Способ переработки серосодержащих руд

 

,,ñ0

Клас= 12 i, 24.;

40,+ 26

АВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

OHHCRHHE способа переработки серосодержащих руд.

K зависимому авторскому свидетельству Г. П. Давидянц, заявленному

18 декабря 1934 года (спр. о перв. № 159201).

Основное авторское свидетельство на имя В. И. Фоменко от 31 октября

1935 года № 44540.

О выдаче зависп:. ого авторского свидетельства опубликовано 31 октября 1935 года. (105) Использование колчеданных месторождений з настоящее время производится следующим образом: 1) добыча колчеданов обыкновенными горными работами; 2) доставка руды на поверхность и транспортировка к печам; 3) обжиг s механических печах для получения сернистого ангидрида (предварительное дробление и если есть ценные металлы, то извлечение их пирометаллургическим методом).

В авторском свидетельстве № 44540 уже предлагалось производить обжиг руд непосредственно в недрах земли.

Способ, составляющий предмет настоящего изобретения, является дальнейшим шагом в вопросе переработки руд, а именно предлагается непосредственно в недрах земли производить как обжиг, так и выщелачивание получаемых при этом соединений.

Для осуществления способа необходимы некоторые предварительные разработки, схема которых представлена на прилагаемых чертежах: фиг. 1 представляет разрез вкрест простирания; фиг. 2— то же по простиранию в период подготовки; фиг. 3 — при полком развитии работ; фиг. 4 — план.

На двух концах намеченного участка пробиваются до почвы месторождения два шурфа 1 и 2 и вне намеченного участка третий 3 с глубиной на 10 — 15 яг ниже почвы месторождения. Между шурфами производится сбойка путем подсечки всего намеченного для эксплоаатции участка. При подсечке оставляются целики для временной поддержки выработки 4 (сплошного забоя). Высота подсечки, а отсюда и высота этажа точно определяется из соотношения объемов. руды и породы до обжига и после, также в зависимости от крупности обожженной руды, коэфициента разрыхления, действия цементационных растворов и т. д.

Шурф 1 оборудуется а) подвесными трубами для подачи в очаг горения сжатого воздуха, б) ходовым отделением.

Шурф 2 служит для отсоса газов.

Шурф 3 оборудуется насосами для откачки воды (дренажа), а впоследствии для откачки цементационных растворов.

Зумф 5 шурфа 3 делается значительной глубины, чтобы обеспечить предварительный полный дренаж.

По проведении подготовительных разработок около зумфа 5 раскладывается костер 6 на куче отбитой руды и поджигается. Костер нагревает руду, происходит обжиг ее, выделяющееся т(жло от экзотермических реакций (FeS2+ Оа —— — =- Ре$+ $0,+ 53100 кал. и 117131 FeS+

+ 1,50 — — FeO + $0 + 117131,кал.) нагревает близлежащие участки руды и в дальнейшем обжиг происходит за счет химической реакции — без топлива.

При обжиге руда растрескивается и падает на очаг горения. Температура еще больше повышается, горение идет непрерывно и по всем направлениям до пустых пород, не содержащих колче.дана. Растрескивание руды происходит вследствие термических напряжений, возникающих в минералах руды. Руда раздробляется цостаточно мелко по плоскостям спайностей отдельных мине- ралов, что создает благоприятные факторы для обжига, к каковым нужно отнести высокую температуру, то что каждая частица руды обнажена и продолжительное время находится в очаге горения и проч.

Для получения более высокой темпе-, ратуры при обжиге, если это потре-буется, можно применить одноступенчатый компрессор с адиабатическии процессом сжатия (без ресивера) для получения наибольшей температуры.

Таким образом руда осыпается и магазинируется в месторождение. Мага-; зин непрерывно подвигается снизу вверх (непрерывным дроблением руды благо.даря большему тепловому напряжению).

Благодаря предварительной подсечке эксплоатационного участка, уменьшению объема руды после обжига, последующему действию цементационных растворов и давлению кровли на магазин (a местах наличия пустых включений) остается свободное пространство для циркуляции подаваемого воздуха и от-, 1 соса газов.

