ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к области добычи полезного ископаемого на месте его залегания. Оно может быть использовано горнодобывающими предприятиями при извлечении благородных металлов из руд россыпных месторождений, характеризующихся наличием преимущественно мелкого и тонкодисперсного золота.

Добыча мелкого золота традиционным горным способом связана с известными потерями и часто бывает неэкономична из-за необходимости переработки большого объема горной массы. Способ подземного выщелачивания россыпных месторождений еще не нашел должного распространения. Любой способ подземного выщелачивания, основанный на использовании химических реагентов, непременно должен включать в себя комплекс операций, которые направлены на обеспечение сохранности окружающей среды подземных и поверхностных вод. Это особенно касается тех случаев, когда техногенные пластовые воды содержат экологически вредные компоненты и имеют выход в гидрографическую сеть. Хорошо известно, что освоение цианидного способа подземного выщелачивания, несмотря на его высокую эффективность, сдерживается из-за отсутствия надежных приемов обезвреживания цианид-иона в натурных условиях.

Известен способ обезвреживания пластовых вод при подземном выщелачивании урана, состоящий в том, что с целью восстановления пласта, в него закачивают щелочной раствор сульфита [патент США N 4270802, 1981 прототип]
Известен способ выщелачивания окисленной золотосодержащей руды в ямах с использованием раствора хлора (Proc. Int. Conf.Extract Med.Gold and Base Metals. Kaigoorie, Oct.26-28, 1992, Melbourne 1992 p.315-322) аналог.

При отработке россыпных месторождений золота хлорнохлоридным способом подземного выщелачивания в техногенных пластовых водах накапливаются хлориды и некоторые вредные компоненты. Главным из них является активный хлор, находящийся в форме гипохлорит-иона, в отдельных случаях медь, в очень редких ртуть и мышьяк.

Целью предлагаемого способа является обеспечение экологической чистоты поверхностных и пластовых вод при отработке способом подземного выщелачивания россыпных месторождений, характеризующихся значительным продольным уклоном долины.

Это достигается тем, что отработку россыпного месторождения ведут с использованием хлорно-хлоридного раствора при одновременной нейтрализации и обезвреживании той части техногенного пластового раствора, которая выходит за пределы залежи и сбрасывается в гидрографическую сеть. Нейтрализацию и обезвреживание осуществляют с момента начала отработки. Сущность способа состоит в том, что на пути движения растворов поперек потока ниже отрабатываемой залежи до начала ее отработки создают систему блокирующих скважин и/или горных выработок (канав).

Дренажные скважины и выработки проходят на всю мощность торфов и песков до плотика. Затем их заполняют смесью веществ, выполняющих функции нейтрализации, восстановления и сорбции компонентов техногенного раствора. Гранулометрический состав засыпки подбирают с условием беспрепятственной фильтрации всего потока раствора при его максимальном дебите.

При хлорно-хлоридном выщелачивании содержание гипохлорит-иона в пластовом растворе может достигать 0,01-1 г/л, золота 0,1-10 мг/л, хлорид-иона 0,1 г/л. Содержание других компонентов в большей мере зависит от состава вмещающих пород. По данным полупромышленных испытаний других авторов оно может находится в пределах: 0,008-0,01 мг/л серебра, 3-8 мг/л меди, 14-50 мг/л железа, 0,2-0,7 мг/л цинка и в отдельных случаях 1-4 мг/л ртути (Минеев Г.Г. и др. Возможность добычи золота подземным выщелачиванием россыпей. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск, Наука, 1979, N 4, с.110-115; Биометаллургия золота. М. Металлургия, 1989).

В качестве фильтрующей смеси рекомендуется использовать природные материалы: марганцовый шпат, сидерит, доломит, кальцит, магнезит, пирит, в качестве добавок к ним древесный или активированный уголь, серу, металлическое железо, опилки и стружку и магнийсодержащие минералы. Из них марганцовый шпат и сидерит выполняют одновременно роль нейтрализаторов кислотности и восстановителя активного хлора. Кальцит, доломит предназначаются для нейтрализации, пирит в качестве восстановителя. Внесение в фильтрующую смесь добавок древесного или активированного угля преследует цель доизвлечения из раствора золота. Добавка серы способствует улавливанию ртути, металлического железа меди, а магнийсодержащих минералов (магнезита и др.) мышьяка. Рекомендуемые ингредиенты смеси отличаются низкой растворимостью в воде, но легко вступают во взаимодействие с компонентами техногенного раствора. Продукты их взаимодействия с раствором либо также нерастворимы, либо абсолютно нетоксичны (Са²⁺, Mg²⁺, SO2-4

, CO₂)
Новизна предлагаемого способа подземного выщелачивания россыпей состоит в одновременности отработки и обезвреживания растворов, сбрасываемых в гидрографическую сеть. Другие приемы, рассчитанные на обезвреживание по окончании отработки залежи при высоком коэффициенте фильтрации продуктивных отложений безусловно приведут к утечке техногенных растворов в процессе отработки со всеми вытекающими последствиями.

