Способ подземного выщелачивания руд месторождений на геохимических окислительно-восстановительных барьерах



 


Владельцы патента RU 2535867:

Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Институт Минералогии, Геохимии и Кристаллохимии Редких Элементов" (ФГУП "ИМГРЭ") (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке методом подземного выщелачивания и кучного выщелачивания руд различных металлов (урана, меди, золота и др.) месторождений, образованных на геохимических окислительно-восстановительных барьерах. Способ подземного выщелачивания руд месторождений на геохимических окислительно-восстановительных барьерах включает сооружение геотехнологических скважин, приготовление на пластовой воде выщелачивающего раствора, подачу его в закачные скважины, извлечение продуктивных растворов из откачных скважин. При приготовлении выщелачивающего раствора повышают концентрацию в пластовой воде не менее трех входящих в нее веществ, количественные соотношения между ними сохраняют равными их соотношению в пластовой воде, содержание этих веществ и соотношение между ними определяют по пробам воды, взятым из окисленной части окислительно-восстановительного барьера. Технический результат - повышение эффективности выщелачивания. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке методом подземного выщелачивания (ПВ) и кучного выщелачивания (KB) руд различных металлов (урана, меди, золота и др.) месторождений, образованных на геохимических окислительно-восстановительных барьерах.

Наибольшее распространение получили способы ПВ при отработке урановых месторождений, окислительно-восстановительный барьер которых располагается в песчаных породах [1]. Эти способы включают в себя такие основные операции, как сооружение геотехнологических скважин, приготовление на основе пластовых вод выщелачивающих растворов, подачу их в закачные скважины, извлечение продуктивных растворов из откачных скважин. Среди этих способов известны способы, в которых при приготовлении выщелачивающих растворов используется подача в пластовую воду только одного реагента - серной кислоты [1] или кислорода в виде кислорода воздуха, технического (баллонного) кислорода или перекиси водорода [2].

К основным недостаткам сернокислотного выщелачивания относятся: большие затраты реагента на реакции с рудовмещающими породами, достигающие 30% от себестоимости добычи; сокращение производительности рабочих скважин из-за кольматационных явлений и связанные с этим дополнительные затраты на увеличение числа рабочих скважин; большие затраты энергии на подачу и извлечение растворов из скважин; заметное ухудшение экологической обстановки в подземной среде в связи с использованием реагента, отличающегося по составу от содержащихся в природных подземных водах веществ и др.

Кислородное выщелачивание практически лишено приведенных недостатков. Главным его недостатком является чрезвычайно низкая интенсивность выщелачивания, поскольку окисленный кислородом в твердой фазе уран и перешедший из плохо растворимой четырехвалентной формы в легкорастворимую шестивалентную форму не может перейти в раствор из-за недостаточного количества в нем веществ, с которыми он мог бы образовывать легкорастворимые соли. Этот недостаток кислородного ПВ с избытком перекрывает его достоинства, из-за чего он не может быть использован в промышленном масштабе.

Известен также способ, в котором при приготовлении выщелачивающего раствора используют добавки в пластовую воду двух содержащихся в ней веществ, а именно бикарбоната натрия и кислорода [3]. Этот способ по технической сущности наиболее близок к заявленному и поэтому принимается за прототип. В бикарбонатно-кислородном способе заметно уменьшены недостатки сернокислотного и кислородного способов, но недостаточно полно. Остается низкой интенсивность выщелачивания, заметным остается расход реагентов на реакции с вмещающими породами, не устранены кольматационные процессы и т.п.

Задачей изобретения является повышение эффективности выщелачивания за счет повышения интенсивности процесса ПВ, снижения затрат на реагенты, на подачу и извлечение растворов из скважин и других операций.

Эта задача решается в способе ПВ руд на геохимическом окислительно-восстановительном барьере, включающем сооружение геотехнологических скважин, приготовление на пластовой воде выщелачивающего раствора, подачу его в закачные скважины, извлечение продуктивных растворов из откачных скважин, при этом согласно изобретению при приготовлении выщелачивающего раствора повышают концентрацию в пластовой воде не менее трех входящих в нее веществ, количественные соотношения между концентрируемыми веществами сохраняют равными их соотношению в пластовой воде, содержание этих веществ и соотношение между ними определяют по пробам воды, взятым из окисленной части окислительно-восстановительного барьера.

