Способ комбинированной разработки руд



Способ комбинированной разработки руд
Способ комбинированной разработки руд

 


Владельцы патента RU 2585293:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") (RU)

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.

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземного выщелачивания металлов из руд и техногенных минеральных образований.

Известен способ комбинированной разработки руд, включающий выемку богатой руды и выщелачивание металлов из оставшейся части руды на месте ее залегания. После чего производят закладку камер твердеющей смесью, а образуемое последующей выемкой целиков пространство заполняют дезинтегрированной (сухой) закладкой, которая состоит из хвостов сортировки и обогащения богатой руды и рядовой руды, полученной при проходке подготовительных и нарезных выработок. После чего производят взрывание оставшейся рядовой руды. Выщелачивание металлов из рядовой руды и материалов закладки проводят в две стадии: на первой - шахтными водами, насыщенными кислородом, с подачей в них штаммов тионовых бактерий, а на второй - растворами основных активированных выщелачивающих реагентов (см. пат. РФ №2361077, МПК E21B 43/28, E21C 41/00, опубл. 10.07.2009).

Недостатками данного способа являются большие капиталовложения на производство кислорода и тионовых бактерий; процесс выщелачивания дезинтегрированной закладки может привести к кольматации, что резко снизит процент извлечения полезного компонента.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности способа за счет гранулирования хвостов обогащения богатой руды для подготовки минеральной массы к последующему выщелачиванию ценного компонента, повышения прочности гранул при использовании их в качестве закладки для поддержания выработанного пространства, снижения процентного содержания цемента при изготовлении гранул.

Результат достигается тем, что способ комбинированной разработки руд, включающий 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, отличается тем, что 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 гранулированной массы в течение 20-22 суток.

Гранулирование хвостов обогащения с добавлением цемента и активированной ультразвуком воды позволяет повысить прочность гранул с целью использования их в качестве закладки для поддержания выработанного пространства, снизить процентное содержание цемента при изготовлении гранул, подготовить минеральную структуру гранулированной массы к последующему эффективному выщелачиванию ценного компонента. Полученную гранулированную массу выстаивают в течение 20-22 суток, что позволяет достичь максимальной прочности.

С целью установления воздействия ультразвуковых колебаний на характер изменения прочностных свойств гранулированной закладки проведены лабораторные исследования. Гранулы двух видов изготовлены методом окомкования. Гранулы 1-го вида изготовлены из раствора, состоящего из хвостов, цемента и воды, обработанного СВЧ излучением различной мощности (от 160 до 800 Вт) и продолжительности по времени (от 1 до 9 мин). Гранулы 2-го вида изготовлены на основе воды, обработанной ультразвуком (время обработки от 1 до 15 мин).

В обоих случаях использовали обычную водопроводную воду. Содержание цемента во всех гранулах составило 10%. После изготовления все гранулы высушивались при комнатной температуре (20-25°C) в течение 14 дней.

Обработку раствора СВЧ излучением производили в микроволновой печи. Воздействие на воду ультразвуком осуществляли магнитострикционным излучателем при частоте 2.5∗105 ГЦ.

Прочность гранул определяли индикатором механических свойств «Викинг» путем раздавливания их в количестве 10 штук для каждого опыта. На графике (фиг. 1) представлены результаты исследований изменения прочности гранул в зависимости от времени обработки раствора и мощности СВЧ излучения.

Из графика видно, что прочность гранул возрастает по мере увеличения мощности СВЧ излучения и времени обработки раствора. Наибольшее увеличение прочности гранул происходит при мощности излучения 800 Вт и времени обработки 9 минут. В целом прочность образцов в исследуемых интервалах увеличилась на 15-20%. Это объясняется тем, что при действии электромагнитного поля на суспензию, содержащую в качестве дисперсионной среды воду, в системе вода-цемент-хвосты возникают области (микроканалы) пространственного заряда. При этом силы действия магнитного поля сопоставимы с тепловым движением и оказывают влияние на физико-химические процессы. Это меняет характер и скорость переноса вещества, а также является одной из причин временного нарушения равновесного состояния в структурно-организованной системе. Образование флуктуирующих микроканалов обусловлено наличием в воде противоположно заряженных ионов, а также наличием свободных протонов и гидроксидных групп воды, имеющих аномально высокие значения подвижности.

