ШТАБЕЛЬ ДЛЯ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ МЕРЗЛЫХ ПОРОД (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК E21B43/28 

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

Известно устройство штабеля для кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, состоящего из чашевидной выемки в грунте с уклоном к ее центру, антифильтрационного основания, оборудования для откачки продуктивного раствора и сложенных в штабель горных пород, предназначенных для выщелачивания из них металлов [1] - прототип.

Недостатком известного устройства является отсутствие ряда элементов, препятствующее применению многих эффективных технологий кучного выщелачивания металлов.

Техническая задача заключается в создании устройства штабеля для кучного выщелачивания металлов в своем полном или редуцированном, в зависимости от конкретных требований, вариантах применения запланированной технологии кучного выщелачивания или ее изменения.

Технический результат - повышение эффективности кучного выщелачивания.

Технический результат достигается тем, что устройство штабеля для кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, состоящее из чашевидной выемки в грунте с уклоном к ее центру, антифильтрационного основания, выщелачиваемых пород, оборудования для откачки продуктивного раствора, согласно изобретению содержит металлическую сетку, используемую как отражатель и/или нижний электрод при пропускании тока через штабель, слой грубообломочных пород толщиной в доли метра, мембрану в середине этого слоя, пропускающую или задерживающую полезные компоненты продуктивного раствора, и снабжено устройством для откачки использованного раствора, при этом оборудование для откачки продуктивного раствора и устройство для откачки использованного раствора из слоя грубообломочных пород расположены ниже и выше мембраны, содержит ткань поверх этого слоя для защиты его от кольматации, собственно выщелачиваемые породы, систему перфорированных труб для подачи рабочих растворов в штабель или определенные его части и, дополнительно, для предохранения штабеля от повторного промерзания на своей верхней поверхности металлическую сетку как верхний электрод, греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика, и легко раскладываемые и легко удаляемые гибкие теплозащитные покрытия.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в основании штабеля помещается оголенная металлическая сетка, позволяет использовать ее как отражатель и как нагреватель за счет токов Фуко при применении для нагрева штабеля сверхвысокочастотного электромагнитного поля и как нижний электрод при пропускании тока через штабель как с целью его нагрева, так и увеличения подвижности рабочих ионов раствора за счет электродиффузии (если применяется постоянный электрический ток).

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в основание штабеля укладывается слой грубообломочных пород толщиной в доли метра, позволяет ввести в него больше рабочих жидкостей, легче накапливать и более полно отбирать продуктивный и использованный растворы.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в середине слоя грубообломочных пород размещается мембрана, пропускающая или задерживающая только соединения с полезным компонентом, позволяет разделить их.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что используются два отдельных откачивающих устройства, размещенных в слое грубообломочных пород выше и ниже мембраны, позволяет раздельный отбор продуктивного и использованного растворов, последний для повторного использования как оборотного после восстановления в нем концентрации рабочих реагентов.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что поверх слоя грубообломочного материала помещается ткань в один или несколько слоев, позволяет защитить этот слой от кольматации тонкодисперсным материалом.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в штабеле размещается система перфорированных труб, позволяет подавать в него или его определенные части рабочие растворы.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что на верхней поверхности штабеля размещаются дополнительные конструктивные элементы - металлическая сетка как верхний электрод, греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика, теплозащитные покрытия - позволяют предохранять штабель от повторного замерзания.

Устройство поясняется чертежом, где показаны вертикальные разрезы штабеля выщелачиваемых пород по центру вдоль (фиг.1) и поперек (фиг.2) его продольной оси: 1 - выщелачиваемые породы; 2 - вмещающие породы; 3 - слой грубообломочных пород; 4 - дневная поверхность; 5 - граница сезонного протаивания во вмещающих породах; 6 - оборудование и устройства для откачки продуктивного и использованных растворов; 7 - мембрана; 8 - антифильтрационные покрытия; 9 - ткань; 10 - металлические сетки в основании и верхней части штабеля; 11 - греющий кабель в виде гибкого змеевика; 12 - теплозащитные покрытия. Система перфорированных труб для подачи рабочих растворов не показана, так как ее устройство определяется выбранной проектом технологией.

Устройство осуществляется следующим образом.

В общем случае подготовленную чашевидную выемку (котлован-траншею) в грунте с уклоном к центру для стока к нему продуктивного раствора и ее откосы покрывают антифильтрационной пленкой. На ней в основании будущего штабеля размещают оголенную металлическую сетку, поверх которой укладывают слой грубообломочных пород, заложив в нем мембрану для разделения продуктивного и использованного растворов. В нем располагают два отдельных откачивающих устройства для раздельного отбора продуктивного и использованного растворов. Этот слой покрывают тканью в один или несколько слоев для защиты его от кольматации тонкодисперсным материалом и уже поверх нее укладывают породы, их которых предполагается выщелачивать металлы. В штабеле располагаются система или системы перфорированных труб, полимерных или металлических, в зависимости от принятой технологии кучного выщелачивания, позволяющих подачу рабочих растворов в штабель или определенные его части. На верхней поверхности штабеля, которую делают вогнутой для налива рабочих растворов и исключения их потери, располагают дополнительные элементы конструкции, в основном обеспечивающие предохранение штабеля от повторного промерзания после его протаивания на первом этапе под воздействием одного или нескольких факторов, использованных для этой цели: верхний электрод в виде металлической сетки, греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика и легко раскладываемых и легко убираемых гибких теплозащитных покрытий. Описанное устройство позволит использовать ряд технологий кучного выщелачивания металлов в любое время года. Устройство может быть упрощено за счет исключения, при необходимости, отдельных конструктивных элементов или снижения требований к ним.

Преимущество предлагаемого устройства:

- возможность его применения практически в большинстве известных технологий кучного выщелачивания, имея в виду и ее возможное изменение в ходе процесса.

Технический результат по второму варианту достигается тем, что устройство штабеля для кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, состоящее из чашевидной выемки в грунте с уклоном к ее центру, антифильтрационного основания, выщелачиваемых пород, оборудования для откачки продуктивного раствора, согласно изобретению включает как основные элементы днище, боковые стенки выемки, а также их антифильтрационное покрытие, выполненные из негорючего материала, слой грубообломочных пород толщиной в доли метра, мембрану в середине этого слоя, пропускающую или задерживающую полезные компоненты продуктивного раствора, устройство для откачки использованного раствора, при этом оборудование для откачки продуктивного раствора и устройство для откачки использованного раствора из слоя грубообломочных пород расположены ниже и выше мембраны, ткань из негорючего материала поверх этого слоя для защиты его от кольматации, собственно выщелачиваемые породы, систему перфорированных труб для подачи рабочих растворов в штабель или определенные его части и, дополнительно, для предохранения штабеля от повторного промерзания на своей верхней поверхности греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика и легко раскладываемые и легко удаляемые гибкие теплозащитные покрытия.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что днище и боковые откосы выемки, а также стенки вмещающей штабель емкости над ней выполняются из прочных негорючих материалов, позволяет использовать “огневой” способ кучного выщелачивания с выгоранием закачанной в штабель горючей жидкости.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что не только днище, но и боковые откосы выемки и продолжающие их стенки покрываются антифильтрационной пленкой из негорючего материала, позволяет использовать “огневой” способ кучного выщелачивания с выгоранием закачанной в штабель горючей жидкости без потери продуктивного раствора и загрязнения окружающей среды.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в основание штабеля укладывается слой грубообломочных пород толщиной в доли метра позволяет ввести в него, при необходимости, больше рабочих рабочих жидкостей, в том числе горючих, легче накапливать и более полно отбирать продуктивный и использованный растворы.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в слое грубообломочных пород размещается мембрана из негорючего материала, пропускающая или задерживающая только соединения с полезным компонентом, позволяет разделить их.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что используются два отдельных откачивающих устройства, размещенные в слое грубообломочных пород выше и ниже мебраны, позволяет раздельный отбор продуктивного и использованного растворов, последний для повторного использования как оборотного после восстановления в нем концентрации рабочих реагентов.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что поверх слоя грубообломочных пород помещается ткань из негорючего материала в один или несколько слоев, позволяет защитить этот слой от кольматации тонкодисперсным материалом.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в штабеле размещается система перфорированных труб, позволяет подавать в него или его определенные части рабочие растворы.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что на верхней поверхности штабеля размещаются дополнительные конструктивные элементы - греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика, теплозащитные покрытия - позволяет предохранять штабель от повторного замерзания.

Устройство поясняется чертежом, где показан вертикальный разрез штабеля выщелачиваемых пород по центру вдоль (фиг.3) и поперек (фиг.4) его продольной оси: 1 - выщелачиваемые породы; 2 - вмещающие породы; 3 - слой грубообломочных пород; 4 - дневная поверхность; 5 - граница сезонного протаивания во вмещающих породах; 6 - оборудование и устройства для откачки растворов; 7 - мембрана; 8 - антифильтрационные покрытия; 9 - ткань; 13 - днище и стенки из негорючего материала; 14 - теплозащитные покрытия. Система перфорированных труб для подачи рабочих растворов не показана, так как ее устройство определяется выбранной проектом технологией.

Устройство осуществляется следующим образом.