Операции этого способа и сочетания между ними ранее не известны в практике ПВ. Они позволяют получить новые технические результаты от их применения и связанное с ними повышение эффективности ПВ руд.

Одним из этих результатов является существенное сокращение затрат реагентов выщелачивающего раствора на реакции с рудовмещающими породами.

Этот результат основывается на представлениях о геохимических процессах, проходящих на урановых месторождениях, приуроченных к окислительно-восстановительным барьерам. Согласно этим представлениям поток подземных вод, несущий растворенный кислород в количестве до 8 мг/л [4], при входе в геохимический барьер начинает окислять находящийся в твердой фазе уран и переводить его из четырехвалентной в легкорастворимую шестивалентную форму. Этот уран, контактируя с компонентами пластовой воды, с которыми он образует легкорастворимые соли, переходит в пластовую воду и переносится с ней в неокисленную, восстановительную часть барьера. Здесь кислород расходуется на окисление восстановительных компонентов вмещающих пород (двухвалентное железо, органика и др.), уран восстанавливается до четырехвалентной формы и выпадает в осадок.

В пластовой воде, входящей в барьер и содержащей уран обычно в концентрациях n-10-6 г/л, по мере продвижения по барьеру и растворения урана в барьере его концентрация повышается до n-10-4 - n-10-3 г/л. Затем по мере расходования кислорода концентрация урана снижается до n-10-7 г/л при выходе пластовых вод из барьера [5]. Этот процесс определяет накопление урана в барьере и перемещение барьера вдоль потока подземных вод. Характерным для этого процесса является практически малоизменяющийся в барьере состав подземных вод за исключением урана и кислорода.

С геотехнологических позиций входящие в барьер подземные воды являются природным выщелачивающим раствором, пластовая вода внутри барьера с повышенным содержанием урана является продуктивным раствором и исходящие из барьера подземные воды - маточным раствором. Маточный раствор в данном случае после его насыщения кислородом может стать выщелачивающим.

Отсутствие заметных изменений в составе подземных барьера (кроме кислорода и урана) объясняется тем, что этот состав находится в равновесии с составом вмещающих пород. Использование же для выщелачивания этих рудовмещающих пород растворов, отличающихся по составу от пластовых вод, приводит к нарушению равновесия между раствором и породой, к возникновению между ними реакций и расходованию выщелачивающих реагентов на эти реакции.

Согласно изобретению использование в качестве выщелачивающего раствора пластовой воды с повышенными концентрациями не менее трех растворенных в ней веществ практически мало меняет по составу выщелачивающий раствор от состава пластовой воды. Тем самым сохраняется равновесие между выщелачивающим раствором и рудовмещающей породой и устраняются причины возникновения между ними реакций и расходования на них реагентов.

Другим техническим результатом является повышение интенсивности процесса ПВ за счет создаваемых условий для дополнительного перехода урана в раствор. Например, выщелачивание урана из руды пластовой водой гидрокарбонатно-сульфатно-натриевого состава с добавками кислорода, бикарбоната натрия и сульфата натрия схематично может быть выражено следующими возможными реакциями [1, 3].

В приведенном списке реакций первая из них (1) выражает реакцию окисления минерала уранинита (UO2) с переводом урана из четырехвалентной в шестивалентную форму. Вторая реакция (2) выражает растворение (выщелачивание) урана в растворе бикарбоната натрия (NaHCO3) и перевода его в растворимый уранилтрикарбонатный комплекс. Третья реакция (3) выражает растворение урана в растворе сульфата натрия (Na2SO4) с возможностью возникновения уранилтрисульфатного комплекса. Эта реакция в практике ПВ не применяется из-за появления в растворе щелочи (NaOH), переводящей уран в нерастворимые полиуранаты. Четвертая реакция (4) выражает реакцию между продуктами реакций (2) и (3). Пятая реакция является суммирующей первых четырех реакций с использованием коэффициентов, обеспечивающих полноту участия входящих в эти реакции веществ.

