Способ кучного выщелачивания металлов при отрицательных температурах окружающей среды

 

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при кучном выщелачивании металлов. В выемке формируют антифильтрационный слой, на нем перфорированный трубопровод. Затем формируют штабель пород с чашеобразной поверхностью. В зимний период времени подают в трубопровод реагенты в режиме отсутствия объемных вод. При этом реагенты мигрируют в виде пленок вверх под действием температурного градиента и выщелачивают металл. Металлоносные растворы заполняют поверхностную чашу. Используют концентрированные реагенты. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при кучном выщелачивании металлов.

Известен способ кучного выщелачивания руд, включающий формирование основания кучи, массива выщелачиваемых руд и подачу реагентов в массив [1] Недостатком данного способа является ограниченность области применения летним сезоном (областью положительных температур окружающей среды).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ кучного выщелачивания, включающий создание растворонепроницаемого основания штабеля, раствороприемников, дренажного слоев, массива выщелачиваемых руд и перфорированного трубопровода (на глубине 1,5-3 м от поверхности штабеля) [2] Недостатком данного способа является его низкая эффективность вследствие промерзания отдельных частей штабеля, особенно в районах Крайнего Севера.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности процесса кучного выщелачивания в зимний период времени путем выщелачивания металлов пленочными водами и миграции растворов за счет температурного градиента.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование антифильтрационного основания, выщелачиваемого штабеля и подачу через перфорированный трубопровод в массив реагентов, трубопровод размещают в нижней части штабеля, боковые стороны которого покрывают антифильтрационным экраном, поверхности придают чашеобразную форму, а выщелачивание в зимний период времени производят концентрированными растворами при условии отсутствия объемных вод (в режиме пленочных вод).

В зимний период времени миграция соединений металлов происходит в виде пленочных вод, отличающихся от объемной жидкости увеличением растворяющей способности и пониженной температурой замерзания, и преимущественно по вертикали (это известный природный эффект, см. например, Птицын А. Б. Геохимические основы геотехнологии металлов в условиях мерзлоты. Новосибирск, Наука, 1992, с. 15).

Образование в поверхности куска пленок жидкости обусловлено градиентом поверхностного натяжения, а их циркуляция градиентом температур (эффект Марангони).

Если объемные растворы зимой замерзают, то пленочные (высококонцентрированные и активные) растворы обеспечат процесс выщелачивания и при отрицательных температурах. Металл из руды будет выщелачиваться, мигрировать вверх и в виде наледи скапливаться в объеме поверхностной чаши штабеля. Откуда его периодически забирают на дальнейшую переработку на ГМЗ.

На чертеже представлен вариант схемы кучного выщелачивания в зимний период времени, где цифрами обозначены: 1 выемка, 2 антифильтрационный слой, 3 перфорированный трубопровод, 4 штабель выщелачиваемых руд, 5 ледяная линза, стрелками обозначена миграция растворов.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально в выемке 1 формируют антифильтрационный слой 2, на котором укладывают сеть перфорированного трубопровода 3. Затем формируют штабель выщелачиваемых руд 4 с чашеобразной поверхностью.

При подаче выщелачиваемых растворов в трубопровод 3 (в режиме отсутствия объемных вод) в зимний период времени под действием градиента температур происходит миграция растворов снизу вверх, в виде пленочных вод. Пленочные воды (являющиеся особенно активной жидкостью) в процессе своего перемещения вверх выщелачивают из пуд металл, а при попадании на поверхность штабеля замерзают, образуя (удаляемую по мере накопления) ледяную линзу 5.

В теплый период времени направление миграции меняется: реагент подают на поверхность штабеля 4, а трубопровод 3 служит раствороприемником.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит кучное выщелачивание золотосодержащих руд месторождений Северо-Востока России, например, Хаканджинского.

Первоначально производят планировку выемки 1 и покрытие ее антифильтрационным слоем 2, например, бетоном, мощностью 20 см. После чего формируют сеть перфорированного трубопровода 3. Затем в летний период времени формируют штабель 4, мощностью 15-25 м с чашеобразной поверхностью (глубина в центральной части 2-3 м), из некондиционных золотосодержащих руд (содержание золота 1-2 г/т). Основную массу руды составляют: кварц (>50%), плагиоклазы (14%), гидрослюда (18-20%), калиевые полевые шпаты (7-8%) и хлорит (5-6%).

В зимний период в трубопровод 3 подают растворы, приготовленные на основе гидрохлоридных солей (особенностью этой группы реагентов является способность растворять золото при любой геохимической обстановке среды, так как в зависимости от геотехнологического сорта руд количества карбонатов, органики или сульфидов можно подобрать оптимальные для выщелачивания (рН и Еh растворов). Но в принципе можно использовать и др. реагенты: цианистные (работающие в щелочной среде) или тиомочевинные (для кислых сред) соединения. Для нашего случая, в связи с незначительными содержаниями сульфидов и карбонатов в выщелачиваемых рудах приготавливаемые растворы имеют рН 7,0-7,5 и ОВП 1100-1150 мВ.

При подаче растворов в режиме отсутствия объемных вод реагент в виде пленок мигрирует в верхние слои штабеля 4, выщелачивая при этом золото. Золотоносные растворы, попадая на поверхность штабеля, образуют ледяную линзу 5. Лед из которой периодически удаляют тельферами и отправляют на ГМЗ.

В теплый период времени направление миграции меняется: реагент подают на поверхность штабеля 4, а трубопровод 3 служит раствороприемником.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении процесса кучного выщелачивания путем выщелачивания металлов пленочными водами в зимний период.

Предложенное изобретение может быть использовано при кучном выщелачивании золотосодержащих руд.

Применение изобретения позволит расширить область геотехнологии за счет ведения процесса кучного выщелачивания в зимний период времени.

Формула изобретения

1. СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, включающий формирование антифильтрационного основания и выщелачиваемого штабеля пород и подачу в массив через перфорированный трубопровод растворов реагентов для растворения металлов из пород, отличающийся тем, что трубопровод размещают в нижней части штабеля, боковые стороны которого накрывают антифильтрационным экраном, в массив подают концентрированные растворы реагентов в условиях отсутствия объемных вод для осуществления растворения металлов в режиме пленочных вод и миграции растворов за счет температурного градиента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхности штабеля придают чашеобразную форму.

РИСУНКИ

Рисунок 1