов, залегающих на гидропроницаемом основании и подлежащих выщелачиванию без проведения дополнительных работ по обустройству основания, формированию отвала и осуществляется следующим образом.

В гидропроницаемые породы основания отвала бурят как минимум две гидрогеологические скважины, проводят откачку и определяют параметры водоносного горизонта. По стандартным гидрогеологическим формулам рассчитывают требуемое количество скважин для формирования над всей площадью отвала депрессионной воронки, бурят их и создают депрессионную воронку. В дальнейшем поддерживают ее в течение всего процесса выщелачивания, используя при этом откачиваемую воду для поддержания баланса растворов. В случае избытка воды ее используют, например, для технических нужд. После создания депрессионной воронки, в подстилающее гидропроницаемое основание бурят скважины, которые располагают параллельно основанию отвала. Приемные скважины располагают параллельно основанию отвала поскольку эффективность откачки такой скважины выше, так как зона влияния ее значительно больше по площади, чем, например, зона влияния вертикальной скважины. Сетка скважин выбирается в зависимости от текстурных особенностей гидропроницаемого основания. Затем через созданную на верхней поверхности отвала оросительную систему производят имитацию процесса выщелачивания с помощью воды для выявления зон растекания растворов в куче и утечек в подстилающее основание. В районе зон растекания рядом с отвалом создают при необходимости приемные коллектора или раствороприемники, над местами максимальных утечек в проницаемых породах в основание отвала бурят откачные скважины, через которые откачивают продуктивный раствор, уменьшая тем самым объем утечек.

После имитации процесса выщелачивания и создания приемных зумпфов для продуктивных растворов через оросительную систему производят орошение пород выщелачивающим реагентом. Выщелачивающий раствор фильтруется через отвал пород и откачивается с помощью откачных скважин из зон максимальных утечек, а с остальной площади, например, самотеком собирается в раствороприемники, из которых транспортируется на переработку. Профильтровавшийся в гидропроницаемое основание продуктивный раствор улавливается с помощью приемных скважин, например, за счет создания в них вакуума.

После отработки отвала в основание его, например, через откачные скважины, пробуренные в основании отвала, подают гидронепроницаемую смесь, например, одну из известных твердеющих смесей, вязкость которой соответствует вязкости продуктивного раствора. Через скважины, пробуренные в подстилающих породах, путем создания вакуума откачивают оставшиеся продуктивные растворы и добиваются попадания гидронепроницаемой смеси в скважины. После появления этой смеси в скважинах прекращают создания в них вакуума и вакуумируют их снова только после осаждения и твердения смеси. Такие циклы повторяют до тех пор, пока смесь не перестанет появляться в скважинах. Тем самым создается гидронепроницаемое основание в днище отвала и подстилающих породах.

Применение предлагаемого способа отвального выщелачивания позволяет повысить эффективность выщелачивания путем снижения разубоживания продуктивных растворов за счет создания депрессионной воронки и отвода вод из подстилающих пород и сохранить окружающую среду путем создания после отработки отвала гидронепроницаемого основания в днище отвала и в подстилающих породах.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОТВАЛЬНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ на гидропроницаемом основании, включающий орошение отвала выщелачивающими растворами, сбор продуктивных растворов и устранение утечек растворов, отличающийся тем, что для устранения утечек растворов создают депрессионную воронку под всей площадью отвала и поддерживают ее в течение всего процесса выщелачивания, при этом располагают в подстилающих породах скважины для улавливания утечек растворов в пределах созданной депрессионной воронки параллельно основанию отвала, а после окончания отработки отвала используют указанные скважины как приемные и заполняют места утечек растворов и днище отвала гидронепроницаемой смесью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидронепроницаемой смеси используют твердеющую смесь, вязкость которой соответствует вязкости продуктивного раствора.