Способ кучного выщелачивания забалансовых и труднообогатимых руд

(51) 21 43/28 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ выщелачивании отвалов (куч) забалансовых и труднообогатимых руд. Предлагаемый способ выщелачивания отвалов(куч) забалансовых и труднообогатимых руд включает обработку поверхности отвала путем строительства канав, запруд и проведения скважин,перед выщелачиванием поверхность отвала покрывают слоем высотой с мелкопористого материала определяемой расчетным путем, что позволит повысить полноту обработки рудной массы. Испытания в промышленных условиях предлагаемого способа орошения в условиях месторождения Карьерное показали высокую его эффективность.(72) Ахмеджанов Тлевхан Куромжанович Бермухаметов Валихан Айдарович Аскарова Гульзат Шакирбековна Берикболов Сылкым Бахытжанович Нуранбаева Булбул Молдашевна Молдабаева Гульназ Жаксылыковна(56) Небара В.П., Бабичев Н.И. Геотехнологические способы извлечения ископаемых из недр. Серия Горное дело.М. 1975, с. 45-49(54) СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗАБАЛАНСОВЫХ И ТРУДНООБОГАТИМЫХ РУД(57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при 23531 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при извлечении полезных компонентов выщелачиванием из отвалов (куч) забалансовых(труднообогатимых) руд на месте их складирования. Известен способ кучного выщелачивания,заключающийся в отсыпке полезного ископаемого навалом и формированием кучи высотой 8-10 м и последующее выщелачивание полезных компонентов жидкими растворами (Лисовский Г.Д. и др. Кучное и подземное выщелачивание металлов. Недра, 1982. с . 20-21). Недостатком аналога является низкая эффективность выщелачивания, в результате кольматационных явлений и необходимость перемещения большого объема рудной массы. Наиболее близким по технической сущности является способ выщелачивания рудных отвалов,включающий различные способы равномерного распределения растворов по поверхности рудной массы путем орошения, строительства запруд,нагнетанием в скважины и через ирригационные траншеи(Небера В.П.,Бабичев Н.И. Геотехнологические способы извлечения ископаемых из недр. Обзорная информация. Серия Горное дело. - М. 1975. с.45-49). Недостатком прототипа является низкая эффективность, обусловленная неравномерностью фильтрации выщелачивающего раствора в объеме отвала, что приводит к снижению полноты извлечения полезных компонентов из рудного отвала. Способы распределения растворов по поверхности отвала по прототипу предопределяют фильтрацию раствора сквозь отвал с полным заполнением его пор. Это, в свою очередь, приводит к увеличению скорости фильтрации выщелачивающего раствора и соответственно увеличивает в растворе концентрацию дисперсной фазы, которая, выпадая из нее, приводит к явлению кольматации. При последующих циклах выщелачивания, толщина кольматационного слоя увеличивается, и фильтрация выщелачивающего где- высота слоя сыпучего мелкопористого материала, м- высота отвала, м 0 максимальный расход насоса,подающего выщелачивающий раствор на поверхность слоя сыпучего мелкопористого материала, м /с- время,в течение которого обрабатывают весь объем отвала(кучи), с р - плотность руды, кг/м 3- удельный расход выщелачивающего раствора для обработки отвала руды, м 3/м 3 М - масса отвала, кг тот средняя пористость отвала, м 3/м 3. При этом пористость слоя материала вычисляется по формуле Для уменьшения потерь руды от кольматационных явлений и степени загрязнения окружающей среды растворами нами разработан и апробирован новый способ орошения, который обеспечивает стационарный режим фильтрации выщелачивающей жидкости в навале руды. Сущность данного способа заключается в следующем. При формировании отвала (кучи) высотойна его поверхности перед орошением отсыпается слой из мелкопористого материала высотой(фиг.1). Отсыпаемый слой из мелкопористого материала предназначается для дозированной и равномерной подачи раствора по всей горизонтальной поверхности отвала (кучи). Кроме того, он предотвращает интенсивное испарение выщелачивающего раствора, так как 2 раствора превращается в рудную массу,расположенную ниже этого слоя. Вследствие этого снижается полнота извлечения полезного компонента,что приводит к снижению эффективности всего процесса выщелачивания. Кроме этого,экономический эффект выщелачивания снижается за счет затрат на создание запруд и ирригационных траншей, которые строятся на поверхности отвала после каждого цикла выщелачивания. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности выщелачивания за счет повышения полноты извлечения полезных компонентов из руд со снижением затрат на выщелачивание. Решение предлагаемой задачи достигается тем,что способ выщелачивания отвалов забалансовых и труднообогатимых руд включает обработку поверхности отвала путем строительства канав,запруд и проведения скважин,перед выщелачиванием поверхность отвала покрывают слоем из мелкопористого материала определенной высоты, что позволит повысить полноту обработки рудной массы. При этом высоту покрытия вычисляют по следующему математическому выражению последний подается внутрь этого слоя, т.