Преимущества способа состоят в комплексной очистке растворов независимо от колебаний дебита водного потока и изменения концентраций вредных компонентов. Кроме того, стационарный способ обезвреживания не требует обслуживания и обладает резервом для очистки вод, оставшихся в пласте по прекращении промышленной отработки залежи.

Другим преимуществом способа является использование в качестве реагентов дешевых веществ, представляющих собой большей частью природные минералы, а также возможность обеспечения регулировки гранулометрического состава фильтрующей смеси. Последнее обстоятельство позволяет экономно расходовать материалы, предварительно рассчитав их емкость по отношению к каждому извлекаемому компоненту за весь цикл отработки.

Для создания фильтрующей завесы используется система скважин и дренажных канав. Расположение скважин может быть однорядным либо многорядным. В зависимости от мощности торфов и песков, изменяющейся по ширине залежи, может применяться комбинированная система из скважин и канав. Разновидностью способа создания завесы является нагнетание и налив через скважины или канавы пульпы, состоящей из ингредиентов смеси. Пульпа может использоваться также в комбинации с грубозернистым фильтром, если суммарная мощность торфов и песков не позволяет пройти канаву на всю глубину залегания песков, до плотика.

Использование дисперсного материала позволяет, кроме того, сократить его расход за счет более полного взаимодействия с техногенным пластовым раствором. Источником таких материалов могут служить отходы многих производств: пыль магнезитового и доломитового обжига, производства гранулированного активированного угля, добычи марганцевых и сидеритовых руд, очистки сбросных газов и т.п. Размер частиц дисперсного материала должен сочетаться с гранулометрическим составом россыпеобразующих пород, чтобы не происходило вымывания и суффозии внесенного материала с места его локализации.

Способ наиболее рационально использовать при отработке аллювиальных россыпей; характеризующихся значительным продольным уклоном долины и содержащих мелкое и тонкодисперсное золото.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при подземном выщелачивании россыпных месторождений благородных металлов. Обработку ведут хлорно-хлоридными раствором при одновременной нейтрализации и обезвреживании техногенных пластовых вод, сбрасываемых в гидрографическую сеть. С этой целью ниже отрабатываемой залежи поперек потока пластовых вод сооружают систему дренажных скважин и/или канав, доходящих до плотика. Систему заполняют смесью материалов, обладающих свойством нейтрализации избыточной кислотности, восстановления гипохлорита и сорбции золота, а также улавливания вредных микропримесей - меди, ртути, мышьяка. В качестве материалов используют кальцит, марганцевый шпат, доломит, магнезит, пирит, серу, древесный и активированный уголь, железные опилки. 10 з.п.ф-лы.

1. Экологически чистый способ подземного выщелачивания россыпных месторождений благородных металлов, преимущественно золота, с использованием хлорно-хлоридного раствора, включающий подачу выщелачивающего реагента в рудовмещающий пласт через систему закачных скважин или горных выработок и извлечение продуктивного раствора через систему откачных скважин или горных выработок с переработкой его цементацией, или сорбцией, или электролизом, отличающийся тем, что отработку ведут одновременно с обезвреживанием и нейтрализацией пластового раствора, сбрасываемого в гидрографическую сеть, для чего создают систему блокирующих скважин и/или дренажных горных выработок, которые проходят на всю мощность торфов и песков до плотика, располагают их поперек потока пластовых вод ниже отрабатываемой залежи и заполняют фильтрующей смесью, состоящей из нейтрализующего вещества, восстановителя и сорбента. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что блокирующие скважины и/или дренажные горные выработки располагают по всей ширине залежи. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гранулометрический состав фильтрующей смеси выбирают соответственно максимальному дебиту водного потока. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фильтрующей засыпки используют марганцевый шпат, сидерит, кальцит, доломит, пирит и их комбинации. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в фильтрующую смесь вносят древесный или активированный уголь или древесные опилки. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в фильтрующую смесь вносят молотую серу или серные отходы других производств. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в фильтрующую смесь вносят металлическое железо, например железную стружку или опилки. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в фильтрующую смесь вносят магнийсодержащие материалы, например магнезит. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что высоту засыпки фильтрующей смеси делают не менее мощности рудовмещающего пласта. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрующую смесь или отдельные ее компоненты, например уголь, помещают в извлекаемые перфорированные трубы или контейнеры. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что компоненты смеси вводят в пласт в виде пульпы.