Способ извлечения полезных компонентов методом выщелачивания

 

Изобретение относится к геотехнологическим методам добычи полезных ископаемых способом выщелачивания. Способ включает подачу выщелачивающих растворов в предварительно разрушенную горную массу, откачку продуктивного раствора и его переработку путем изменения pH и упаривания. Перед переработкой осуществляют контактирование потока продуктивного раствора с газовой фазой, причем поверхность контакта увеличивается по сравнению с поверхностью потока на выходе из горной массы, а контактирование производится с газовой фазой, движущейся относительно потока продуктивного раствора. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области горного дела, в частности к геотехнологическим методам добычи полезных компонентов из руд.

Известен способ кучного выщелачивания полезных компонентов, включающий формирование отвала или штабеля, подачу выщелачивающего раствора на орошение, сбор продуктивных растворов и подачу их на сорбционную или цементационную установку, после чего оборотные растворы при необходимости доукрепляются выщелачивающими реагентами и снова подаются на орошение отвала или штабеля [1] Данный способ обладает рядом недостатков. Наиболее существенными из них являются большой объем растворов, подвергаемых гидрометаллургической переработке, и необходимость в специальном дорогостоящем оборудовании для ее осуществления.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения полезных компонентов, включающий подачу выщелачивающего раствора в предварительно разрушенную горную массу, откачку продуктивного раствора и его переработку путем изменения pH продуктивного раствора для осаждения части растворенных компонентов и выделение других компонентов посредством упаривания [2] Недостатками данного способа являются большие энергозатраты на упаривание при переработке значительных объемов продуктивных растворов и дополнительные затраты на передачу энергии либо энергоносителей, что снижает эффективность способа.

Целью заявляемого решения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что поток продуктивного раствора перед переработкой подвергают контактированию с газовой фазой, причем поверхность контакта увеличивают по сравнению с поверхностью потока продуктивного раствора на выходе из горной массы; кроме того, контактирование производят с газовой фазой, движущейся относительно потока продуктивного раствора.

Пример 1. Перколятор загружали окисленной медной рудой и начинали орошение ее раствором серной кислоты. В процессе прохождения раствора через руду в него извлекались как полезные (в данном случае медь), та и вредные, мешающие проведению процесса переработки компоненты (железо). Получаемый продуктивный раствор собирали и направляли в другой, незагруженный рудой перколятор, оборудованный эрлифтом и системой вытяжной вентиляции, где данный раствор подвергали циркуляции, во время которой из него испарялась вода, поскольку поверхность его контакта с воздухом за счет распыления эрлифтом увеличивалась в несколько раз по сравнению с поверхностью его в приемном баке первого перколятора. Через определенные промежутки времени отбирали пробы продуктивного раствора и определяли содержание в них меди и железа, а также замеряли оставшийся объем продуктивного раствора (данные в таблице).

Сокращение объема продуктивных растворов произведено в 2,5 раза, потеря полезного компонента (Cu) составила 16% от исходного количества.

Пример 2. Отвал забалансовых медных руд орошают раствором серной кислоты, многократно циркулируя раствор через отвал для повышения pH раствора и осаждения за счет этого гидроксида железа, продуктивные растворы собирают в основании отвала и направляют в колонну, заполненную насадкой (например, отрезками полиэтиленовых труб диаметром 100 и длиной 100 мм), в которой формируют поток воздуха, направленный навстречу потоку продуктивного раствора (в данном случае поток раствора направлен сверху вниз под действием силы тяжести, следовательно, поток воздуха можно организовать за счет естественной тяги, например за счет изготовления ее достаточной для этого высоты или дифференциальной ее окраски: низ в темный цвет, последовательно переходящий вверх в более светлые тона для избирательного поглощения солнечной энергии и, соответственно, разной степени нагрева колонны снизу вверх). Во время прохождения раствора по такой колонне площадь контакта его с газовой фазой (в данном случае с воздухом) по сравнению с площадью такового контакта, например, в растворосборнике, увеличивается в несколько раз (несложный расчет показывает, что удельная площадь контакта раствора в такой колонне составляет 80 м² на 1 м³ полезного объема), за счет чего интенсифицируется процесс испарения воды из раствора и происходит его концентрирование. По достижении требуемой степени концентрирования меди (она достигается многократным прохождением раствора через эту колонну и промежуточную емкость) раствор транспортируют на металлургический завод (например, в автоцистернах) для выделения меди.

Данный способ позволяет быстро вовлекать в отработку отдаленные отвалы некондиционных руд без значительных дополнительных затрат, включая снижение расходов на гидрометаллургическую переработку растворов, снизить вредное воздействие на окружающую среду (из процесса выводится в виде пара чистая вода).

Формула изобретения

1. Способ извлечения полезных компонентов методом выщелачивания, включающий подачу выщелачивающего раствора в предварительно разрушенную горную массу, откачку продуктивного раствора и его переработку путем изменения рН и упаривания, отличающийся тем, что поток продуктивного раствора подвергают контактированию с газовой фазой, причем поверхность контакта увеличивают по сравнению с поверхностью потока продуктивного раствора на выходе из горной массы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при контактировании продуктивного раствора с газовой фазой последнюю приводят в движение относительно потока продуктивного раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1