Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых

Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е »883445

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советских

Социалистических

Республик

=9 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.12.79 (21) 2855336/03 с присоединением заявки №вЂ” (51). К .

Е 21 С 41/06

Е 21 В 43/28

Государственный комнтет (23} Приоритет—

Опу бликовано 23.11.81. Бюллетень № 43 (53) УДК 622.234..4 (088.8) по делам нзобретеннй и открытий .

Дата опубликования описания 28.11.81 (72) Авторы изобретения

В. К. Бубнов, В. М. Баранов, Г. Е. Чернецо

А. И. Кулагин, Г. И. Киселев, С. А. П и В. М. Фоменко ". (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГIОДЗЕМНОГО ВЫШЕЛАЧИВАНИЯ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной добыче полезных ископаемых выгцелачиванием.

Известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых Инфильтрацион5 ным потоком реагента, включающий подготовку. блока подготовительно-нарезными вы работками, бурение взрывных скважин, дробI ление массива полезного ископаемого с од. новременным оформлением горизонта улав ливания продуктивных растворов, магази- 1о нирование руды, подачу выщелачивающего раствора через невзворванные концы нисхо; дящих скважин в верхней части блока и сбор продуктивного раствора (1).

Недостатками такого способа являются низкая эффективность выщелачивания, уве- 15 1ичение времени отработки блока, значительный расход выщелачивающего раствора за счет невозможности управления .потоком выщелачивающего раствора.

Известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий подготовку блока в нижней части полевыми откаточяыми и контурными дренажными горными выработками, из которых на всю мощность рудоносного пласта пройдены от- . резные вертикальные дренажные щели, а в верхней части блока проходку нагнетательной горной .выработки, из которой бурят нисходящие взрывные скважины с зарядкой их ВВ с разной удельной плотностью на единицу длины, увеличивающей в направлении от забоя скважины к ее устью с целью создания под нагнетательной выработкой зоны с дифференциальной трещиновато- . стью рудоносных пород, т. е. неравномерное по высоте блока дробление массива полезного ископаемого, уменьшающейся от кровли к подошве пласта для создания одинаковой скорости выщелачивающего реагента по всей мощности пласта, магазинирование полезного ископаемого, подачу, вьвщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора 12 .

Недостатками такого способа являются низкая эффективность выщелачивания полезного ископаемого, значительное время отработки блока и расхода выщелчиваю-. щего раствора, низкая концентрация продуктивного раствора.

883445

20.3

Цель изобретения — - повышение эффективности выщелачивания, сокращение времени отработки блока, снижение расхода выщелачнвающего раствора и повышение концентрации продуктивного раствора за счет получения одинаковой скорости извлечения полезных ископаемых по высоте блока.

Это достигается тем, что массив полезного ископаемого по высоте блока дробят на куски крупностью, уменьшающейся пропорционально снижению градиента кон.центраций извлекаемого полезного ископаемого между подовым раствором и общим об.ьемом растворителя, при этом предварительно гидроизолируют днище блока с укладкой на него перфорированных труб и возводят бетонные перемычки на границе смежных блоков для поблочного сбора и повторного использования продуктивного раствора.

Кроме того, аэрацию раздробленного массива полезного ископаемого осуществляют через перфорированные трубы для сбора продуктивного раствора. Г1ри этом с целью эффективной аэрации раздробленного массива полезного ископаемого производят герметизацию подготовительно-нарезных выработок, прилегающих к зоне аэрации.

На фиг. 1 изображен массив полезного ископаемого (рудного тела) вкрест простирания, разрез; на фиг. 2 — — узел 1 на фиг. I; на фиг. 3 — разрез рудного тела вдоль простирания; на фиг. 4 -- узел II на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез А — А на фиг, 1; на фиг. 6 — узел III на фиг. 5; на фиг. 7— графики зависимости степени извлечения молибдена по высоте рудного слоя от продолжительности выщелачивания.

Способ осуществляется следующим образом.

Подготовленный для отработки участок полезного ископаемого делят на эксплуатационные блоки, в которых с обратным уклоном проходят выработки горизонта подсечки I (фиг. !) на всю длину участка. Почву выработок выравнивают слоем песка 2 (фиг. 2) толщиной 0 1 — 0 2 м, на песок укладывают гидроизоляцию 3. Затем эти выработки заполняют под кровлю твердеющей закладкой.

По достижению закладкой необходимой прочности, проходят выработки 4 горизонта сбора растворов. Почву этих выработок также выравнивают слоем песка и на нее укладывают гидроизоляцию 3, которую соединяют с гидроизоляцией выработок 4. По гидроизоляции выработок 4 в каждый блок прокладывают дренажные трубы 5 (фиг. 4), которые имеют перфорацик> 6 в пределах блока. Перфорированную часть трубы обсьпгают гравием 7 требуемой крупности и состава, и на почву выработок 4 для предохранения гидроизоляции и дренажных труб от повреждения во время веления

55 взрывных работ, укладывают предохранительную подушку 8 из песка и мелкораздробленной руды толщиной 0,5 м. Для возможности передвижения но этим выработкам бурового и погрузочно-доставочного оборудования на предохранительную подушку укладывают сплошной настил 9 (фиг. 2) из шпал, который демонтируют по мере отбойки блока.

Бурение взрывных скважин 10 и 11 производят соответственно из выработок 12 бурового горизонта и из выработок 4 горизонта сбора растворов. Сетка расположения взрывных скважин и размещение взрывчатого вещества в них задают из расчета.получения кусков руды с крупностью, уменьшающейся пропорционально снижению градиента концентрации извлекаемог0 полез ного ископаемого между поровым раствором и общим объемом растворителя.

