Способ выщелачивания благородных металлов из техногенного сырья

Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых физико-химическими методами, и может быть использовано при переработке минеральных техногенных отходов. Способ выщелачивания благородных металлов из техногенного сырья, включающий подготовку открытой выработки или емкости, гидроизоляцию ее стенок и днища, размещение в ней минеральной массы, подачу выщелачивающего раствора, собственно выщелачивание и извлечение благородных металлов, отличающийся тем, что до размещения минеральной массы сооружают в выработке или емкости систему закачных и откачных труб, перфорированных в нижней части на уровне будущей корневой системы растений, а после размещения минеральной массы производят в ее верхнем слое посадку семян или рассады растений, способных к накапливанию в своих тканях благородных металлов, подачу и откачку выщелачивающего раствора производят через систему закачных и откачных труб после наступления стадии активного формирования корневой системы растений, при этом в качестве выщелачивающего раствора применяют активный низкоконцентрированный выщелачивающий раствор, прошедший фотоэлектрохимическую обработку, а извлечение благородных металлов осуществляют сорбцией или электросорбцией его растворенных форм из откачных растворов и выделением его из растений, извлеченных из минеральной массы по достижении ими определенного размера. Изобретение позволяет повысить извлечение полезных компонентов. 3 з.п. ф-лы.

 

Техническое решение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых физико-химическими методами, и может быть использовано при переработке минеральных техногенных отходов.

Известен способ выщелачивания металлов из минеральной массы, включающий последовательную закачку растворов реагентов в пласт через систему закачных скважин и откачку продуктивных растворов через систему откачных скважин с последующей переработкой продуктивного раствора и дезактивации полигона путем закачки раствора тиосульфата натрия до получения откачного раствора, имеющего pH пластовых вод рудовмещающего горизонта (см. патент РФ №2074958, МПК E21B 43/28, опубл. 10.03.1997).

К недостаткам известного способа относятся: низкая интенсивность и степень выщелачивания, обусловленные слабой проницаемостью для растворов минеральных матриц, содержащих дисперсные формы полезных компонентов.

Известны способы удаления металла из почвы, включающие посадку растений в почву, культивирование растений и удаление растительного покрова с дальнейшей его утилизацией (см. патенты РФ №2282508, МПК B09C 1/00, опубл. 27.08.06; №2359444, МПК A01B 79/02, опубл. 27.06.09; заявку №98119145, МПК B09C 1/10, опубл. 27.08.2000).

Известные способы предназначены для очистки почвы, загрязненной тяжелыми металлами, и не могут быть применены для извлечения благородных металлов.

За прототип выбран способ кюветного выщелачивания металлов из минеральной массы, включающий подготовку открытой выработки или емкости, гидроизоляцию ее стенок и днища, размещение в ней минеральной массы, подачу выщелачивающего раствора, собственно выщелачивание и последующее извлечение металлов (см. Yanopulus. The Extractive metallurgy of Gold / N.Y.Reinhold, 1997, p.133-135).

К недостаткам указанного способа следует отнести низкую степень извлечения полезных компонентов.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение полноты извлечения полезных компонентов за счет комбинации растворяющего действия на минеральные матрицы органических соединений, продуцируемых корневой системой растений, сопутствующими ей почвообразующими микроорганизмами, и выщелачивания из минеральной массы благородных металлов слабыми растворами реагентов, нетоксичных для растений.

Результат достигается тем, что способ выщелачивания благородных металлов из техногенного сырья, включающий подготовку открытой выработки или емкости, гидроизоляцию ее стенок и днища, размещение в ней минеральной массы, подачу выщелачивающего раствора, собственно выщелачивание и извлечение благородных металлов, отличается тем, что до размещения минеральной массы сооружают в выработке или емкости систему закачных и откачных труб, перфорированных в нижней части на уровне будущей корневой системы растений, а после размещения минеральной массы производят в ее верхнем слое посадку семян или рассады растений, способных к накапливанию в своих тканях благородных металлов, подачу и откачку выщелачивающего раствора производят через систему закачных и откачных труб после наступления стадии активного формирования корневой системы растений, при этом в качестве выщелачивающего раствора применяют активный низкоконцентрированный выщелачивающий раствор, прошедший фотоэлектрохимическую обработку, а извлечение благородных металлов осуществляют сорбцией или электросорбцией его растворенных форм из откачных растворов и выделением его из растений, извлеченных из минеральной массы по достижении ими определенного размера.