Характеристики изменения прочности гранул в зависимости от времени обработки воды ультразвуком представлены на фиг. 2.

Из графика видно что, по мере увеличения времени обработки воды ультразвуком, возрастает и прочность гранул. При этом максимальный прирост прочности гранул наблюдается после 10-15 минут ультразвукового воздействия на воду и составляет 25-30%. Это объясняется тем, что энергия ультразвуковых колебаний, вводимая в воду, приводит к изменению ее физико-химических свойств: плотности, диэлектрической проницаемости, поверхностного натяжения, снижается общая жесткость воды и увеличивается растворяющая способность.

На фиг. 3 представлена сравнительная диаграмма прочности гранул в зависимости от способа активации.

Из диаграммы видно, что наиболее прочными являются гранулы, изготовленные на основе воды, обработанной ультразвуком. Прочность этих гранул на 30% выше прочности обычных гранул и на 11% активированных СВЧ излучением.

Выводы:

1. Выявлены изменения прочности гранул в зависимости от времени обработки раствора и мощности СВЧ излучения.

2. Установлены изменения прочности гранул в зависимости от времени обработки воды ультразвуком.

Способ осуществляется следующим образом.

При подземной разработке месторождений полезных ископаемых добытая богатая руда поднимается на поверхность и поступает на обогатительную фабрику, где производят обогащение руды.

Из смеси хвостов обогащения богатой руды с цементом изготавливают гранулы с добавлением воды, активированной ультразвуком. Размер гранул 20-30 мм, содержание цемента в гранулах 10-15%. Обработка воды ультразвуком осуществляется при помощи промышленных ультразвуковых установок, время активации 8-10 минут, при частоте 2,0-2,2∗104 Гц. После изготовления гранулы выдерживают в складских условиях в течение 20-22 суток для набора прочности. Прирост прочности гранул 25-30%.

Полученную гранулированную массу размещают в подземном выработанном пространстве в качестве гранулированной закладки и техногенного сырья для выщелачивания. Производят выщелачивание металлов из материалов закладки.

Предлагаемой способ позволяет использовать хвосты обогащения в качестве гранулированной закладки, тем самым превращая ее во вторичное техногенное сырье для последующего выщелачивания, получить дополнительный доход горнодобывающего предприятия и снизить экологический ущерб на окружающую среду.

Способ комбинированной разработки руд, включающий 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, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке тонких, пологих и наклонных жил. Способ заключается в подготовке и нарезке очистных блоков, взрывной отбойке секций скважинами с формированием породного вала, параллельного очистному забою, в возведении закладочных перемычек вдоль подготовительных выработок и в заполнении промежутков между смежными породными валами твердеющей закладкой.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой.
Изобретение относится к области горного дела, к разработке рудных месторождений системами с твердеющей закладкой выработанного пространства. Способ ослабления контакта между рудным телом и твердеющим закладочным массивом включает размещение на поверхности рудного борта выработки активирующего вещества, подачу твердеющей закладки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ликвидации вертикальных горных выработок как на действующих, так и на ликвидируемых горных предприятиях.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел камерными системами. Способ включает проходку выработок для деления рудного тела на панели, камерно-целиковый порядок выемки руды в панели и закладку выработанного пространства твердеющей смесью.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к бесцементным составам вяжущих из отходов промышленности. Задачей изобретения является достижение более высокой прочности.
зобретение относится к горной промышленности, и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом с закладкой выработанного пространства.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами, например кимберлитовых трубок.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открыто-подземным способом мощных крутопадающих ценных рудных тел. Техническим результатом является уменьшение потерь и разубоживание при отработке прибортовых запасов руды от налегающих пород.

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.
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.
Изобретение относится к технологии кучного выщелачивания благородных металлов, например золота, из руд и может быть использовано при освоении месторождений упорных руд.
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.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к технологии выщелачивания металла, и может быть использовано при подземном выщелачивании металлов из руд.

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.

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.

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.

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.

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 плавучему сортировочно-классификационному комплексу. Комплекс включает виброгрохот, гидроциклон для песка, соединительные трубопроводы, лотки гравийный и песковый, грунтовый насос, гидроклассификатор, снабженный сливом и грунтосборником.
Наверх