Способ выщелачивания полезных ископаемых

(51) 21 43/28 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ выщелачивание руды осуществляется в передвижных вагонах-рудовозах, переводимых по рельсовым путям в состояния погрузки их рудным материалом орошения их реагентом при нахождении под оросительным устройством перемешивания рудного материала в момент пересыпки руды самотеком с груженых в порожние вагоны выгружения отходов руды из вагонов после их полного выщелачивания. Все эти состояния осуществляются с помощью двух рельсовых путей,ступенчато расположенных на высоте вагона друг от друга, сходящихся в одну колею на флангах промышленного участка и снабженных переводными стрелками, лебедками, тросами. С использованием вагонов-рудовозов и двух рельсовых путей с приспособлениями для передвижения вагонов, достигается упрощение многоразового процесса перемешивания рудного материала, что и способствует сокращению срока выщелачивания, и достижению значительного экономического эффекта.(72) Помашев Онал Парманкулович Смаилова Гульбагдам Жусуповна Аширбекова Роза Оразалиновна Нурлыбаев Рымбек Орынбасарович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И.Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ(57) Предложенный способ выщелачивания полезных ископаемых относится к горному делу и позволяет при использовании упростить процесс перемешивания рудного материала и сократить сроки выщелачивания. Цель изобретения - упрощение процесса перемешивания рудного материала и сокращение срока выщелачивания. Для достижения цели Известен способ кучного выщелачивания полезных ископаемых, включающий формирование гидронепроницаемого основания, отсыпку руды в кучу, формирование на поверхности кучи оросительных устройств,орошение кучи выщелачивающим раствором, сбор продуктивных растворов, переработку их, возвращение на выщелачивание маточных растворов после подкисления и интенсификацию выщелачивания встряхиванием кучи. В этом способе для встряхивания кучи, перед отсыпкой руды в кучу на гидронепроницаемом основании формируют слой горючего материала,размещают в нем перфорированные трубы. Встряхивание кучи при падении содержания полезных компонентов в продуктивном растворе осуществляют сжиганием горючего материала путем подачи горючей жидкости через перфорированные трубы в горючий материал (А.с. СССР 1312153, Е 21 В 43/28, Бюл. 1987, 19). В этом известном способе трудноосуществляемость признака,хотя бы разового встряхивания кучи формированием под кучей слоя горючего материала, размещением в слое перфорированных труб и сжиганием горючего материала слоя путем подачи горючей жидкости через перфорированные трубы, определяет его основной недостаток. Действительно, мероприятия выполняемые для осуществления даже разового встряхивания трудноосуществимы, трудоемки и материалоемки. Почти бесполезно сжигаются под кучей твердое крупнокусковатое и жидкое топливо,так как все же разовое встряхивание выщелачиваемой кучи перемещением ее кусков вниз на место сгоревшего твердого материала (так называемого костра), не решает и, естественно, не может решить проблемы осуществления необходимого многоразового встряхивания(размешивания) кучи. Последнее в способе не выполняется и потому не достигается полного выщелачивания полезных компонентов. Таким образом, процесс выщелачивания обрывается,недостигая своего завершения. Поэтому в способе не достигается дальнейшая более эффективная эксплуатация самой отсыпанной кучи,сформированного гидронепроницаемого основания,оросительных систем, выщелачивающих растворов и других факторов дорогостоящего опытного участка. По кучному выщелачиванию полезных ископаемых известен также способ, включающий создание гидронепроницаемого основания,формирование на нем кучи отсыпкой рудного материала,ее орошение выщелачивающим реагентом, сбор продуктивных растворов и дополнительное рыхление отсыпанного рудного материала. В способе предложено на гидронепроницаемом основании по всей его площади под кучей и вкрест простирания кучи устанавливать рядами жестко соединенные между собой полые железобетонные конструкции, причем в каждом ряду последующую секцию рекомендовано выбирать сечением, меньшим 2 предыдущей, образуя телескопическую сборную систему, при этом каждый соседний ряд укладывать в обратном по сечению порядке по отношению к предыдущему. Рыхление рудного материала предлагается производить последовательным извлечением железобетонных конструкций с основания (А.