Способ отличается также тем, что в качестве активного выщелачивающего раствора используют раствор тиосульфата аммония, насыщенный предварительно активными формами кислорода и углекислым газом.

Способ отличается также тем, что в качестве активного выщелачивающего раствора используют низкоконцентрированный раствор цианида натрия, насыщенный предварительно активными формами кислорода и углекислым газом.

Способ отличается также тем, что посадку семян или рассады растений, способных к накапливанию в своих тканях благородных металлов, производят в слой почвы и/или песчано-глинистой смеси, размещенной на верхнем слое минеральной массы.

По сравнению с существующим способом предлагаемый за счет комбинации растворяющего действия на минеральные матрицы органических соединений, продуцируемых корневой системой растений и сопутствующими ей почвообразующими микроорганизмами, выщелачивания из минеральной массы промышленно ценных компонентов слабыми растворами реагентов, нетоксичных для растений, позволяет повысить полноту и интенсивность извлечения металлов.

Способ реализуют следующим образом. Предварительно формируют кюветы, гидроизолируют их борта и днища, сооружают в них систему закачных и откачных труб, перфорированных в нижней части на уровне будущей корневой системы растений. Выщелачиваемую минеральной массу укладывают в кюветы, осуществляют посадку в ее верхнем слое семян или рассады растений, способных к накапливанию в своих тканях соответствующих металлов. После наступления стадии активного формирования корневой системы производят периодическую подачу и откачку через систему ранее уложенных перфорированных труб активного низкоконцентрированного раствора, полученного в фотоэлектрохимическом реакторе, а извлечение благородных металлов производят как сорбцией или электросорбцией его растворенных форм из откачных растворов, так и выделением его из выросших растений.

Пример конкретного осуществления способа.

