Способ селективного внутриотвального обогащения пород

Способ селективного внутриотвального обогащения пород

Реферат

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при внутриотвальном обогащении пород металлами с одинаковой валентностью. Сначала формируют дренажный слой, затем последовательно два обогащенных слоя и выщелачиваемый слой. Причем обогащаемые слои формируют в порядке возрастания радиусов атомов металлов. При подаче растворов из источника происходит растворение металлов, их миграция вниз, где во втором обогащаемом слое осадятся металлы с большим радиусом и в первом обогащаемом слое с меньшим, очищенные растворы удаляются. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Предполагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при внутриотвальном обогащении пород металлами одинаковой валентности.

Известен способ складирования горных пород (а.с. N 1639148, 1990), включающий формирование антифильтрационного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев, растворение и осаждение металлов за счет испарения растворов.

Недостатком данного способа является невозможность обеспечения селективного внутриотвального обогащения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ складирования пород (а. с. N 1662167, 1991), включающий формирование дренажного, антифильтрационного, выщелачиваемого и обогащаемого слоев, и обеспечение внутриотвального обогащения некондиционных руд.

Недостатком данного способа является недостаток, указанный выше.

Цель предполагаемого изобретения заключается в повышении эффективности процесса внутриотвального обогащения за счет селективного осаждения металлов с одинаковой валентностью.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование дренажного, обогащаемых (барьерных) и выщелачиваемого слоев, и обработку выщелачивающими растворами, на фильтрационном (дренажном) слое последовательно формируют обогащаемые слои (числом в соответствии с числом осаждаемых металлов) из некондиционных руд, являющихся геохимическим барьером, и выщелачиваемый слой из многокомпонентных металлосодержащих пород.

При обработке выщелачиваемого слоя выщелачивающими растворами (природными или техногенными) происходит растворение большой группы металлов, миграция металлов в виде ионов с одинаковой валентностью в составе металлоносных растворов в обогащаемые слои, где происходит их селективное осаждение в пределах соответствующих слоев.

Причем необходимо отметить, что анализ явлений сорбции металлов (см. например, Алексеенко В.А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М. Высшая школа, 1989, с. 27) позволил установить преимущественное извлечение из металлоносных растворов ионов металлов одинаковой валентности тех, чей радиус больше. Последнее правило позволяет расположить ионы металлов одной валентности в ряд, в котором каждый следующий ион сорбируется после предыдущего: Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+. Данную особенность (известную в природных геологических процессах и не применяемую в технике) процесса сорбции необходимо учитывать при осуществлении процесса внутриотвального обогащения некондиционных руд и пород.

На чертеже представлен вариант схемы формирования отвала по предложенному способу.

Отвал включает дренажный 1, обогащаемые 2 и 3, выщелачиваемый 4 слои, источник 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально формируют дренажный слой 1, затем формируют последовательно, в соответствии с рядом сорбции (от металлов с меньшим радиусом к большему), обогащаемые слои 2 и 3 (в соответствии с числом перераспределяемых металлов) из некондиционных руд, являющихся геохимическим барьером. Последним формируют выщелачиваемый слой 4 из многокомпонентных металлосодержащих пород.

При обработке слоя 4 из источника 5 растворами активных агентов происходит растворение группы металлов, которые, в виде ионов с одинаковой валентностью, мигрируют в обогащаемые слои, где первоначально в слое 3 осадятся металлы, у ионов которых больший радиус ядра, а затем в слое 2 осадятся металлы с меньшим радиусом. Очищенные от металлов растворы удаляются через слой 1.

Необходимо отметить, что в гипергенных процессах такие металлы, как цезий и рубий, осаждаются на сорбционном и сульфидном барьере. Другим барьером для них являются глины и торфяники (Перельман А.И. Проблемы рационального использования геологической среды. М. Наука, 1988, с. 28).

В результате в слоях 2 и 3 произойдет повышение содержания соответствующих металлов до промышленных концентраций.

Примером конкретного выполнения предложенного способа может служить складирование цезий- и рубидийсодержащих некондиционных руд.

Первоначально производят планирование площадки и покрытие ее дренажным слоем 1, например щебнем, мощностью 0,5-1 м. Затем формируют обогащаемый слой 2, из рубидийсодержащих некондиционных руд, с содержанием рубидия 350 г/т, например, на основе глинистых разновидностей минералов сподумена, лепидолита и других силикатов рубидия, мощностью 2-5 м. После чего формируют обогащаемый слой 3, из цезийсодержащих некондиционных пород, с содержанием цезия, например, 50 г/т, например, на основе глинистых разновидностей цезийкуплетскита и других цезийсодержащих пород, например содержащих слюды редкометалльных гранитов и пегматитов, содержащих цезий и рубидий в легковыщелачиваемой форме, мощностью 10-20 м.

При обработке слоя 4 выщелачивающими растворами из источника 5, например 3% раствором серной кислоты, происходит растворение цезия и рубидия из слоя 4, их миграция к обогащаемым слоям, где в слое 3 происходит осаждение цезия (как имеющего больший размер ядра), а в слое 2 рубидия. В результате в слоях 2 и 3 содержание цезия и рубидия, соответственно, достигнет промышленных значений. Очищенные от металлов растворы удаляются через слой 1.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса внутриотвального обогащения пород.

Предполагаемое изобретение может быть использовано при внутриотвальном обогащении пород металлами с одинаковой валентностью.

Формула изобретения

1. Способ селективного внутриотвального обогащения пород, включающий формирование дренажного основания, укладку на него обогащаемых слоев из разнокачественных пород, являющихся геохимическим барьером для осаждаемых в них металлов, размещение на них выщелачиваемого слоя из смеси всех пород и обработку последнего выщелачивающим раствором для перераспределения металлов из выщелачиваемого слоя в обогащаемый, отличающийся тем, что при обогащении пород, содержащих металлы одинаковой валентности, обогащаемые слои формируют числом, соответствующим числу перераспределяемых металлов из пород, содержащих металлы одного радиуса ядра.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обогащаемые слои укладывают селективно из пород в соответствии с возрастанием радиуса слагающих их металлов от нижних слоев к верхним.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на дренажном основании первоначально формируют обогащаемый слой из глинистых рубидийсодержащих некондиционных пород, затем обогащаемый слой из глинистых цезийсодержащих руд, а последним формируют выщелачиваемый слой из цезий и рубидийсодержащих пород.

РИСУНКИ

Рисунок 1