Способ складирования руды и породы

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ повышение экологической защиты окружающей среды. Эго достигается тем, что в заявляемом способе складирования руды и породы, включающем отсыпку руды и породы ярусами с формированием берм безопасности,согласно изобретению,породные отвалы и отвалы руды складируют на гидроизоляционное основание, выполненное с уклоном с возможностью сбора дренажных растворов и с последующей подачей дренажных растворов на поверхность отвала. В качестве гидроизоляционного основания используют эластомерную геомембрану на битумном связующем или полиэтилен.(54) СПОСОБ СКЛАДИРОВАНИЯ РУДЫ И ПОРОДЫ(57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при складировании горных пород и руд после их добычи в отвалы и склады. Техническим результатом изобретения является предотвращение потерь полезных компонентов и Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при складировании горных пород и руд после их добычи в отвалы и склады. Известен способ складирования руды,включающий инженерную подготовку основания отвала, склада руды и сооружения барьеров из железобетонных свай, связанных по верху балкой.(А.с. СССР 898063. МПК. Е 21 С 41/00, опубл. 15.01.1982). Недостатком этого способа является загрязнение окружающей среды дренажными растворами и атмосферными осадками, прошедшими через отвалы руды и породы, содержащие вредные примеси и значительные потери полезных компонентов вместе с дренажными растворами и заражение грунтов. Известен также способ отвалообразования или складирования руды и породы, включающий отсыпку пород и руды ярусами с формированием берм безопасности.(А.с. СССР 145873, МПК Е 21 С 41/00, опубл. 01.01.1962). Недостатком этого способа также являются значительные потери полезных компонентов и загрязнение окружающей среды дренажными растворами и атмосферными осадками,прошедшими через отвалы руды и отвалы породы и содержащие растворимые формы полезных компонентов и вредных примесей. В известных способах складирование руды и породы осуществляют на незащищенный грунт. Задачей изобретения является создание экологически безопасного способа складирования руды и породы, позволяющего полностью предотвратить потери полезных компонентов и предотвратить загрязнение окружающей среды вредными примесями. Техническим результатом изобретения является предотвращение потерь полезных компонентов и повышение экологической защиты окружающей среды. Это достигается тем, что в заявляемом способе складирования руды и породы, включающем отсыпку руды и породы ярусами с формированием берм безопасности,согласно изобретению,породные отвалы и отвалы руды складируют на гидроизоляционное основание, выполненное с уклоном с возможностью сбора дренажных растворов и с последующей подачей дренажных растворов на поверхность отвала. В качестве гидроизоляционного основания используют эластомерную геомембрану на битумном связующем или полиэтилен. Способ осуществляется следующим образом. Руды и породу укладывают на наклонное основание,покрытое эластомерными геомембранами на битумном связующем или полиэтиленом. Собирают дренажные растворы,извлекают из них частично или полностью полезные компоненты или примеси и направляют дренажные растворы снова на поверхность отвала руды или породы. Место, отведенное для складирования руды,застилают гидроизоляционным основанием под уклоном. Во время добычи и транспортировки руды и породы, их складируют в отвалы на данное основание. Когда происходит насыщение руды и породы кислородом воздуха и при взаимодействии с атмосферными осадками часть примесей присутствующие в руде и породе подвергаются поверхностному окислению (возможно и участие биоорганизмов), переходят в растворимые формы и выносятся из заскладированной руды и породы вместе с дренажными водами. Даже такие химически стойкие соединения, как сульфиды металлов подвергаются окислению и растворению в присутствии кислорода воздуха и воды. Далее,растворы дренируют сквозь толщу отвала, стекают по наклонному гидроизоляционному основанию. Затем, из дренажных растворов частично или полностью извлекают полезные компоненты методами химического осаждения, сорбцией или экстракцией, а очищенные дренажные растворы направляют на поверхность отвала пустой породы или руды. В процессе орошения, дренажные растворы насыщаются кислородом воздуха,частично вода из дренажных растворов испаряется,объем дренажных растворов снижается. Часть дренажного раствора под воздействием атмосферных факторов (температура, ветер) испаряется в атмосферу. Средняя норма испарения воды с открытых водоемов по Казахстану составляет 400-700 мм. Таким образом, длительная циркуляция атмосферных дренажных растворов не приведет к переполнению и перевлагонасыщению отвалов. Так как все дренажные растворы находятся в обороте и предотвращается загрязнение окружающей среды. В процессе циркуляции дренажных растворов происходит накопление в них растворимых соединений. Повышенное содержание растворимых соединений в дренажных растворах приводит к снижению растворения полезных компонентов из руды и пустой породы, сохраняя качество руды. А испарение воды с поверхности отвалов руды и породы приводит к повышению концентрации в растворах, снижая последующее растворение полезных компонентов и вредных примесей. При извлечении полезных компонентов и примесей из дренажных растворов методами химического осаждения, сорбции или экстракции,их содержание в дренажных оборотных растворах падает, что способствует повышению растворения их из руды и породы и в последствии компоненты извлекаются из растворов химическим осаждением,сорбцией или экстракцией и используются в получении товарной продукции. В процессе добычи руды добывается и пустая порода, которая складируется отдельно. Разница между ними в содержании полезных компонентов, которая регламентируется экономическим обоснованием и целесообразностью дальнейшей переработки. Дополнительное извлечение из дренажных растворов полезных компонентов и вредных примесей методами химического осаждения,сорбцией или экстракцией позволит компактно их утилизировать и в последствии использовать в производстве для получения товарной продукции. Примеры реализации способа складирования руды и отвалов. 