Способ был опробован на Илинском хвостохранилище со средним содержанием золота в минеральной массе 1.7 г/т. Мощность слоя (глубина залегания до почвы) высохшей минеральной массы составляла до 3 метров. Хвосты представлены среднефракционным (100 мкм - 1 мм) материалом. Коэффициент фильтрации для этого материала превышает 2-2.5 м/сут, поэтому выщелачивание золота, преимущественно дисперсного, вполне возможно осуществить в фильтрационном режиме. Нахождение хвостохранилища в природоохранной зоне (район Алханайского заповедника) исключал использование цианидов или хлоридных комплексов. Поэтому извлечение золота проводили в кюветах с изолирующим покрытием, оборудованных системой перфорированных в нижней части пластиковых трубок с запаянными торцами, тиосульфатными растворами с активным кислородом, углекислым газом и использованием органических комплексов, продуцируемых корневой системой кукурузы и сопутствующими ей микрорганизмами, для повышения пористости и микротрещиноватости минералов-носителей золота, вплоть до преобразования крупных частиц кварца в мелкие (менее 30 мкм) зерна. При этом золото переходило в растворы как в форме тиосульфатных, так и сложных органометаллических комплексов. Кукуруза, как известно, является одним из наиболее известных растений - концентраторов золота и вполне успевает вырасти в течение 1.5 месяцев (с конца июня до середины августа), т.е. может быть использована для извлечения дисперсного золота из минеральной массы в условиях южного Забайкалья. Посадку кукурузы в рассматриваемом примере производили в верхнюю часть минеральной массы хвостохранилищ, которую помещали в кюветы длиной 50 м, шириной 5 м и глубиной 1.5 м (глубина проникновения в минеральную массу корней кукурузы). Трубы, размещаемые в кюветах, перфорировали на высоту от днища 1 м и заполняли мелким гравием. Расстояние между чередующимися откачными и закачными трубами 2.5 м. После обвязки вертикальных откачных и закачных труб горизонтальными трубами или шлангами, присоединяемыми к магистральному трубопроводу, и засыпки в кюветы выщелачиваемой массы в фотоэлектрохимическом реакторе готовили раствор, содержащий активный кислород. Активный раствор готовился следующим образом. В воду вводился гидрокарбонат натрия в количестве 1 г/л, при этом производился барботаж воздухом в течение 1 часа до концентрации кислорода в воде 30 мг/л. После этого раствор подвергался электролизу в течение 30 минут до повышения концентрации кислорода 50 мг/л. В раствор далее подавалась перекись водорода в количестве 100 мг/л, после чего он подвергался облучению погружной ультрафиолетовой лампой в циркуляционном режиме. В завершение в раствор добавляется тиосульфат аммония до концентрации 0.15 моль/л. При вводе активного раствора в нижнюю часть выщелачиваемого материала, размещенного в кювете, происходило растворение части золота и его переход в жидкую фазу в форме тиосульфатного комплекса. Заранее готовили рассаду кукурузы из замоченных зерен с начала мая до середины-конца июня, после чего высаживали в верхний слой выщелачиваемой массы в лунки глубиной 30 см, вместе с удобрением, с интервалом 70-75 см. Подачу и откачку активного выщелачивающего (и одновременно питательного для растений) раствора через трубы начинали через 10-15 дней после высадки рассады. При этом, с одной стороны, начиналось активное развитие корневой системы кукурузы, размножение сопутствующих почвообразующих микроорганизмов и, соответственно, частичное разрушение органическими кислотами минеральных матриц полевого шпата, кварца, с обеспечением возможности контакта растворов с дисперсным золотом, а с другой - его взаимодействие с тиосульфатом аммония. Тиосульфатные комплексы золота остаются преимущественно в растворе, а органометаллические преимущественно накапливаются в пленочной воде, окружающей минеральные частицы, и усваиваются кукурузой. При этом активный раствор благодаря нахождению в нем углекислого газа, активного кислорода и тиосульфата аммония не только обеспечивает окисление и комплексообразование золота, но и способствует быстрому росту кукурузы как серо- и азотсодержащее удобрение. Кроме того, поскольку раствор закачивался через перфорированные трубки, имел место и интенсифицирующий рост кукурузы эффект гидропоники. Для нормального развития кукурузы в верхний слой при посадке добавляли удобрения. После выщелачивания металлов из минеральной массы, размещенной в кюветах, раствор направляли на сорбционные колонны, заполненные ионообменной смолой АВ-17, где осуществляли извлечение выщелоченного золота в комплексе с тиосульфатом. Далее раствор реактивировали, доукрепляли и закачивали через трубы в нижний слой выщелачиваемого материала. Созревшую кукурузу извлекали из минеральной массы и сжигали. Из полученной золы извлекали золото переплавкой ее с флюсами и последующей купеляцией. Общее извлечение золота составило 80%.

Аналогично выщелачиванию золота предлагаемым способом возможно выщелачивать и другие благородные металлы, например серебро.

1. Способ выщелачивания благородных металлов из техногенного сырья, включающий подготовку открытой выработки или емкости, гидроизоляцию ее стенок и днища, размещение в ней минеральной массы, подачу выщелачивающего раствора, собственно выщелачивание и извлечение благородных металлов, отличающийся тем, что до размещения минеральной массы сооружают в выработке или емкости систему закачных и откачных труб, перфорированных в нижней части на уровне будущей корневой системы растений, а после размещения минеральной массы производят в ее верхнем слое посадку семян или рассады растений, способных к накапливанию в своих тканях благородных металлов, подачу и откачку выщелачивающего раствора производят через систему закачных и откачных труб после наступления стадии активного формирования корневой системы растений, при этом в качестве выщелачивающего раствора применяют активный низкоконцентрированный выщелачивающий раствор, прошедший фотоэлектрохимическую обработку, а извлечение благородных металлов осуществляют сорбцией или электросорбцией его растворенных форм из откачных растворов и выделением его из растений, извлеченных из минеральной массы по достижении ими определенного размера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве активного выщелачивающего раствора используют раствор тиосульфата аммония, насыщенный предварительно активными формами кислорода и углекислым газом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве активного выщелачивающего раствора используют низкоконцентрированный раствор цианида натрия, насыщенный предварительно активными формами кислорода и углекислым газом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что посадку семян или рассады растений, способных к накапливанию в своих тканях благородных металлов, производят в слой почвы и/или песчано-глинистой смеси, размещенной на верхнем слое минеральной массы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, а именно к разработке месторождений способом растворения (выщелачивания) минералов, обладающих растворимостью.
Изобретение относится к области металлургии и горного дела, в частности к способу извлечения золота из лежалых хвостов намывных хвостохранилищ. .

