СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ НИКЕЛЯ Российский патент 2010 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для подземного выщелачивания руд цветных металлов, в частности никеля.

Месторождения окисленных никелевых руд площадного типа имеют зональное строение, отражающее последовательные стадии разложения пород, от неизменившихся серпентинитов вверх через выщелоченные серпентиниты и нонтрониты до конечных продуктов гидроокисла железа и охр. В отдельных месторождениях распространение и мощность каждой из зон может быть различной, вплоть до отсутствия одной или нескольких зон. Высота каждой зоны может колебаться от 5 до 50 метров. Схема зонального строения месторождений и обобщенный геолого-геохимический разрез, как, например, Буруктальского месторождения, приведен на фиг.1 и 2. Никель в месторождениях площадного типа находится в двух формах: силикатной и изоморфной, входя в состав гидросиликатов магния, и, по мере разрушения серпентенитов, в виде адсорбированной примеси NiO и Ni(OH)₂ на других минералах.

Степень разложения серпентинитов в отдельных зонах можно оценивать показателем геохимической зональности К_з (Резник И.Д., Ермаков Г.П., Шнейерсон Я.М. «Никель»; ООО «Наука и технологии», М.,2000, т.2, с.18-19), подсчитываемым по содержанию (мас.%) компонентов, испытывающих повышение концентрации, к компонентам, подвергающимся рассеянию:

К_з по мере разрушения серпентинита растет: у магнезиальной руды К_з=0.1, у железистой К_з>12.0

Исследования по гидрометаллургическому извлечению никеля из окисленных никелевых руд различных типов показали, что возможно эффективное извлечение никеля из железистых руд с Кз более 0.5 методом чанового сернокислотного выщелачивания после проведения обжига железистых руд (патент РФ №2161658). При этом установлено, что даже незначительная кислотная обработка никеля и кобальта методом последующего сернокислотного чанового выщелачивания приводит к экономически приемлемым результатам.

В то же время технология гидрометаллургической переработки магнезиальных руд с К_з менее 0.8 с предварительным обжигом не обеспечивает эффективного извлечения никеля. Однако прямое сернокислотное выщелачивание магнезиальных руд, проведенное в течение длительного времени (подземное выщелачивание - см. таблицу), приводит к экономически приемлемым результатам извлечения никеля.

Таким образом, для эффективного извлечения никеля из окисленных никелевых руд необходимо по-разному воздействовать на их железистые и магнезиальные составляющие.

В качестве прототипа заявленному техническому решению выбран способ разработки полезных ископаемых (патент РФ №2175385), включающий определение показателей структуры руды, проходку по рудному телу горных выработок, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора.

Недостатком прототипа являются подъем на поверхность руды с разными значениями показателя геохимической зональности, что приводит к снижению выхода целевого продукта, извлекаемого при дальнейшей переработке руды, а также необходимость отбивать оставшиеся запасы руды и магазинировать их под землей, что требует соответствующих затрат на осуществление этих операций.

Задачам, на решение которых направлено заявленное изобретение, являются подъем на поверхность руды с однородной структурой, что позволяет повысить выход целевого продукта при последующей переработке руды, а также упростить и снизить капиталоемкость способа подземного выщелачивания.

Указанные задачи решаются тем, что в способе разработки ископаемых, включающем определение показателей структуры руды, проходку по рудному телу горных выработок, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора, на поверхность выдают часть руды, имеющую показатель геохимической зональности более 0.5, а проходку горных выработок в оставшейся части рудного тела, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора осуществляют при значении показателя геохимической зональности оставшейся руды менее 0.8.

Подъем на поверхность руды, имеющей показатель геохимической зональности более 0.5, позволяет применить для дальнейшей переработки руды метод чанового сернокислотного выщелачивания после проведения обжига и тем самым обеспечить высокий выход целевого продукта.

Наличие в оставшейся части рудного тела руды, имеющей показатель геохимической зональности менее 0.8, позволяет применить метод прямого сернокислотного выщелачивания, что обеспечивает высокий выход целевого продукта, упрощает и снижает капиталоемкость процесса подземного выщелачивания.

На фигуре 3 изображена схема расположения горных выработок в рудном теле.

Способ осуществляется следующим образом.

На первом этапе определяется ориентировочный профиль раздела между железистыми и магнезиальными рудами, который находится в пределах показателя биохимической зональности, равных 0.5-0.8.

На втором этапе руду верхней части, которую неэффективно обрабатывать методом прямого сернокислотного выщелачивания, поднимают на поверхность известными способами, например открытым.

На третьем этапе в оставшейся части рудного тела проходят горные выработки - роют траншеи 1 для подачи выщелачивающего раствора и бурят скважину 2 для откачки продуктивного раствора на поверхность. После этого осуществляется метод прямого сернокислотного выщелачивания никеля.

Изобретение относится к горному делу. Способ подземного выщелачивания никеля включает определение показателей структуры руды, проходку по рудному телу горных выработок, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора. На поверхность выдают часть руды, имеющую показатель геохимической зональности более 0.5, а проходку горных выработок в оставшейся части рудного тела, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора осуществляют при значении показателя геохимической зональности оставшейся руды менее 0.8. Технический результат заключается в повышении выхода целевого продукта, упрощении и снижении капиталоемкости процесса. 1 табл., 3 ил.

Способ подземного выщелачивания никеля, включающий определение показателей структуры руды, проходку по рудному телу горных выработок, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора, отличающийся тем, что на поверхность выдают часть руды, имеющую показатель геохимической зональности более 0,5, а проходку горных выработок в оставшейся части рудного тела, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора осуществляют при значении показателя геохимической зональности оставшейся руды менее 0,8.