Как видно из этих реакций, полному растворению урана при бикарбонатном выщелачивании по реакции (2) препятствует сопутствующий этой реакции продукт в виде углекислоты (СO2). Кроме того, появление углекислоты способствует растворению трудно растворимых карбонатов кальция и магния, которые, как следует из практики ПВ, затем выпадают в осадок в прифильтровой зоне откачных скважин, кольматируя ее и снижая производительность этих скважин. В реакции (3), как отмечалось ранее, сопутствующий продукт в виде щелочи препятствует существенному растворению урана. При совместном же протекании реакций (2) и (3) вредные для растворения урана сопутствующие продукты нейтрализуют друг друга по реакции (4), продуктом которой является благоприятствующий для выщелачивания урана бикарбонат натрия и снижающий также его потребность по реакции (2).

Итоговым техническим результатом реакций (1)-(5), когда выщелачивание урана после его окисления кислородом производилось смесью двух выщелачивающих растворов, является получение более концентрированных по урану растворов, чем простое сложение концентраций от каждого из них. Этот интенсифицирующий процесс ПВ эффект не известен из практики применения способов ПВ. По существу приведенные реакции соответствуют проведению ПВ смесью карбонатного и сернокислотного растворов, это видно из следующей реакции.

Приведенная смесь карбоната натрия и серной кислоты не укладывается в установившуюся многолетнюю практику раздельного использования этих растворов при ПВ руд [1, 3].

Еще один технический результат, влияющий на эффективность ПВ, определяется операцией в изобретении по определению состава подземных вод по пробам воды, взятым из окисленной части геохимического барьера, т.е. из той части барьера, в которой пластовая вода является естественным выщелачивающим раствором. Эта операция позволяет определить наиболее точно состав и пропорции между растворенными в пластовой воде веществами, концентрации которых следует повышать при приготовлении выщелачивающего раствора. Эти пропорции могут быть несколько искажены в других частях барьера, что может понизить эффективность приготовляемого по ним раствора, как выщелачивающего. Особенно это касается содержания кислорода, величина подачи которого в выщелачивающий раствор может быть существенно занижена, если бы содержание кислорода определялась в какой - либо другой части барьера.

Для определения величины минимально необходимого повышения концентраций растворенных в пластовой воде веществ при приготовлении выщелачивающего раствора для достижения в продуктивном растворе промышленных содержаний выщелачиваемого элемента, исходя из предыдущих представлений, может быть использована следующая пропорция:

где k - коэффициент повышения концентраций,

Ср - минимально промышленная концентрация выщелачиваемого элемента,

Cb - максимальное содержание выщелачиваемого элемента в природной воде барьера.

При использовании этой пропорции для урановых месторождений можно предполагать, что фактически получаемые концентрации урана будут превышать расчетные по формуле (7) значения, поскольку формула получена при учете влияния на выход урана в раствор только одного реагента - кислорода пластовой воды.

Пример применения способа приводится для уранового месторождения, в котором основным ураносодержащим минералом является уранинит. Месторождение приурочено к геохимическому окислительно-восстановительному барьеру в песчаном водоносном горизонте и вскрыто системой рабочих закачных и откачных скважин. По пробам воды, взятым в пределах геохимического барьера, установлено, что в окисленной части барьера воды относятся к гидрокарбонатно-сульфатно-натриевому типу и содержат кислород в концентрации 5 мг/л.

Общее солесодержание в пластовой воде составляет 0,5 г/л, из этого количества, в пересчете на вещественный состав, приходится бикарбонат натрия 0,25 г/л и на сульфат натрия 0,20 г/л. Эти соли составляют 90% от их общего количества в пластовой воде. Максимальное содержание урана в пластовой воде в центральной части барьера составляет 0,5 мг/л.

Технико-экономическими расчетами установлено, что для природных условий месторождения минимальное содержание урана в продуктивном растворе должно составлять 10 мг/л и соответственно коэффициент концентрирования растворенных в пластовой воде веществ, определенный по формуле (7), равен 20. В соответствии с этим коэффициентом готовят выщелачивающий раствор посредством подачи в пластовую воду перекиси водорода в пересчете на кислород 100 мг/л, бикарбоната натрия 5,0 г/л и сульфата натрия 4,0 г/л.

