Способ внутриотвального обогащения редкоземельных некондиционных руд

 

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при складировании некондиционных руд редких и редкоземельных металлов. На дренажном слое в центральной части осуществляют формирование обогащаемого слоя в виде усеченного конуса из некондиционных редкоземельных руд и покрывают его антифильтрационным экраном. Затем формируют внешний обогащаемый слой с приданием его поверхности уклона к центру. После чего создают выщелачиваемый слой. При подаче кислых растворов происходит выщелачивание соответствующих редких металлов из выщелачиваемого слоя, их миграция и осаждение в обогащаемом слое. После чего разрушают экран на поверхности первого обогащаемого слоя и его создают на поверхности второго. Затем подают щелочные растворы, растворяющие другие редкие металлы, мигрирующие и осаждаемые в первом слое. После селективного перераспределения металлов осуществляют дифференцированную обработку обогащенных слоев. 1 ил. 3 з.п. ф-лы.

Предполагаемое изобретение относится к области экологии и может быть использовано при складировании некондиционных руд редких и редкоземельных металлов.

Известен способ селективного складирования и хранения хвостов (а.с. СССР N 1779749, 1992), включающий создание обогащаемых и выщелачиваемых слоев, сорбцию легких лантаноидов каолинитом, средних хлоритом и гидрослюдами, тяжелых монтмориллонитом.

Недостатком данного способа является низкая эффективность вследствие малой фракционированности лантаноидов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ (а.с. N 1717818, 1991), включающий формирование выщелачиваемого и обогащаемых слоев, перераспределение скандия (сорбент ферригал-луазит), ниобия (сорбент монтмориллонит), тантала (сорбент глины и гидpооксиды алюминия), германия (сорбент - галлуазит).

Недостатком данного способа является недостаток, указанный выше.

Цель предполагаемого изобретения заключается в повышении эффективности селективного перераспределения в отвальном массиве редких металлов.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование дренажного, обогащаемых и выщелачиваемого слоев, один обогащаемый слой формируют в центре штабеля в виде усеченного конуса, с покрытием его поверхности антифильтрационным экраном, другой обогащаемый слой формируют на наклонных поверхностях первого, а растворение металлов ведут двумя типами реагентов.

При подаче в выщелачиваемый слой кислых реагентов обеспечивается растворение одних редких металлов и их миграция в боковые обогащаемые слои (являющиеся для этих металлов геохимическими барьерами), где происходит их концентрация. Затем разрушают антифильтрационный экран центрального обогащаемого слоя на горизонтальном участке его поверхности и производят экранирование поверхности боковых обогащаемых слоев (с обеспечением наклона к центральной части штабеля). После чего подают щелочные выщелачивающие растворы, которые растворяют в выщелачиваемом слое другие редкие металлы, мигрирующие в центральный обогащаемый слой, являющийся для них геохимическим барьером, где и происходит их концентрация. После такого селективного перераспределения металлов обеспечивают послойную отработку штабеля с направлением техногенной руды на дальнейшую переработку.

При осуществлении этого способа необходимо учитывать такой природный эффект, происходящий в зоне гипергенеза природных месторождений (см. например, Минерагения зоны гипергенеза. М. Наука, 1980, с. 11), как преимущественное растворение щелочными растворами тяжелых лантаноидов, циркония, гафния, ниобия и тантала, а кислыми растворами выщелачиваются преимущественно легкие лантаноиды и бериллий.

На чертеже представлен вариант схемы внутриотвального обогащения, где цифрами обозначены: 1 дренажный слой; 2 обогащаемый центральный слой, 3 - обогащаемый боковой слой, 4 выщелачиваемый слой, 5 источник. Буквы объяснены в тексте.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально формируется дренажный слой 1, в центральной его части производят формирование обогащаемого слоя 2, в виде усеченного конуса, из некондиционных руд легких металлов, являющихся геохимическим барьером. Слой 2 покрывают антифильтрационным экраном. Затем производят формирование внешнего обогащаемого слоя 3, из некондиционных руд редких металлов, являющихся геохимическим барьером, с преданием его поверхности наклона к центральной части штабеля. После чего производят формирование выщелачиваемого слоя 4 из металлосодержащих пород.

