ОСНОВАНИЕ ШТАБЕЛЯ ДЛЯ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РУД Российский патент 2008 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при кучном выщелачивании редких радиоактивных и благородных металлов из руд, хвостов и концентратов.

Известно двухслойное гидроизолирующее основание штабеля для кучного выщелачивания руд, состоящее из двух малопроницаемых экранов - грунтового экрана и лежащей поверх него геомембраны, разделенных проводящей дренажной системой. Сверху укладывается защитно-дренажный слой для предохранения гидроизолирующих экранов от механических повреждений. В качестве геомембраны в основном используется стабилизированная полиэтиленовая пленка толщиной 0,8...1,2 мм, в качестве дренажной системы - песок или гравелит (см. Кучное выщелачивание благородных металлов / Под ред. М.И.Фазлуллина. - М.: Академия горных наук, 2002. - Гл.6. - с.177-179).

Предложенное основание штабеля не обеспечивает полную изоляцию окружающей среды от высокотоксичных, например, цианистых растворов при появлении разрывов гидроизолирующего слоя за счет температуры, взрывных или сейсмических воздействий.

Наиболее близким к заявляемому является гидроизолирующее основание штабеля, включающее верхний защитно-дренажный слой, гидроизолирующие слои из полиэтиленовой пленки и глины, размещенный между ними дренажный слой из гальки, заполненный обезвреживающим раствором, который подается и собирается через коллекторы (Патент РФ №2085722, МПК Е21В 43/28).

Это основание сравнительно дорогое, сложное и не исключает попадания токсичных растворов в подземные воды через разрывы гидроизолирующего слоя в периоды остановки насоса, осуществляющего подачу в дренажный слой обезвреживающего раствора, а также из-за неполной нейтрализации токсичного раствора в дренажном слое.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности гидроизолирующего основания и снижение опасности загрязнения подземных вод.

Результат достигается тем, что основание штабеля для кучного выщелачивания руд, включающее верхний защитно-дренажный слой, гидроизолирующий слой из полиэтиленовой пленки, грунтовый экран, нижний защитно-дренажный слой, расположенный между гидроизолирующим слоем и грунтовым экраном, отличается тем, что оно снабжено электродами, выполненными в виде сеток и установленными в защитно-дренажных слоях, при этом на электроды, расположенные в верхнем и нижнем защитно-дренажных слоях, подают постоянный ток с полярностью минус и плюс соответственно.

Кроме того, основание отличается тем, что защитно-дренажные слои выполнены из смеси песка и хлоридной соли (например, галита, сильвинита).

При подаче постоянного тока верхняя сетка-электрод (катод) препятствует проникновению отрицательно заряженных ионов цианидов в защитно-дренажный и гидроизолирующие слои, в связи с чем существенно снижается взаимодействие токсичных цианидных комплексов с гидроизолирующим слоем из полиэтиленовой пленки. Тем самым снижается проникновение цианидных комплексов в подземные воды при локальных разрывах полиэтиленовой пленки под воздействием температуры, взрыва или сейсмических колебаний.

Размещение в дренажных слоях сеток-электродов, на которые подают постоянный ток соответственно с полярностью «минус» на верхнюю сетку-электрод (катод) и «плюс» на нижнюю сетку-электрод (анод), позволяет разрушить цианиды и их комплексы при проникновении через локальные разрывы в гидроизолирующем слое из полиэтиленовой пленки рабочих растворов за счет электролиза в дренажном слое. При этом в процессе электролиза на аноде происходит электрохимическое окисление ионов цианида и их комплексов в малотоксичные и нетоксичные продукты (цианаты, карбонаты, диоксид углерода, азот), а на катоде происходит выделение катионов металла.

Кроме того, использование в качестве дренажных слоев смеси песка и хлоридной соли (галита, сильвинита) ускоряет процесс анодного окисления цианидов при одновременном снижении расхода электроэнергии за счет образования хлоридных ионов при растворении соли в рабочих растворах и действии электрического поля.