Изобретение относится к выщелачиванию силикатных никель-кобальтовых руд методом кучного выщелачивания или методом подземного выщелачивания на месте их залегания с использованием продуктов неполного окисления серы.

Изобретение относится к созданию подземных резервуаров в отложениях каменной соли и может использоваться при создании подземных хранилищ для газонефтепродуктов. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при доработке запасов месторождения, остающихся после завершения отработки открытым способом.
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземном и кучном выщелачивании окисленных и смешанных медно-цинковых руд. .

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке сырья и может быть использовано при переработке ванадиевого шлака. .

Изобретение относится к разработке месторождений, преимущественно благородных металлов, методом кучного выщелачивания установки кучного выщелачивания и может быть применено в конструкции выщелачивающего узла в зоне многолетней мерзлоты.

Изобретение относится к разработке обводненных техногенных объектов и обогащению надрудных вод хвостохранилищ на месте их залегания. .

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидрометаллургической переработке сырья, и может быть использовано при переработке руд, отходов. .
Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых физико-химическими методами, и может быть использовано при переработке упорного рудного минерального сырья и техногенных отходов
Изобретение относится к способу извлечения металлов из металлсодержащего минерального сырья, в частности из металлосодержащих отходов, руд и/или рудных концентратов

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к физико-химическим методам обогащения полезных ископаемых. Поточная линия для круглогодичного кучного выщелачивания благородных металлов в криолитозоне включает железобетонную кювету с бортом, отсыпанный на нее рудный штабель, установленную под ним систему дренажа, соединенную с комплексом устройств для работы в летний период, состоящим из последовательно соединенных самотечными трубопроводами буферной емкости и расположенных ниже границы сезонного промерзания-оттаивания грунтов устройства для осаждения благородных металлов, вспомогательного насоса, приемной емкости, которая сообщена с устройством для доукрепления раствора и основным насосом, соединенным напорным трубопроводом с системой орошения, заглубленной в приповерхностный слой рудного штабеля, а также комплекс устройств для работы в зимний период, состоящий из последовательно соединенных дополнительными самотечными трубопроводами и расположенных ниже границы сезонного промерзания-оттаивания грунтов дополнительной буферной емкости, указанного устройства для осаждения благородных металлов, дополнительной приемной емкости, которая сообщена с указанным устройством для доукрепления растворов и дополнительным насосом, соединенным дополнительным напорным трубопроводом через устройство для подогрева раствора с системой орошения. Указанное устройство для осаждения благородных металлов сообщено аварийными трубопроводами с аварийной емкостью, дополнительной буферной емкостью и дополнительной приемной емкостью. Линия снабжена теплоизолирующим экраном и теплоизолирующим кожухом, которыми система дренажа и указанное технологическое оборудование отделены от многолетнемерзлых пород криолитозоны. Причем устройство для подогрева раствора имеет замкнутую систему теплоснабжения, которой соединены последовательно водяная рубашка газификатора твердого топлива и водяной котел теплогенератора, причем газовые горелки последнего соединены газоходом с газификатором, при этом отводящий патрубок отработавшего газа теплогенератора соединен газопроводом через распределительную задвижку с системой орошения, имеющей газоотвод в теплоизолирующем покрытии системы орошения на ее дальнем конце. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность работы поточной линии круглогодичного кучного выщелачивания благородных металлов в условиях криолитозоны за счет поддержания положительных температур на всем протяжении поточной линии в технологическом процессе выщелачивания путем улучшения термоизоляции рабочей зоны в процессе выщелачивания и подогрева системы орошения горячими газами во время технологических перерывов подачи нагретого раствора в зимнее время. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для круглогодичного кучного выщелачивания металлов из руд. Поточная линия для круглогодичного кучного выщелачивания металлов из руд включает последовательно установленные друг за другом рудный штабель, систему дренажа, железобетонную кювету, борт кюветы, насос, трубопровод, устройство для подогрева раствора, систему орошения, укрытую теплозащитным материалом, устройство для приема насыщенных растворов, насос с напорным трубопроводом, комплекс устройств для сбора и переработки насыщенных растворов. Линия дополнительно снабжена теплогазогенератором паровоздушной смеси, системой вертикальных и наклонных перфорированных труб, установленных в штабеле и снабженных датчиками измерения температуры, соединенными гибкой связью с устройством контроля и управления технологическим процессом. Вход теплогазогенератора связан с устройством контроля и управления технологическим процессом, а выход соединен с патрубками, закрепленными сверху перфорированных труб. Устройство для приема насыщенных растворов выполнено в виде решета и двух последовательно установленных друг за другом модулей, первый из которых на входе соединен с решетом, а второй, снабженный нагревательными элементами для подогрева раствора, на выходе соединен с насосом и напорным трубопроводом, связанными с комплексом устройств для сбора и переработки насыщенных растворов, при этом комплекс размещен в обогреваемом помещении. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса выщелачивания металлов из руд в период отрицательных температур, экологическую безопасность и надежность поточной линии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано для подземного выщелачивания металлов из руд, в частности к подготовке рудных тел на месте залегания к выщелачиванию. Способ подготовки рудных тел к выщелачиванию полезных компонентов на месте залегания включает закладку зарядов в веера скважин (11) в центральной части рудного тела, взрывание упомянутых вееров скважин и последующее нагнетание в центральную часть рудного тела технологического раствора через перфорационные каналы с разветвляющимися трещинами по периферии каналов, сформированные в верхней части рудного тела направленными взрывами. Закладку зарядов осуществляют с формированием водяного кольцевого зазора между зарядом взрывчатого вещества, дном и стенками скважины, после формирования кольцевого зазора скважину заполняют водой или тампонируют. Изобретение позволяет повысить раскрытие трещин и равномерность распределения выщелачивающего раствора в объеме рудного тела. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выщелачивании дисперсного золота из упорных руд. Способ включает бурение взрывных скважин в рудном месторождении, анализ бурового шлама, оконтуривание по результатам этого анализа зон, заряжание скважин формированием в них зарядов из взрывчатых веществ (ВВ) с дифференцированным удельным расходом ВВ по выделенным зонам. Затем ведут взрывание зарядов с дезинтеграцией руды и формированием в руде трещин, выщелачивание золота из взорванной руды путем орошения выщелачивающими растворами реагентов и выпуск продуктивных растворов. При этом скважины в зонах с тонковкрапленными рудными минералами и дисперсными формами нахождения золота бурят по уплотненной сети. Причем в центральной части зон при формировании в них зарядов ВВ размещают коаксиально встроенные друг в друга контейнеры с концентрированными растворами двух видов реагентов, образующих при смешивании взрывными газами высокоактивную реакционную смесь для окисления матриц руды, включающих дисперсное золото. Взрывание указанных зарядов производят с замедлением относительно зарядов ВВ, размещенных в скважинах, пробуренных в зонах с прожилковым характером оруденения и рядовой вкрапленностью, для формирования высокоактивной реакционной смеси, которая образующимися при взрыве зарядов ВВ газами инъектируется в трещины. Техническим результатом изобретения является повышение извлечения дисперсного золота за счет роста эффективности взрывной подготовки руд к выщелачиванию. 1 пр.