с. СССР 1317103, Е 21 В 43/28,1987, Бюл. 22). К недостатку изложенного способа кучного выщелачивания полезных ископаемых относится также трудновыполнимость признака осуществления всего лишь разового рыхления рудного материала кучи последовательным извлечением всех железобетонных конструкций,помещенных под кучей на созданном гидронепроницаемом основании. В способе извлечение железобетонных конструкций с разных сторон кучи все же несколько улучшает выполнение признака рыхления по сравнению с выполнением этого же признака по вышеприведенному А.с. СССР В 1312153, однако решить проблему осуществления многоразового рыхления кучи не удается. Известен наиболее близкий к предложенному способ кучного выщелачивания полезных ископаемых,включающий создание непроницаемого основания, отсыпку на нем кучи из рудного материала,орошение материала выщелачивающим реагентом,периодический частичный выпуск рудного материала с перемещением его наверх кучи и сбор продуктивных растворов (А.с. СССР 1361313,Е 21 В 43/28, 1987, Бюл. 47). Выполнение признаков способа направленных на перемешивание рудного материала, а именно выявление непроработанных участков, сооружение выпускных отверстий для выпуска руды из этих участков, подача непроработанной руды наверх кучи является весьма непростым. Целью предлагаемого изобретения является упрощение процесса перемешивания рудного материала и сокращение срока выщелачивания. Указанная цель достигается тем, что в известном способе кучного выщелачивания полезных ископаемых,включающем создание непроницаемого основания, отсыпку на нем кучи из рудного материала,орошение материала выщелачивающим реагентом,периодический частичный выпуск рудного материала с перемещением его наверх кучи и сбор продуктивных растворов, орошение рудного материала ведут в вагонах-рудовозах, которые периодически переводят с нижнего на верхний из двух ступенчато расположенных на высоте вагона рельсовых путей, а на их место на нижнем пути помещают порожние вагоны, в которые пересыпают рудный материал самотеком из верхних вагонов,после чего рудный материал вновь подвергают орошению выщелачивающим реагентом, циклы повторяют до достижения установленной полноты извлечения металла. Ведение орошения отсыпанного рудного материала выщелачивающим реагентом в вагонахрудовозах, имеющих кислотостойкое покрытие стенок, является технологичным. Вагоны могут свободно раскатываться с помощью лебедок и тросов на сооруженных ступенчато один над другим на высоте вагона двух рельсовых путях, сходящихся в одну колею на противоположных сторонах промышленного участка. Такое расположение вагонов на путях позволяет оперативно ставить под орошение груженые вагоны с отсыпанным рудным материалом. После каждого интервала времени нахождения вагонов с рудным материалом под орошением на нижнем пути до момента снижения концентрации продуктивных растворов, удается упростить и ускорить процесс перемешивания руды. Это достигается переводом груженых вагонов с нижнего пути на верхний, а на их место помещением порожних вагонов и осуществлением пересыпки рудного материала самотеком из верхних вагонов в нижние. Этим самым достигается необходимое восстановление фильтрационных свойств рудного материала. Орошение рудного материала в вагонах позволяет упрощать размешивание руды за счет самотечной пересыпки ее с верхних вагонов в нижние и этим сокращать срок выщелачивания. С учетом значительности емкости вагона от 20 до 100 т, отсыпка рудного материала в вагонырудовозы с кислотостойким покрытием стенок,снабженные сливными кранами для продуктивных растворов, очень выгодно тем, что вагоны груженые представляют собой уже передвигаемые и переводимые желаемым образом объекты с рудой для выщелачивания и позволяющие упрощать процессы перемешивания руды и сокращать сроки выщелачивания. Порожние вагоны - это также легкопередвигаемые и переводимые с пути на путь объекты,заменяющие собой дорогостоящее гидронепроницаемое основание, известное из аналогов. Орошение рудного материала непосредственно в вагонах позволяет ускоренно опорожнять и подготавливать их для выполнения последующей новой серии циклов выщелачивания из нового отсыпного рудного