е. место подачи раствора изолировано от атмосферы, что весьма важно при цианидном выщелачивании. Этот способ позволяет также повысить эффективность выщелачивания за счет предотвращения явлений кольматации равномерности обработки объема раствором увеличения времени взаимодействия выщелачивающего раствора с рудой. Эти факторы повышают извлечение полезных компонентов из отвалов,а также снижают затраты на выщелачивание за счет уменьшения необходимости многократного оборотного орошения руды для получения требуемой концентрации полезных компонентов в растворе, отсутствия запруд и других ирригационных сооружений. Перечисленные 23531 факторы уменьшает в конечном итоге степень загрязнения окружающей среды растворами. Предлагаемый способ орошения рудных отвалов и куч осуществляется исходя из следующих соображений во-первых,количество выщелачивающего раствора должно быть равно количеству раствора, необходимого для обработки слоя сыпучего мелкопористого материала и части отвала (кучи), подлежащей выщелачиванию. Следовательно, можно записать(1) где- необходимое количество выщелачивающего раствора для полной обработки части отвала (кучи) и слоя сыпучего материала, м- количество выщелачивающего раствора для обработки слоя сыпучего мелкопористого материала, м 3 количество выщелачивающего раствора для обработки части отвала (кучи), расположенной под слоем сыпучего материала, м 3. Количество выщелачивающего раствора определяется из выражения насоса, подающего выщелачивающий раствор в объем слоя сыпучего мелкопористого материала, м 3/с- время,в течение которого обрабатывают часть отвала(кучи), подлежащую выщелачиванию. Количество выщелачивающего раствора в объеме сыпучего материала определяется по формуле(3),где- удельный расход выщелачивающего раствора для обработки слоя сыпучего мелкопористого материала, м 3/м 3- высота слоя сыпучего материала, м- площадь покрытия части отвала (кучи), подлежащей выщелачиванию, м. Количество выщелачивающего раствора для полной обработки части отвала (кучи), покрытой слоем сыпучего материала, устанавливают из выражения(4) где- удельный расход выщелачивающего раствора для обработки части отвала с площадью ,м 3/м- высота части отвала (кучи), подлежащей выщелачиванию, м. Подставляя формулы (2), (3) и (4) в (1) получим выражение для определения высоты насыпного слоя Удельные расходы выщелачивающих растворов для обработки насыпного слоя сыпучего мелкопористого материала и отвала (кучи) должны быть равны, т.е.. Тогда высота слоя будет определяться формулой Площадь покрытия определяется из выражения где М - масса части отвала (кучи), подлежащей выщелачиванию, кг рот - плотность рудного отвала, кг/м 3. Плотность отвала (кучи) выразим через плотность руды гг (1 П ),(8) где П - пористость отвала (кучи). Выражение для определения высоты слоя сыпучего материала, с учетом формул (7) и (8),примет вид При обработке отвала (кучи), происходит фильтрация раствора с полным или неполным заполнением пор или с полной или неполной насыщенностью. Движение с полным заполнением пор приводит к явлению кольматации внутри отвала и вызывает необходимость многократного оборотного орошения для получения требуемой концентрации полезного компонента в растворе и увеличивает утечки последнего. Для исключения явления механической кольматации и уменьшения утечек раствора, фильтрация жидкости через отвал(кучи) должна происходить с неполным заполнением пор. При неполном заполнении пор отвала (кучи),удельный расход выщелачивающего раствора определяется по формуле максимальная молекулярная влагоемкость руды,-естественная влажность руды,0 относительная влажность руды,- содержание частиц фракций 0-1 мм в выщелачиваемом объеме руды,1 - весовое процентное содержание химического реагента в водном растворе,2 весовое процентное содержание растворяющихся минералов руды, . Слой сыпучего материала играет роль дозатора с удельным расходом выщелачивающего раствора равным . В слое сыпучего материала фильтрация раствора должна происходить также с неполным заполнением пор. Это предотвращает временную воздушную кольматацию части отвала. При этом удельный расход выщелачивающего раствора определяется по аналогичной (10) формуле, т.е. 23531 Приравнивая формулы (10) и (11) находим выражение для определения пористости слоя сыпучего мелкопористого материала При подборе сыпучего слоя из материала рудного отвала (кучи), что означает ргрс, , Пс 11 формула для определения сыпучего слоя примет вид Способ выщелачивания отвалов забалансовых и труднообагатимых руд, включающий обработку поверхности отвала выщелачивающим раствором,отличающийся тем, что перед обработкой отвала выщелачивающим раствором на его поверхности отсыпают слой, из мелкопористого материала,высоты, определяемой по формуле гдевысота слоя сыпучего мелкопористого материала, м отвысота отвала, м омаксимальный расход насоса,подающего выщелачивающий раствор на поверхность слоя сыпучего мелкопористого материала, м/свремя,в течение которого обрабатывают весь объем отвала, сплотность руды, кг/м 3 отудельный расход выщелачивающего раствора для обработки отвала руды, м 3/м 3 масса отвала, кг Ппористость отвала. Полученные формулы (9), (12) и (13) позволяют установить параметры насыпного слоя. В предлагаемом способе орошения насыпной слой сыпучего мелкопористого материала остается на поверхности отвала (кучи) до полного выщелачивания руды. Таким образом, в результате правильного подбора слоя сыпучего мелкопористого материала можно повысить эффективность выщелачивания за счет полноты извлечения полезных компонентов. Кроме того, создание такого насыпного слоя исключает многократное строительство оросительных систем, снижает испарение и утечки продуктивных растворов и пылевыделение с горизонтальной поверхности отвала (кучи) в окружающую среду за счет равномерности орошения и стационарности режима фильтрации жидкости и увлажненности поверхностного слоя. Испытания в промышленных условиях предлагаемого способа орошения в условиях месторождения Карьерное показали высокую его эффективность.