После подачи выщелачивающего раствора с таким содержанием солей в закачные скважины и выщелачивания ими урана из руды по мере прохождения через нее растворов до откачных скважин этот раствор становится продуктивным с содержанием урана 30 мг/л, что превышает его значение по прототипу. Этот раствор после извлечения из него трехокиси урана(UO3) на перерабатывающей установке используют вновь для выщелачивания с добавкой 100 мг/л кислорода, но уже без добавок бикарбоната и сульфата натрия. Этот процесс продолжается до полного извлечения урана из руды.

Таким образом, применение способа позволяет увеличить интенсивность выщелачивания при существенном сокращении затрат на реагенты. По прототипу и аналогам выщелачивающие реагенты подаются в течение всего срока отработки месторождения и их расход достигает нескольких десятков кг на 1 кг добытого урана. По изобретению такой расход многократно меньше. Кроме того, появляется ряд положительных результатов, таких как увеличение производительности откачных скважин за счет минимизации кольматационных явлений, сокращение затрат на восстановление природной среды в связи с неизмененным составом подземных вод и др.

Другим примером применения изобретения с теми же техническими результатами является его использование на одном из месторождений рения на окислительно-восстановительном барьере. На этом месторождении общее солесодержание в пластовой воде составляет 450 мг/л, из этого количества, в пересчете на вещественный состав, приходится на хлорид натрия (NaCl) 250 мг/л, на сульфат магния (MgSO4) 150 мг/л и на сульфат трехвалентного железа (Fe2(SO4)3) 8 мг/л. Эти соли составляют более 90% от их общего содержания в пластовой воде. Установлено также, что максимальное содержание рения в этой воде составляет 0,002 мг/л.

Технико-экономическими расчетами установлено, что для природных условий месторождения минимальное содержание рения в продуктивном растворе должно составлять 0,1 мг/л и соответственно коэффициент концентрирования растворенных в пластовой воде веществ, определенный по формуле (7), равен 50. В соответствии с этим коэффициентом готовят выщелачивающий раствор посредством подачи в пластовую воду хлорида натрия 12,5 г/л, сульфата магния 7,5 г./л и сульфата трехвалентного железа 0,4 г/л.

После подачи выщелачивающего раствора с таким содержанием солей в закачные скважины и выщелачивания ими рения из руды по мере прохождения через нее растворов до откачных скважин этот раствор становится продуктивным с содержанием рения 1,0 мг/л, что превышает его значение по известным аналогам. Этот раствор после извлечения из него рения на перерабатывающей установке используют вновь для выщелачивания с доокислением оставшегося в нем железа в сульфате до трехвалентного состояния, но уже без добавок хлорида натрия и сульфата магния. Этот процесс продолжается до полного извлечения рения из руды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Добыча урана методом подземного выщелачивания / Мамилов В.А., Петров Р.П., Шушания Г.Р. и др. Под ред. В.А. Мамилова. - М.: Атомиздат, 1980, 148 с.

2. Культин Ю.В., Новгородцев А.А., Фоменко А.Е., Васюта О.Н., Алтунин О.В. Оценка возможности разработки комплексного уран-молибден-рениевого месторождения способом подземного выщелачивания. Горный журнал, 2007, №6, с.47-51.

3. Тураев Н.С., Жерин И.И. Химия и технология урана. - М.: ЦНИИАТМИНФОРМ, 2005, 407 с.

4. Бровин К.Г., Грабовников В.А., Шумилин М.В., Язиков В.Г. Прогноз, поиски, разведка и промышленная оценка месторождений урана для отработки подземным выщелачиванием. - Алматы: Гылым, 1997, - 397 с.

5. Разведка месторождений урана для отработки методом подземного выщелачивания /Шумилин М.В., Муромцев Н.Н., Бровин К.Г. и др. - М.: Недра, 1985, 208 с.