Изобретение относится к физико-химической геотехнологии, в частности к переработке некондиционного сульфидного рудного материала, содержащего цветные металлы, преимущественно медь, никель, кобальт, а также железо, и может быть использовано при обогащении рудного материала открытым способом. Способ геотехнологической переработки некондиционного сульфидного рудного материала включает формирование на первом антифильтрационном основании первого дренажного слоя и размещенного на нем выщелачиваемого слоя, содержащего некондиционный сульфидный рудный материал и пирротин, формирование на втором антифильтрационном основании, расположенном вне первого антифильтрационного основания, второго дренажного слоя и размещенного на нем обогащаемого слоя, активирование выщелачиваемого слоя со стороны его входа путем периодического орошения выщелачивающим водным или сернокислым раствором с переводом содержащихся в нем металлов в раствор, поступающий в первый дренажный слой, циклическое увлажнение металлсодержащим раствором обогащаемого слоя, осаждение никеля и кобальта в обогащаемом слое с образованием техногенной руды и отвод отработанного раствора из обогащаемого слоя через второй дренажный слой на сброс или на вход выщелачиваемого слоя. Дополнительно формируют соединенные последовательно участок извлечения меди и участок осаждения железа, при этом первый дренажный слой соединен с входом участка извлечения меди и входом выщелачиваемого слоя, а выход участка осаждения железа соединен с обогащаемым слоем и входом выщелачиваемого слоя. Используют металлсодержащий раствор с pH 1,8-2,2, который направляют вначале на участок извлечения меди и путем цементации на металлическом железе выделяют из него медь, затем обезмеженный металлсодержащий раствор направляют на участок осаждения железа, где раствор пропускают через термоактивированный карбонатит с крупностью частиц 0,1-0,2 мм при соотношении карбонатита и раствора 0,5-0,7 г/л, после чего раствор подают в обогащаемый слой для осаждения никеля и кобальта. Изобретение позволяет повысить эффективность переработки некондиционного сульфидного рудного материала и повысить степень извлечения металлов. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технологии подземного выщелачивания благородных металлов, например золота. Способ скважинного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпей и техногенных минеральных образований включает подачу в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов через систему закачных скважин с последующим извлечением золота. Подачу выщелачивающих растворов через систему закачных скважин производят путем инъекции раствора раздельными струями. Первоначально осуществляют подачу гидрокарбонатно-пероксидного раствора, подвергнутого фотоэлектрохимической обработке, затем, после паузы, осуществляют подачу раствора соляной кислоты с добавлением перекиси водорода, подвергнутого перед подачей ультрафиолетовому облучению. После выстаивания раствора в продуктивном пласте до достижения перехода основной части золота из минеральной массы в продуктивный раствор в скважинах размещают перфорированные капсулы с сорбентом, снабженные электродами, подают на электроды напряжение для обеспечения направленной диффузии ионов растворенного золота к сорбенту и его сорбции, а также довыщелачивания оставшегося в рудном пласте золота, затем насыщенный золотом сорбент извлекают и подвергают регенерации. Изобретение позволяет повысить эффективность выщелачивания.

Изобретение относится к горному делу, а именно к добыче полезных ископаемых методом блочного подземного выщелачивания. Способ подземного блочного выщелачивания полезных ископаемых включает в себя проходку в днище блока выработок дренажного горизонта для сбора продуктивных растворов, отбойку и магазинирование руды с оставлением над выработками дренажного горизонта предохранительного целика, бурение восстающих закачных скважин из выработок дренажного горизонта через предохранительный целик, подачу по ним выщелачивающего раствора в замагазинированную руду, сбор продуктивных растворов в выработках дренажного горизонта. Восстающие закачные скважины из выработок дренажного горизонта через предохранительный целик бурят до нижней границы замаганизированной руды, а выщелачивающий раствор в замагазинированную руду подают по восстающим закачным скважинам в смеси с воздухом в режиме гидродинамической кавитации. Изобретение позволяет повысить степень извлечения полезных ископаемых из руд, сократить продолжительность выщелачивания и снизить расход выщелачивающих реагентов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх