СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 2002 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при складировании металлосодержащих пород.

Известен способ селективного складирования и хранения хвостов, включающий послойную укладку хвостов с различным содержанием металлов и разными сорбентами [1].

Недостатком данного способа является низкая эффективность осаждения и закрепления мигрирующих металлов на техногенных барьерах вследствие неполного их осаждения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий формирование дренажного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев [2].

Недостатком данного способа является низкая эффективность осаждения.

Задачей изобретения является повышение эффективности внутриотвального обогащения за счет осаждения железа путем подбора минералов-концентраторов по свойствам мигрирующих соединений железа.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способ создания техногенных месторождений, включающий формирование дренажного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев, выщелачиваемый слой формируют из железосодержащих пород, обогащаемый слой формируют из некондиционных железных руд на основе минералов-концентраторов железа, обладающих или отрицательным зарядом при нейтральном характере металлосодержащих растворов, или положительным зарядом при щелочном характере металлосодержащих растворов.

В качестве минералов-концентраторов железа используют диоксид марганца или оксид хрома или титана.

В процессе хранения железосодержащих пород и некондиционных руд под действием гипергенеза обеспечивается растворение и миграция соединений железа преимущественно в виде золей в обогащаемый слой, где в зависимости от исходных свойств золей железа происходит их осаждение на определенных минералах-концентраторах.

На чертеже представлен вариант схемы техногенного месторождения, где цифрами обозначены: 1 - дренажный слой, 2 - обогащаемый слой, 3 - выщелачиваемый слой, 4 - источник воды и реагентов.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально формируется дренажный слой 1, затем - обогащаемый слой 2 из некондиционных железных руд, обладающих на основе минералов-концентраторов железа или отрицательным зарядом при нейтральном характере металлосодержащих растворов, или положительным зарядом при щелочном характере металлосодержащих растворов. Затем формируют выщелачиваемый слой из железосодержащих пород. Обработку сформированного массива ведут из источника 4.

При прохождении металлосодержащего раствора (показан стрелками) обогащаемого слоя 2 в его пределах будет происходить сорбционное осаждение мигрирующих металлов (железа).

При этом необходимо учитывать такой известный природный эффект (см. Нюссик Я.М., Комов И.Л. Электрохимия в геологии. Л., Наука, 1981), как зависимость характера знака соединений металлов, частиц или минералов от исходных кислотно-щелочных свойств среды. Так, например, полученные в нейтральных растворах амфотерные соединения Fе(ОН)₃ (частицы золя) заряжены положительно, а в щелочной среде - отрицательно. Эта особенность, широко известная в природных процессах, до настоящего времени не использовалась в технике и технологиях.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит перераспределение в техногенном месторождении железа, мигрирующего в процессе гипергенеза из отвалов, образуемых при отработке открытым способом железорудного месторождения.

Первоначально формируют дренажный слой 1 из щебня, мощностью 0,5 м. Затем отсыпают обогащаемый слой 2 из некондиционных железных руд, мощностью 3-5 м с содержанием железа 30%. После чего формируют выщелачиваемый слой 3 из железосодержащих пород, мощностью 15-20 м с содержанием железа 10-15%.

Если металлосодержащие растворы имеют нейтральный характер, то содержащиеся в них золи железа обладают положительным зарядом. В этом случае обогащаемый слой 2 формируют в смеси с минералами-концентраторами, обладающими отрицательным зарядом, например диоксидов марганца. В результате при прохождении слоя 2 происходит сорбция железа, причем концентрация металла за счет его перераспределения в отвальном массиве обеспечивается до уровня кондиционных руд. Марганец в этих рудах является полезной примесью, т.к. легирует железо.

Если металлосодержащие растворы имеют щелочной характер, то содержащиеся в них золи железа обладают отрицательным зарядом. В этом случае обогащаемый слой 2 формируют в смеси с минералами-концентраторами, обладающими положительным зарядом, например оксидом хрома или титана, которые также обладают легирующими свойствами. В результате также происходит осаждение металлов за счет их перераспределения.

Предложенное изобретение может быть использовано при отвалообразовании при открытой разработке месторождений.

Источники информации
1. Хабиров В. В., Воробьев А.Е. Теоретические основы развития горнодобывающих и перерабатывающих производств Кыргызстана, М., Недра. 1993, с. 272-276.

2. Хабиров В. В., Воробьев А.Е. Теоретические основы развития горнодобывающих и перерабатывающих производств Кыргызстана, М., Недра. 1993, с. 277-297.

Использование: горное дело и экология и может быть использовано при складировании металлосодержащих пород. Технический результат - повышение эффективности внутриотвального обогащения за счет осаждения железа. Способ включает формирование дренажного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев. Выщелачиваемый слой формируют из железосодержащих пород, обогащаемый слой формируют из некондиционных железных руд на основе минералов-концентраторов железа, обладающих или отрицательным зарядом при нейтральном характере металлосодержащих растворов, или положительным зарядом при щелочном характере металлосодержащих растворов. В качестве минералов-концентраторов железа используют диоксид марганца или оксид хрома или титана. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ создания техногенных месторождений, включающий формирование дренажного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев, отличающийся тем, что выщелачиваемый слой формируют из железосодержащих пород, обогащаемый слой формируют из некондиционных железных руд на основе минералов-концентраторов железа, обладающих или отрицательным зарядом при нейтральном характере металлосодержащих растворов, или положительным зарядом при щелочном характере металлосодержащих растворов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минералов-концентраторов железа используют диоксид марганца или оксид хрома или титана.