1. Способ подземного выщелачивания руд месторождений на геохимических окислительно-восстановительных барьерах, включающий сооружение геотехнологических скважин, приготовление на пластовой воде выщелачивающего раствора, подачу его в закачные скважины, извлечение продуктивных растворов из откачных скважин, отличающийся тем, что при приготовлении выщелачивающего раствора повышают концентрацию в пластовой воде не менее трех входящих в нее веществ, количественные соотношения между ними сохраняют равными их соотношению в пластовой воде, содержание этих веществ и соотношение между ними определяют по пробам воды, взятым из окисленной части окислительно-восстановительного барьера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения минимальной величины повышения концентраций содержащихся в пластовой воде веществ используют формулу:
k=Cp/Cb,
где k - коэффициент повышения концентраций,
Cp - минимально промышленная концентрация выщелачиваемого элемента,
Cb - максимальное содержание выщелачиваемого элемента в природной воде барьера.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к горнодобывающей отрасли, в частности к способам образования подземной соляной каверны и способам ее использования. Установка для формирования растворением и накопления газа в соляной каверне (26), образованной посредством формирования растворением, содержит колонну (70) труб, предназначенную для отклонения потока, выполненную с обеспечением сообщения по текучей среде с двумя или более концентрическими трубами (2, 2А) в одном основном стволе скважины, с, по меньшей мере, одним боковым отверстием (44), проходящим от внутреннего канала (25), с наружным кольцевым каналом (24), сообщающимся с поверхностью под одним комплектом фонтанной арматуры с задвижками.

Изобретение относится к горному делу, а именно к геологическим способам добычи руд цветных металлов. Способ подземного выщелачивания окисленных никель-кобальтовых руд включает вскрытие рудного тела системой закачных и откачных выработок, подачу в закачные выработки выщелачивающего раствора, подъем через откачные выработки продукционного раствора и его переработку.

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.
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.