1. Известный способ складирования руды и породы. Руду и породу одного из месторождений Казахстана, представленной сульфидными и окисленными минеральными ассоциациями с содержанием меди 1,5, цинка 1,1, железа общего 3,5, мышьяка 0,8 и породу с содержанием меди 0,3, цинка 0,21, железа общего 1,2, мышьяка 0,1 помещали в колонки высотой 1 метр,диметром 0,2 м с помещенным в нижнюю часть колонок грунта и орошали водой с расчетом ежегодных норм выпадения осадков на уровне 300 мм при температуре плюс 20 градусов Цельсия,затем колонки замораживали до минус пяти градусов Цельсия, выдерживали сутки, затем нагревали до плюс 20 градусов Цельсия, снова поливали водой из расчета 300 мм выпадения осадков в год и т. д. Всего последовательных повторений было пять. Таким образом моделировалось пятилетнее хранение руды и породы в овалах на открытом воздухе. Все растворы после прохождения слоя руды и слоя породы, и слоя грунта подвергали анализу на содержание меди,цинка, железа и мышьяка. Предварительно анализировали содержание меди, железа, цинка,мышьяка в исходной руде, породе в грунте, в растворах, и после завершения циклов. Весь объем дренированного раствора, прошедшего через отвал считается потерянным, а все компоненты с дренажным раствором загрязнили окружающую среду. Экспериментом установлено,что выщелачилось из руды меди 22, цинка 14,железа общего 9, мышьяка 6 из породы меди 11, цинка 6, железа общего 3, мышьяка 5. Все растворы просочились через грунт. Помещенный в нижнюю часть колонки грунт был загрязнен компонентами раствора и вредными примесями. 2. Заявляемый способ складирования руды и породы по настоящему изобретению. Условия экспериментов такие же, как и в известном способе,за исключением того, что растворы после дренирования собирались и возвращались снова на поверхность руды и породы в колонках. Нижняя часть колонок была засыпана грунтом, застеленным гидроизоляционным основанием,а именно эластмерной геомембраной на битумном связующем типа 1. Также испытывалось гидроизоляционное основание на основе полиэтилена. Под гидроизоляционное основание раствор не просачивался. Окончательные растворы после каждого цикла подвергали химическому осаждению металлов при помощи извести, сорбции на активированный уголь и экстракции с применением экстрагента 984 (20 раствор экстрагента 984 в керосине). Предварительно анализировали содержание меди, железа, цинка, мышьяка в исходной руде и породе, в растворах, и после завершения циклов. Анализировали также грунт под мембраной. Дополнительно анализировали осадок после химического осаждения, активированный уголь после сорбции и раствор после экстракции. Весь объем дренированного раствора полностью находится в обороте, при этом некоторая часть воды из дренированного раствора при подаче его на поверхность отвала испаряется, что не дает возможности переполнения дренажных вод и перелива в окружающую среду. Экспериментом установлено, что потерь полезных компонентов и вредных примесей нет. Все выщелаченные полезные компоненты из массы руды и породы не попали в окружающую среду, грунт под гидроизоляцией остался чистым. На основании проведенных экспериментов и полученных данных в известном способе складирования руды можно сделать вывод, что атмосферными осадками выщелачилось и безвозвратно потеряно с дренажными растворами из заскладированной руды меди 22, цинка 14,железа общего 9, мышьяка 6. Что в пересчете на 100 тыс тонн заскладированной руды в натуральном исчислении составляет меди 330 тонн, цинка 154 тонн , железа общего 315 тонн, мышьяка 48 тонн. Па основании проведенных экспериментов в известном способе складирования породы можно сделать вывод, что атмосферными осадками выщелачилось и безвозвратно потеряно с дренажными растворами из заскладированной породы меди 11, цинка 6, железа общего 3,мышьяка 5. Что в пересчете на 100 тыс тонн заскладированной породы в натуральном исчислении составляет меди 33 тонн, цинка 12,6 тонн, железа общего 36 тонн, мышьяка 5 тонн. Таким образом, заявляемый способ позволяет исключить потери полезных компонентов из руды и полностью предотвратить загрязнение окружающей среды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ складирования руды и породы,включающий отсыпку руды и породы ярусами с формированием берм безопасности,отличающийся тем, что породные отвалы и отвалы руды складируют на гидроизоляционное основание,выполненное с уклоном с возможностью сбора дренажных растворов и с последующей подачей дренажных растворов на поверхность отвала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроизоляционного основания используют эластомерную геомембрану на битумном связующем. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроизоляционного основания используют полиэтилен.