В общем случае днище подготовленной чашевидной выемки в грунте с уклоном к центру для стока к нему продуктивного раствора и ее откосы и продолжающие их стенки выполняют из прочного негорючего материала (кирпич и т.п.), далее покрывают их антифильтрационной негорючей пленкой. На ней в основании будущего штабеля размещают слой грубообломочных пород, заложив в нем мембрану для разделения продуктивного и использованного растворов. В этом слое располагают два отдельных откачивающих устройства, ниже и выше мембраны, для раздельного отбора продуктивного и использованного растворов. Этот слой покрывают тканью из негорючего материала в один или несколько слоев для защиты его от кольматации тонкодисперсным материалом и уже поверх нее укладывают породы, из которых предполагается выщелачивать металлы. В штабеле располагаются система или системы перфорированных труб, позволяющих подачу рабочих растворов в штабель или определенные его части. На верхней поверхности штабеля, которую делают вогнутой для налива рабочих растворов с исключением их потери, располагают дополнительные элементы конструкции, в основном обеспечивающие предохранение штабеля от повторного промерзания после протаивания его на первом этапе под воздействием одного или нескольких факторов, использованных для этой цели: греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика и легко раскладываемые и легко убираемые гибкие теплозащитные покрытия. Описанное устройство позволит использовать ряд технологий кучного выщелачивания металлов в любое время года. Устройство может быть упрощено за счет исключения, при необходимости, отдельных конструктивных элементов или снижения требований к ним. Например, если не будет использован “огневой” вариант технологии с выгоранием горючей жидкости, закачанной в штабель, то отпадает необходимость облицовки днища и откосов негорючим материалом, использования негорючих антифильтрационного покрытия и ткани и т.д.

Преимущество предлагаемого устройства:

- возможность его применения практически в любой известной технологии “огневого” кучного выщелачивания.

Источник информации.

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

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты. Позволяет повысить эффективность кучного выщелачивания. Штабель содержит в основании оголенную металлическую сетку, используемую как отражатель и/или нижний электрод при пропускании тока через штабель, слой грубообломочных пород с заложенной внутри слоя мембраной для разделения продуктивного и использованного растворов, два автономных откачивающих устройства в слое грубообломочных пород ниже и выше мембраны, поверх этого слоя ткань для защиты его от кольматации, собственно выщелачиваемые породы, систему перфорированных труб для подачи рабочих растворов в штабель или определенные его части и дополнительные элементы на верхней поверхности штабеля, в основном для защиты его от повторного промерзания, металлическую сетку как верхний электрод, греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика и теплозащитные покрытия. Отличием по второму варианту является то, что штабель содержит днище и боковые стенки из прочных негорючих материалов, слой грубообломочных пород с заложенной внутри слоя мембраной из негорючего материала для разделения продуктивного и использованного растворов, два автономных откачивающих устройства в слое грубообломочных пород ниже и выше мембраны, поверх слоя ткань для защиты его от кольматации, собственно выщелачиваемые породы, систему перфорированных труб для подачи рабочих растворов в штабель или определенные его части и дополнительные элементы на верхней поверхности штабеля, в основном для защиты его от повторного промерзания, греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика и теплозащитные покрытия, что в совокупности обеспечивает производство кучного выщелачивания в любое время года. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство штабеля для кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, состоящее из чашевидной выемки в грунте с уклоном к ее центру, антифильтрационного основания, выщелачиваемых пород, оборудования для откачки продуктивного раствора, отличающееся тем, что оно содержит в основании оголенную металлическую сетку, используемую как отражатель и/или нижний электрод при пропускании тока через штабель, слой грубообломочных пород толщиной в доли метра, мембрану в середине этого слоя, пропускающую или задерживающую полезные компоненты продуктивного раствора, и снабжено устройством для откачки использованного раствора, при этом оборудование для откачки продуктивного раствора и устройство для откачки использованного раствора из слоя грубообломочных пород расположены ниже и выше мембраны, содержит ткань поверх этого слоя для защиты его от кольматации, собственно выщелачиваемые породы, систему перфорированных труб для подачи рабочих растворов в штабель или определенные его части и, дополнительно, для предохранения штабеля от повторного промерзания на своей верхней поверхности металлическую сетку как верхний электрод, греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика и легко раскладываемые и легко удаляемые гибкие теплозащитные покрытия.2. Устройство штабеля для кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, состоящее из чашевидной выемки в грунте с уклоном к ее центру, антифильтрационного основания, выщелачиваемых пород, оборудования для откачки продуктивного раствора, отличающееся тем, что днище, боковые стенки выемки, а также их антифильтрационное покрытие выполнены из негорючего материала, оно содержит слой грубообломочных пород толщиной в доли метра, мембрану из огнеупорного материала в середине этого слоя, пропускающую или задерживающую полезные компоненты продуктивного раствора, и снабжено устройством для откачки использованного раствора, при этом оборудование для откачки продуктивного раствора и устройство для откачки использованного раствора из слоя грубообломочных пород расположены ниже и выше мембраны, содержит ткань из негорючего материала поверх этого слоя для защиты его от кольматации, собственно выщелачиваемые породы, систему перфорированных труб для подачи рабочих растворов в штабель или его определенные части и, дополнительно, для предохранения штабеля от повторного промерзания на своей верхней поверхности греющий кабель в виде плоского гибкого змеевика и легко раскладываемые и легко удаляемые гибкие теплозащитные покрытия.