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.
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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к подземной разработке месторождений, представленных пологими и наклонными жилами. Отработку очистных блоков при выемке жил ведут в две стадии. На первой стадии заполняют выработанное пространство при продвижении фронта очистной выемки путем уборки после отбойки руды в каждом очистном цикле из каждого рудного вала только части отбитой рудной массы в виде полосы, прилежащей непосредственно к очистному забою, ширину которой определяют по формуле. Так как при отбойке каждого слоя в выработанном пространстве очистного блока оставляют часть рудного вала, то после отбойки всего блока выработанное пространство будет полностью заполнено отбитой рудной массой. На второй стадии отработки блока производят гидроизоляцию всех выработок на его внешнем контуре и методами физико-химической геотехнологии извлекают из руды, заполняющей выработанное пространство, полезные компоненты, а переработанную таким образом руду оставляют в качестве закладки. Изобретение позволяет повысить эффективность подземной разработки пологих и наклонных жил, снизить объемы непроизводительных работ по поддержанию выработанного пространства, возрастающие по мере увеличения глубины разработки. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке высокогорных рудных месторождений. Способ выщелачивания отвалов включает образование отвала из горной массы с забалансовым содержанием полезного компонента, инъектирование твердеющей смесью нижней зоны отвала, представленной в результате сегрегации горной массы по крупности крупноблочным материалом, инъектирование верхней зоны растворами реагентов по скважинам, пройденным из выработки в склоне горы. Выработку проходят наклонно, параллельно склону по центру водосбора балки, использованной для отвалообразования. Зону выщелачивания продвигают участками снизу вверх. После завершения выщелачивания на отдельном участке вместо реагентов для выщелачивания начинают прокачивать растворы для их нейтрализации, а затем вяжущие, твердеющие вещества. Технический результат - повышение эффективности извлечения полезных компонентов из отвалов, снижение отрицательного воздействия отвалов на окружающую среду и создание условий для их последующей рекультивации. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано, в частности, при подземном выщелачивании рыхлых осадочных пород, содержащих Cu, Au, Mo, U, NaCl, MgCl2·6H2O и др. Способ выщелачивания полезных ископаемых из продуктивного пласта включает бурение закачных и откачных стволов, подачу выщелачивающего раствора через закачной ствол и откачку продуктивного раствора через откачной. Бурение закачных и откачных стволов производят в одном направлении, располагая откачные стволы под закачными. После бурения первой пары закачного и откачного стволов бурение следующих пар стволов производят по часовой стрелке от первой пары с шагом 45°, а подачу выщелачивающего раствора осуществляют после бурения очередной пары стволов. После откачивания продуктивного раствора использованные стволы заглушают и осуществляют бурение новых стволов против часовой стрелки с шагом от первого откачного и закачного стволов на 22,5°, а последующих - на 45°. При наклонном залегании рудного пласта бурение откачных и закачных стволов осуществляют под углом залегания рудного пласта. Технический результат - повышение эффективности выщелачивания полезных ископаемых. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к технологии выщелачивания металла, и может быть использовано при подземном выщелачивании металлов из руд. Способ извлечения металлов из руд включает последовательную закачку в пласт через систему закачных скважин раствора, содержащего хлористый водород и гипохлорит натрия, откачку продуктивных растворов через систему откачных скважин. После подачи закачного раствора в пласт осуществляют подачу под давлением, превышающим давление в пласте, гидравлической среды, обеспечивающей кислотность раствора рН 1.5-2.5, формирование гидроудара в пласте и являющейся дополнительным выщелачивающим агентом. В качестве гидравлической среды используют серную, азотную, угольную или сернистую кислоту или их смеси. В качестве гидравлической среды могут использовать смесевые растворы карбоната-гидрокарбоната натрия (Na2CO3+NaHCO3), карбоната-гидрокарбоната аммония ((NH4)2CO3+NH4HCO3), карбоната-гидроксида натрия (Na2CO3+NaOH) или рассол с карбонатом натрия, насыщенный CO2. После подачи гидравлической среды в пласт вновь подают закачной раствор, содержащий песок фракции 0.5-2 мм. Технический результат - повышение эффективности извлечения металла из руд, а также снижение вредного воздействия на окружающую среду. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технологии выщелачивания благородных металлов, например золота. Способ кучно-скважинного выщелачивания золота из техногенных минеральных образований или песков неглубокозалегающих россыпей включает бурение закачных скважин, подачу через них в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов, сбор продуктивных растворов, последующее сорбционное извлечение золота из продуктивных растворов. Предварительно в выщелачиваемом материале формируют дренажные выработки путем локального извлечения золотосодержащей минеральной массы из зон с повышенным содержанием илисто-глинистых фракций и/или промышленно ценных компонентов. Бурение закачных скважин осуществляют между дренажными выработками. Извлеченную при формировании дренажных выработок минеральную массу подвергают агломерации с выщелачивающим раствором и цементом и складируют ее на поверхности зон с пробуренными скважинами, после чего осуществляют закачку концентрированных растворов выщелачивающих реагентов в оставшуюся неизвлеченной золотосодержащую минеральную массу и техногенное образование или пески россыпи через систему закачных скважин, производят этими растворами диффузионное выщелачивание золота, после чего орошают минеральную массу через поверхность и через закачные скважины водой или низкоконцентрированными растворами, производят дренаж продуктивных растворов через сформированные дренажные выработки и сорбционное извлечение золота из продуктивных растворов. Технический результат - повышение эффективности выщелачивания. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к технологии кучного выщелачивания благородных металлов, например золота, из руд и может быть использовано при освоении месторождений упорных руд. Способ кучного выщелачивания золота из руд включает дробление руды, формирование из дробленой руды штабелей, выщелачивание золота путем подачи раствора реагента в штабель до падения содержания золота в продуктивных растворах ниже технологического предела, бурение скважин, размещение в них взрывчатых веществ, взрывание зарядов, довыщелачивание минеральной массы, сбор продуктивных растворов с последующим извлечением из продуктивных растворов золота. При бурении скважин осуществляют опробование минеральной массы, по результатам которого устанавливают контуры зон кольматации с повышенным содержанием шламово-глинистых фракций, закачивают под давлением в эти зоны через скважины концентрированные щелочно-цианидные выщелачивающие растворы, осуществляя с их помощью диффузионное выщелачивание золота. После выдерживания паузы размещают заряды ВВ, помещенные в ампулы с водой, в частях скважин, расположенных в пределах зон кольматации. Производят взрывание зарядов, осуществляя рыхление материала с одновременной взрывоинъекционной обработкой образующейся при взрыве зарядов водно-газовой смесью, после чего производят довыщелачивание минеральной массы путем орошения всего штабеля слабым щелочно-цианидным раствором. Технический результат - повышение эффективности выщелачивания. 1 пр.
Изобретение относится к горному делу. Способ переработки бурого угля на месте его залегания включает бурение вертикальных, наклонных или горизонтальных скважин с дневной поверхности до залежи, одновременное механическое воздействие аксиальной и радиальными гидромониторными струями из скважинного гидродобычного снаряда. Осуществляют физическое воздействие посредством вращения радиальных струй, раскручивая вокруг скважинного гидродобычного снаряда дробленую массу горной породы, реализуя эффект струйной мельницы. Получают суспензию с первой дисперсной средой в виде первого целевого продукта - жидкого концентрата водорастворимых гуминовых кислот, который после вращательного отмучивания бурого угля и неорганической компоненты через фильтр засасывается скважинным гидродобычным снарядом и выдается на дневную поверхность. После осушения выемочной камеры осуществляют физико-химическое воздействие на отмученный бурый уголь посредством подачи в выемочную камеру подщелоченной воды, которая в качестве второго целевого продукта через фильтр засасывается скважинным гидродобычным снарядом и выдается на дневную поверхность. Дальнейшее получение целевых продуктов. Технический результат заключается в существенном росте производительности и расширении спектра получаемых в процессе добычи целевых продуктов в виде полезных компонентов полезного ископаемого.