На чертеже представлен поперечный разрез штабеля руды и основания, где 1 - штабель руды, 2 - коллектор подачи выщелачивающих растворов, 3 - система орошения штабеля, 4 - верхний защитно-дренажный слой, 5 - гидроизолирующий слой из полиэтиленовой пленки, 6 - верхняя сетка-электрод (катод), 7 - нижняя сетка-электрод (анод), 8 - нижний защитно-дренажный слой, 9 - коллектор сбора выщелачивающего раствора, 10 - грунтовый экран из глины.

В процессе эксплуатации основание работает следующим образом. Выщелачивающий раствор через коллектор 2 и систему орошения 3 подается на поверхность штабеля руды 1. Проникая сквозь штабель руды 1, выщелачивающий раствор доходит до защитно-дренажного слоя 4 и за счет наклона гидроизолирующего слоя 5 интенсивно дренируется к коллектору сбора технологического раствора 9, посредством насоса раствор может возвращаться в технологический процесс выщелачивания. При подаче постоянного тока на верхнюю сетку-электрод (катод) 6 с полярностью «минус» снижается взаимодействие токсичных цианидных комплексов с гидроизолирующим слоем из полиэтиленовой пленки 5. Тем самым снижается проникновение цианидных комплексов в подземные воды при локальных разрывах полиэтиленовой пленки под воздействием температуры, взрыва или сейсмических колебаний.

В случае появления локальных разрывов гидроизолирующего слоя из полиэтиленовой пленки 5 часть цианидов в рабочем растворе может проникнуть через отрицательно заряженную сетку электрод (катод) 6 и попасть в дренажный слой 8. В этом случае при подаче постоянного тока на сетки-электроды 5 и 7 цианидные комплексы подвергаются электролизу, при этом в процессе электролиза на аноде происходит электрохимическое окисление ионов цианида и их комплексов в малотоксичные и нетоксичные продукты (цианаты, карбонаты, диоксид углерода, азот), а на катоде происходит выделение катионов металла.

Использование хлоридной соли (галит, сильвинит) в дренажном слое 8 ускоряет процесс анодного окисления цианидов при одновременном снижении расхода электроэнергии за счет образования хлоридных ионов при растворении соли в рабочих растворах и действии электрического поля.

Предлагаемое многослойное основание исключает возможность проникновения токсичных растворов в подземные воды и существенно повышает экологическую безопасность технологии кучного выщелачивания при экстремальных природно-климатических и технологических воздействиях - отрицательных температур, сильных землетрясений, взрывного рыхления штабеля руды.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при кучном выщелачивании редких радиоактивных и благородных металлов из руд, хвостов и концентратов. Основание штабеля кучного выщелачивания руд состоит из штабеля руды, коллектора подачи выщелачивающих растворов, системы орошения штабеля, верхнего защитно-дренажного слоя, гидроизолирующего слоя из полиэтиленовой пленки, верхней сетки-электрода (катода), нижней сетки-электрода (анода), нижнего защитно-дренажного слоя, коллектора сбора выщелачивающего раствора, грунтового экрана из глины. Техническим результатом изобретения является повышение надежности основания за счет электрохимического окисления (разрушения) цианидов и их комплексов при локальных разрывах гидроизолирующего слоя из полиэтиленовой пленки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Основание штабеля для кучного выщелачивания руд, включающее верхний защитно-дренажный слой, гидроизолирующий слой из полиэтиленовой пленки, грунтовый экран, нижний защитно-дренажный слой, расположенный между гидроизолирующим слоем и грунтовым экраном, отличающееся тем, что оно снабжено электродами, выполненными в виде сеток и установленными в защитно-дренажных слоях, при этом на электроды, расположенные в верхнем и нижнем дренажных слоях, подают постоянный ток с полярностью минус и плюс соответственно.2. Основание по п.1, отличающееся тем, что защитно-дренажные слои выполнены из смеси песка и хлоридной соли (например галита, сильвинита).