При обжиге в присутствии воды в месторождении могут происходить неже-, лательные реакции, например: 2FeS +

+ 70 + 2Н О = 2Fe S0(+ 2Н, $0, и

FeS + H SO, =- Fe SO, + Н $, снижающие выход сернистого газа. Во избежание этого эксплаатационный участок, заблаговременно до обжига (за два, три месяца) и в первое время обжига, дренируется через шурф 3 (подвесным насосом с кислотоупорной защитой). По

1 этой же причине процесс желательно l начатg с лета, чтоб иметь наименьший гприток воды (после весеннего притока), Полученный при обжиге сернистый газ через шурф 2 естественной тягой, вследствие разности температур в шурфах и давления сжатого воздуха, поступает на поверхность и отводится в цех для переработки его в серчую кислоту или элементарную серу, например„ по методу проф. Юшкевича. Для извлечения солей меди и других металлов, содержащихся в замагазинированной обожженной руце, применяется гидрометаллургический способ.

Недостатки этого спотоба: медленность выщелачивания, низкий процент извлечения металлов, наличие многих вредных рабочих реакций, при предлагаемом способе (в комбинации с обжигом) устранены благодаря следующим обстоятельствам: 1) руда полностью и хорошо обожжена; 2) руда измельчена до величины отдельных кристалликов;

3) наличие большего количества серной кислоты и сернистого газа, как наилучших реагентов при выщелачивании;

4) наличие высокой температуры при выщелачивании и т. и.

Выщелачивание производится следующим образом. После окончания обжига шурфы 1 и 2 герметически закрываются, чтобы устранить потери сернистого газа и тепла, отсасывание газа прекращается и ззмагазинированная обожженная руда заполняется водой. Перйодически шурфы 2 и частично открываются (в начале периода затопления), чтоб не прекратить образования сернистого газа (идущего исключительно на выщелачивание). Кроме того сернистый газ восстанавливает сульфат окиси железа по формуле Рег($04)з+ $0> + 2Н.О = —.= — 2Fe $04+2Н SO, благодаря чему устраняются затруднения при восстановлении меди электролизом. После установления анализом достаточной насыщенности цементационного раствора солями металлов начинается откачивание раствора на поверхность (тем же насосом в шурфе 3). На поверхности из этих растворов железным скрапом восстанавливается, например, цементационная медь, дальше цемента ционная медь идет на рафинаж. Эти манипуляции с закрыванием и открыванием шурфов и 2 с последующим затоплением магазинированной руды производятся несколько ) „$1Ë

1« раз, пока анализ не покажет уже непромышленное содержание солей металлов в цементационных растворах.

Вся операция выщелачивания со среднего эксплоатационного участка будет длиться около б — 7 месяцев.

К преимуществам предлагаемого способа следует отнести сокращение до минимума расхода на подготовительные работы: ликвидируются горные работы по добыче руды с применением взрывных работ, уничтожается подъем руды на поверхность; ликвидацию всей обжиговой аппаратуры (отсюда упрощается черезвычайно производство серной кислоты); получение газа высокой концентрации и наиболее дешевой по сравнению с существующими до сего времени методами; 100%-ное извлечение даже из вкрапленных и гипсовых пород; высокий процент извлечения солей металлов и наиболее дешевый способ извлечения их из месторождения.

Способ можно применить для разработки целого ряда существующих месторождений и, кроме того, с неменьшим успехом он будет полезен при эксплоатации старых хищнически выработанных месторождений (c оставленными целиками). B последнем случае разработка еще больше, упрощается, так как ликвидируются вообще все подготовительные и добывочные работы (используются старые заброшенные выработки), все лишние сообщения с поверхностью герметически закрываются, остаются только три выхода и в основном применяются те же методы в различных комбинациях. В последнем случае выработка также используется для охлаждения отходящих газов и их очистки (пропусканием их через глинистые породы). !

Предмет изобретения.

I. Видоизменение способа переработки серосодержащих руд, описанного в авторском свидетельстве № 44540, отличающееся тем, что обжигу в недрах земли подвергают серные колчеданы и, на ряду с утилизацией сернистого ангидрида для получения серной кислоты, выщелачивают подкисленной водой оста1 щиеся в огарках соли соответствующих металлов с подачей растворов этих со-! лей на поверхность земли.

2. Прием выполнения способа по и. 1, отличан>щийся тем, что в целях подготовки к обжигу колчеданов в недрах земли на краях разрабатываемого участка прокладывают два шурфа для подачи сжатого воздуха и третий шурф для дренажа на известном расстоянии от границ разрабатываемого участка с подсечкой двух первых шурфов сплошным забоем.

Б зависимому авторскому свидетельству Г. П. Давидянц

X 44541 с +лиг Х

Гин. „Печатный Труд". Эак. 6339 — 400