При подаче из источника 5 кислых выщелачивающих растворов происходит растворение соответствующих редких металлов из слоя 4 и их миграция во внешний обогащаемый слой 3, где и происходит их осаждение. После чего экран на поверхности обогащаемого слоя 2 разрушают (по линии ВС), а на поверхности внешнего обогащаемого слоя 3 его создают (по линии АВ и CD). Затем из источника 5 подают щелочные выщелачивающие растворы. растворяющие соответствующие редкие металлы в слое 4, мигрирующие во внутренний (центральный) обогащаемый слой 2, где происходит их осаждение.

По завершении дифференцированного перераспределения редких металлов производят селективную отработку обогащаемых слоев 2 и 3 с направлением техногенных руд на дальнейшую переработку.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит перераспределение в отвальном массиве редких металлов, мигрирующих в процессе гипергенеза из штабелей, образуемых при открытой разработке редкометалльного месторождения.

Первоначально на спланированной площадке формируют дренажный слой 1, мощностью 0,5 м, из дробленых пород. На нем формируют обогащаемые слои 2 и 3 из некондиционных руд редких металлов, являющихся геохимическим барьером, т. к. сформированы с преобладанием глинистых минералов. Причем внутренний обогащаемый слой 2 формируют в виде усеченного конуса из руд, содержащих преимущественно тяжелые лантаноиды, цирконий, гафний, ниобий и тантал, а его поверхность покрывают глинистым экраном мощностью 0,5 м, с закладкой в него на участке ВС обсадных труб (на рисунке не показаны). Внешний обогащаемый слой 3 формируют с наклонной поверхностью в сторону центра штабеля из руд, содержащих преимущественно легкие лантаноиды и бериллий. На поверхности слоя 3 располагают сеть перфорированного трубопровода (не показан). Мощность обогащаемых слоев 2 и 3 составляет 6-8 м. Затем на их поверхности формируют выщелачиваемый слой 4 из металлосодержащих пород (содержащих тяжелые и легкие лантаноиды, цирконий, гафний, ниобий, тантал и бериллий), мощностью 15-20 м.

После завершения формирования штабеля из источника 5 подают растворы, например, соляной кислоты, растворяющие из слоя 4 легкие лантаноиды и бериллий. Металлосодержащие растворы попадают в слой 3, где происходит концентрация металлов.

Затем через взрывание обсадных труб разрушают экран слоя 2 по поверхности ВС, подают цементирующие растворы в перфорированный трубопровод, создавая экран на поверхности слоя 3 по линиям АВ и СD. После этого из источника 5 подают щелочные растворы, выщелачивающие из слоя 4 тяжелые лантаноиды, цирконий, гафний, тантал и ниобий. Металлосодержащие растворы попадают в слой 2, где происходит концентрация редких металлов. Причем ниобий образует такие гипергенные минералы, как герасимовит, гидропирохлор, гидроокись ниобия и др.

В результате обеспечится селективное перераспределение в отвальном массиве редких металлов и повышение уровня их содержания в слоях 2 и 3 до кондиционного.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в перераспределении редких металлов путем селективного растворения, миграции и осаждения металлов.

Предложенное изобретение может быть использовано при формировании длительно хранящихся складов некондиционных редкоземельных руд.

Формула изобретения

1. Способ внутриотвального обогащения редкоземельных некондиционных руд, включающий формирование штабеля руд последовательной укладкой дренажного, обогащаемых и выщелачиваемого слоев, подачу в выщелачиваемый слой растворов реагентов и селективное осаждение из растворов от выщелачивания разного типа металлов в разных, являющихся для этих металлов геохимическими барьерами, обогащаемых слоях, отличающийся тем, что осуществляют последовательную подачу растворов реагентов разного состава и разной кислотности и каждым раствором выщелачивают металлы определенного типа, при этом растворы от выщелачивания направляют в слои, являющиеся для растворенных металлов геохимическим барьером при перекрытии остальных обогащаемых слоев.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что один обогащаемый слой располагают в центральной части штабеля, а другой в его внешней части.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что осуществляют последовательную подачу кислых и щелочных растворов, при этом при подаче кислых растворов в выщелачиваемый слой экранируют поверхность центрального обогащаемого слоя, а при подаче щелочных растворов экран на горизонтальном участке поверхности центрального обогащаемого слоя разрушают и создают экран на поверхности внешнего обогащаемого слоя.

4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что центральный обогащаемый слой формируют в виде усеченного конуса, а поверхности внешнего обогащаемого слоя придают наклон в сторону центральной части штабеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1