Отбойку восходящих скважин нижней части блока с углом бурения 85 — 90 производят с опережением на 1 — 2 веера основной. части (фиг. 3). Частичный выпуск руды в объеме, необходимом для создания компенсационного пространства производят из выработок 4 до взрыва верхней части блока.

При подходе взрывных работ к границе смежных блоков, поперек выраооток 4 (фиг. 3) между искусственными целиками, возводят бетонную перемычку 13 для предотвращения перетекания продуктивных растворов между смежными блоками н герметизации подготовительно-нарезных выработок для повышения эффективности аэра ции. Для гидродинамической связи в основании искусственных целиков, полученных путем заполненИя выработок горизонта подсечки 1, укладывают трубы 14. Таким образом, продуктивные растворы собирают в нижней части каждого блока и по дренажным трубам 5 самотеком направляют в насосную камеру 15.

Орошение блока, выщелачивающим раствором, подаваемым из насосной камеры 15, производят из оросительной выработки 16 по скважинам 17, пробуренным через целик 18 в кровлю блока по замагазинированной руде с одновременной обсадкой перфорированными трубами.

В зависимости от стадии процесса выщелачивания и содержания полезных компонентов в продуктивных растворах осущест вляют последовательную схему орошения.

Продуктивные растворы, поступающие в насосную камеру 15 из одного блока, подают насосами 19 по трубопроводу 20 на орошение в следующий блок.

Аэрация замагазинировгнной руды может осуществляться в любом режиме в зависимости от технологических требований процесса выщелачивания, поочередно используя перфорированные трубы 5 для сбора продуктивного раствора, что кроме того, предотвращает их заиливание. Для

883445 создания противотока растворов рабочего реагента и аэрации участок выщелачивания после отбойки руды (или при временном прекращении отбойки) герметизируется на выработках днища и бурового горизонта, используя, например, пневмобаллонную крепь, а выработку 16 горизонта орошения, для выхода отработаного воздуха, сбивают в каждом блоке с его кровной рассечкой 21. Герметизация, кроме того, позволяет экономично использовать для аэрации, например, кислород, озон.

С целью исследования степени извлечения полезного компонента по высоте рудного слоя проводилось опытное вышелачивание руды весом 500 кг, загруженной в перколятор высотой 10 м.

Исследованиями по формированию продуктивных растворов (фиг. 7) установлено, что при одинаковой крупности руды по высоте (-150+0 мм) даже при !Π— ти метровом слое скорость процесса извлечения резко снижается на нижних участках. Эта закономерность характерна для любого процесса выщелачивания кусковых руд, независимо от вида сырья, технологических параметров и параметров самого блока (отвала, кучи). Отличие лишь в абсолютных величинах достигаемых параметров (скорости выщелачивания, степени извлечения по. высоте рудного слоя).

Снижение скорости извлечения происходит вследствие уменьшения градиента концентраций по молибдену между поровым раствором и обгцим объемом растворителя. С увеличением продолжительности процесса это снижение уменьшается, однако и после окончания процесса выщелачивания (300 суток) полнота извлечения молибдена из нижней .зоны руды ниже, чем из верхней на 2,7%. Эти данные (фиг. 7) получены при параметрах процесса выщелачивания, которые нашли наибольшее применение на практике: высота рудного слоя 10 м; концентрация соды в вышелачивающем растворе 15; интенсивность непрерывного орошения 10 л/м . Общее извлечение молибде-. на из всей массы руды составило 58,8%.

Аналогичным опытом на той же руде, но с различной крупностью по высоте слоя (-200+0 мм в верхней части с постепенным уменьшением крупности руды по ходу раствора до -100+0 мм в нижней части получено практически равное извлечение 59% по всей высоте рудного слоя уже за 260 суток.

При этом увеличение продолжительности процесса до 300 суток позволило повысить полноту извлечения до 61,50/0.

Изобретение позволяет повысить эффек-! ти вность процесса вы щела ч ива ния, сократить время обработки блока, снизить расход выщелачивающего реагента и повысить концентрацию продуктивного раствора.

Формула изобретения

1. Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий проходку в блоке подготовительно-нарезных выработок, бурение взрывных скважин, неравномерное по высоте блока дробление массива полезного ископаемого, магазинирование руды, подачу выщелачивающего рас твора и сбор продуктивного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности выщелачивания, сокращения времени отработки блока, снижения расхода выщелачивающего раствора и повышения концентрации продуктивного раствора за счет получейия одинаковой скорости извлечения полезных ископаемых по высоте блока, массив полезного ископаемого по вы25 соте блока дробят на куски крупностью, уменьшающейся пропорционально снижению градиента концентраций извлекаемого полезного ископаемого между поровым раствором и общим объемом растворителя, при этом предварительно гидроизолируют днище блока с укладкой на него перфорированных труб и возводят бетонные перемычки на границе блоков для поблочного сбора и повторного использования продуктивного раствора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аэрацию раздробленного массива полезного ископаемого осуществляют через перфорированные трубы для сбора продуктивного раствора.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся

40 тем, что, с целью повышения эффективности аэрации раздробленного массива полезного ископаемого, производят герметизацию подготовительно-нарезных выработок, прилегающих к зоне аэрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Лунев Л. И., Рудаков И. Е. Подземные системы выщелачивания металлов. М., Цветметинформация, 1974. с. 35-37.

2. Там же, с. 10 — 3 (прототип).

С оста в и тел ь Н. Руде н ко

Редактор A. 1Иандор Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 10157/5! Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4