материала после истечения установленного оптимального суммарного времени предыдущей серии циклов выщелачивания. На фиг.1 приведена схема расположения промплощадки, включающей рельсовые пути,вагоны и сборник продуктивных растворов для предлагаемого способа выщелачивания полезных ископаемых. На фиг.2 -разрез по А-А фиг.1. Промплощадка приведенная на фиг.1 содержит нижний 1 и верхний 2 рельсовые пути, сборник 3 для продуктивных растворов 4. Кроме этого на путях установлены переводные стрелки 5, лебедки 6, тросы 7 соединяющие вагоны 8 с лебедками 6. На фиг.2 схематически показаны вагоны 8 с наклонным дном и насыпанным рудным материалом 9 для выщелачивания. Вагоны 8 имеют в нижней части люки 10, краны 11. Над вагонами 8, находящимися на нижнем пути 1, формировано оросительное устройство 12. Продуктивные растворы 4 собираются в резервуаре 3. Предлагаемый способ выщелачивания полезных ископаемых осуществляют следующим образом. Заготовленный отсыпной рудный материал 9 с необходимым гранулометрическим составом для выщелачивания загружают в вагоны 8 и ставят их под оросительную систему 12. Используя рельсовые пути 1 и 2, переводные стрелки 5, лебедки 6 и тросы 7, вагоны 8 переводят на левый фланг и грузят отсыпным рудным материалом 9 и после загрузки вагоны 8 ставят на нижний путь 1 под оросительное устройство 12. После этого подается по оросительному устройству 12 выщелачивающий реагент и осуществляется выщелачивание полезных ископаемых при закрытых люках 10 и кранов 11 у вагонов 8. Измеряют периодически концентрацию продуктивных растворов и устанавливают промежуток времени, за которое фильтрационные свойства(кальматация) отсыпного рудного материала 9 начинают резко снижать концентрацию продуктивных растворов. По истечении промежутка времени от начала выщелачивания до резкого снижения концентрации продуктивных растворов,вагоны 8 с рудным материалом 9 с закрытыми люками 10 и кранами 11 переводят с нижнего пути 1 на верхний путь 2 с помощью переводных стрелок 5, лебедок 6 и тросов 7. На место переведенных на верхний путь 2 вагонов 8 ставят порожние. Затем открывают люки 10 у вагонов 8 находящихся на верхнем пути 2 и осуществляют пересыпку рудного материала 9 в порожние вагоны, стоящие на первом пути 1 под оросительным устройством 12. Пересыпкой рудного материала 9 самотеком через люки 10 из вышестоящих в нижестоящие вагоны 8 быстро восстанавливаются фильтрационные свойства(разрушением кальматизированного плотного слоя рудного материала). Таким образом, в конце времени одного первого цикла выщелачивания выполняется рыхление рудного материала 9 простой операцией пересыпки. После этого открыванием кранов 11 и с момента включения оросительного устройства 12 начинают следующий второй цикл выщелачивания. После истечения экспериментально установленного оптимального времени серии циклов выщелачивания из одной отсыпки 9 в вагонах 8,вагоны освобождают от остатков рудного материала 9. Затем вновь отсыпают рудный материал 9 в вагоны 8, ставят их под оросительное устройство 12 и начинают следующую серию циклов выщелачивания полезных ископаемых. Исходя из экономической эффективности применения предлагаемого способа выщелачивания полезных ископаемых, и учитывая объемы рудных материалов подлежащих переработке по стране,можно ожидать получения экономического эффекта порядка 130 млн. долларов ежегодно. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ выщелачивания полезных ископаемых,включающий отсыпку рудного материала, орошение выщелачивающим реагентом,перемешивание рудного материала, сбор продуктивных растворов,3 отличающийся тем, что орошение рудного материала ведут в вагонах-рудовозах, которые периодически переводят с нижнего на верхний из двух ступенчато расположенных на высоте вагона рельсовых путей, а на их место на нижнем пути помещают порожние вагоны, в которые пересыпают рудный материал самотеком из верхних вагонов,после чего рудный материал вновь подвергают орошению выщелачивающим реагентом, циклы повторяют до достижения установленной полноты извлечения металла. 2. Способ выщелачивания полезных ископаемых по п.1, отличающийся тем, что вагоны-рудовозы имеют кислотостойкое покрытие стенок, снабжены сливными и сбросными устройствами для стока продуктивного раствора и ссыпания рудного материала из вагонов в вагоны.