Изобретение относится к горно-металлургическому комплексу, включая геотехнологии, гидрометаллургию и порошковую металлургию. Способ получения металлического продукта на месторождении оолитовых железных руд включает подземное выщелачивание железа путем первоначального растворения скорлупы оолитов в условиях перемешивания оолитов и раствора соляной кислоты в выемочной камере посредством организованного кругового вращательного движения смеси рудной массы с растворителем вокруг скважинного добычного снаряда, подъем полученного продуктивного раствора хлорида железа на дневную поверхность по скважине, перевод железа из жидкого в твердое агрегатное состояние в виде порошка железа. Подъем первого продуктивного раствора железа по скважине сочетают с его гидрометаллургическим переделом с использованием теплопередачи и восстанавливающих свойств вертикального газового потока путем организации эрлифтно-струйного подъема раствора хлорида железа, его испарения и восстановления железа нагретым водородом с последующей выдачей твердо-паро-газовой смеси на дневной поверхности на циклонирование с выделением железного порошка и паро-газовой смеси регенерированной соляной кислоты и избыточного водорода. Железный порошок используется для получения вблизи добычной скважины металлического продукта методами порошковой металлургии. Паро-газовая смесь охлаждается с разделением на газ (водород) и жидкость (соляная кислота), которые возвращаются в процесс на следующей добычной скважине и выемочной камере. Затем получают второй продуктивный раствор из облупленных оолитов в виде коллективного концентрата железа и полезных примесей, который эрлифтным подъемом доставляют на поверхность для гидрометаллургического передела. Технологическая линия для осуществления способа включает участок подземного выщелачивания железа, скважинный участок передельного продукта и наземный передельный участок, содержащие, соответственно, скважинное оборудование для подачи в выемочную камеру растворителя, выдачи продуктивного раствора и гидрометаллургическое оборудование. Оконечная часть скважинного оборудования выполнена в виде добычного снаряда, содержащего торцевую, две радиальные и две тангенциальные гидромониторные насадки для выдачи под давлением струй растворителя, обеспечивающих формирование выемочной камеры и вращательное перемешивание смеси оолитов и растворителя, эрлифтно-газоструйное подъемное устройство, обеспечивающее подъем промежуточного продукта и его внутрискважинный гидрометаллургический передел. Наземное оборудование представлено разделительным циклоном, разделительным холодильником и оборудованием для получения металлического продукта методами порошковой металлургии, включая металлические формы для формирования порошкообразных изделий путем холодного прессования под давлением 30-100 МПа, печь для спекания прессовки при температуре ниже температуры плавления металла в восстановительной атмосфере водорода с превращением прессовки в монолитное изделие. Технический результат - повышение эффективности получения металлического продукта на месторождении оолитовых железных руд. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземного выщелачивания металлов из руд и техногенных минеральных образований. Способ комбинированной разработки руд включает выемку богатой руды на поверхность, обогащение богатой руды, заполнение выработанного пространства дезинтегрированной закладкой, состоящей из хвостов обогащения богатой руды и рядовой руды, выщелачивание металлов из материалов закладки. Хвосты обогащения богатой руды перед выщелачиванием подвергают гранулированию с добавлением цемента и воды, активированной ультразвуком в течение 8-10 минут, при частоте 2,0-2,2*104 Гц, с последующим выстаиванием гранул в течение 20-22 суток. Технический результат - повышение эффективности разработки, а также снижение экологического ущерба на окружающую среду. 3 ил.
Наверх