СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ Российский патент 2004 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для кучного выщелачивания металлов, преимущественно в условиях многолетней мерзлоты.

Известен способ кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля, формирование антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород и подачу в штабель растворов реагентов [1] - прототип.

Недостатком известного способа является краткость периода возможности использования процесса выщелачивания, ограниченного весенним протаиванием грунта и наступлением низких температур.

Предлагаемый способ кучного выщелачивания в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление оттаявшего грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля, укладку антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород и подачу в штабель растворов реагентов, предусматривает, что в штабель талых промерзающих, или мерзлых протаивающих, или мерзлых окомкованных, или мерзлых разбитых морозобойными трещинами пород подают раствор реагентов, в который вводят легкорастворимые соли одновалентных металлов с низкой температурой эвтектики, не вступающих в реакции с рабочими реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, до концентрации, близкой к насыщению ими раствора, тем самым предохраняют талые выщелачиваемые породы от промерзания, а мерзлые породы оттаивают и в результате обеспечивают производство процесса выщелачивания вплоть до его завершающей стадии в течение всего года.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в раствор реагентов вводят легкорастворимые соли одновалентных металлов (присадки) с низкой эвтектической температурой, не вступающих в реакцию с реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, до концентрации, близкой к насыщению, позволяет понизить температуру замерзания породы вплоть до эвтектической для данной соли.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что штабель сооружается из талых промерзающих пород, позволяет провести выщелачивание металлов из него и с наступлением холодного периода под воздействием предотвращающего или резко замедляющего промерзание выщелачиваемых пород раствора высокой концентрации за счет присадок - солей легкорастворимых солей одновалентных металлов с низкой эвтектической температурой, не вступающих в реакцию с реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что штабель состоит из протаивающих мерзлых пород, позволяет ускорить их оттаивание под воздействием раствора высокой концентрации за счет присадок и тем самым ускорить процесс выщелачивания.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что штабель сооружается из мерзлых окомкованных или разбитых морозобойными трещинами мерзлых пород, позволяет оттаять их под воздействием раствора высокой концентрации за счет присадок и таким образом вести процесс кучного выщелачивания и в холодное время года.

Способ осуществляют следующим способом. С участка, отведенного под устройство штабеля, удаляют грунт, формируют антифильтрационное основание, устанавливают оборудование для откачки продуктивного раствора, укладывают на подготовленное основание выщелачиваемые породы и подают в штабель раствор реагентов. Штабель выщелачиваемых пород формируют из талых пород, причем возможно допустить их частичное промерзание, или мерзлых окомкованных пород, или мерзлых разбитых морозобойными трещинами пород. В случае, когда штабель сложен талыми породами, с наступлением холодного времени года штабель - его рабочую зону, в которой идет процесс выщелачивания, предохраняют от замерзания, вводя в раствор реагентов присадки - легкорастворимые соли одновалентных металлов, имеющих низкую эвтектическую температуру, не вступающих в реакцию с реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, с близкой к насыщению концентрацией, что позволяет понизить температуру замерзания породы вплоть до эвтектической для данной соли. Дополнительно для предупреждения охлаждения штабеля до температуры ниже эвтектической могут быть использованы легко раскладываемые и легко удаляемые гибкие теплоизоляционные покрытия, в частности снег, раскладываемый на поверхности штабеля греющий кабель с током, обваловывание штабеля с боков грунтом, вынутым при формировании выемки под штабель, пропускание постоянного тока между оголенными металлическими сетками в основании и на поверхности штабеля, что в случае одновалентных ионов вдвое повышает их подвижность, - порознь или в той или иной комбинации. Допустимо и некоторое промерзание штабеля сверху после завершения в этой части процесса выщелачивания, которое будет замедляться повышением концентрации раствора перед фронтом промерзания вследствие оттеснения им ионов раствора и будет ограничено эвтектической температурой. Продвижение фронта промерзания создаст перед ним напорное давление, что улучшит проникновение раствора в мельчайшие поры породы. Использование в качестве присадок солей Na, К и т.д. диспергирует грунт, облегчая тем самым доступ реагентов к выщелачиваемым металлам. Для подачи раствора реагентов и присадок в рабочую зону под слоем промерзшей породы можно использовать предварительно заложенные в штабель перфорированные трубы. При выщелачивании металлов из штабеля мерзлых, но начавших протаивать сверху пород вводят в протаявший слой раствор реагентов с описанными выше присадками для ускорения протаивания. Для еще большего ускорения протаивания используют горячий раствор, что также ускоряет диффузию ионов в поры породы и скорость реакций выщелачивания. При выщелачивании металлов из штабеля мерзлых окомкованных пород используют горячий раствор с описанными выше присадками высокой концентрации. Сверху и с боков штабель предохраняют от охлаждения до температуры ниже эвтектической указанными выше средствами - теплоизоляционными покрытиями и т.д. Ввиду большого коэффициента фильтрации штабеля из окомкованных мерзлых пород раствор будет быстро просачиваться к основанию штабеля и рабочие реагенты окажутся использованными лишь частично, а концентрация присадок уменьшится за счет вытаивания льда в породах. Целесообразно использовать раствор как оборотный и после восстановления концентрации реагентов и присадок в растворе и его нагрева вновь закачивать в штабель. Возможно предварительное оттаивание штабеля мерзлых окомкованных пород раствором присадок высокой концентрации без рабочих реагентов. При выщелачивании металлов из штабеля мерзлых разбитых зияющими морозобойными трещинами пород поступают так же, как и в случае штабеля из мерзлых окомкованных пород с тем различием, что в силу возможной ограниченности заглубления морозобойных трещин в штабель быстрое просачивание раствора к основанию штабеля не будет иметь места и использование раствора как оборотного будет невозможно или ограничено поздней стадией процесса.

Преимуществами способа являются:

- возможность производства выщелачивания в течение всего года:

- простота и экономичность способа.

Источник информации

1. Патент РФ №2183743, Е 21 В 43 / 28, 2002 г.

Использование: в горном деле и может быть использовано для кучного выщелачивания металлов. Технический результат – возможность производства выщелачивания в течение всего года, простота и экономичность способа. Способ включает удаление оттаявшего грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля, укладку антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на основание штабеля выщелачиваемых пород и подачу в штабель раствора реагентов. В штабель талых промерзающих, или мерзлых протаивающих, или мерзлых окомкованных, или мерзлых разбитых морозобойными трещинами пород подают раствор реагентов, в который вводят легкорастворимые соли одновалентных металлов с низкой температурой эвтектики, не вступающих в реакции с рабочими реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, до концентрации, близкой к насыщению, и тем самым предохраняют талые выщелачиваемые породы от повторного промерзания, а мерзлые породы оттаивают и таким образом обеспечивают производство процесса выщелачивания вплоть до его завершающей стадии в течение всего года.

Способ кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление оттаявшего грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля, укладку антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на основание штабеля выщелачиваемых пород и подачу в штабель растворов реагентов, отличающийся тем, что в штабель талых промерзающих или мерзлых протаивающих или мерзлых окомкованных или мерзлых разбитых морозобойными трещинами пород подают раствор реагентов, в который вводят легкорастворимые соли одновалентных металлов с низкой температурой эвтектики, не вступающих в реакции с рабочими реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, до концентрации, близкой к насыщению, и тем самым предохраняют талые выщелачиваемые породы от промерзания, а мерзлые породы оттаивают и таким образом обеспечивают производство процесса выщелачивания вплоть до его завершающей стадии в течение всего года.