Способ обогащения водного продуктивного раствора в период демисезонья и самонастраивающаяся система автоматического регулирования для реализации способа Российский патент 2020 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к области горного дела, к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, в частности, методом подземного выщелачивания (ПВ), с последующим обогащением получаемого водного продуктивного раствора и его гидрометаллургических переделом. С позиций физико-химической геотехнологии ПВ может применяться при освоении: месторождений в сильно обводненных и неустойчивых осадочных породах; руд зон окисления сульфидных месторождений; забалансовых участков; глубокозалегающих залежей с бедной рудой; отвалов хвостохранилищ (Порцевский А.К., Катков Г.А. Геотехнология (физико-химическая). - М.: МГОУ. - С.20).

Предлагаемое техническое решение целесообразно применять для освоения глубокозалегающего обводненного железорудного месторождения в болотистой местности в условиях неразвитой транспортно-энергетической инфраструктуры и континентального климата, находящегося, например, в составе Западно-Сибирского железорудного бассейна.

Принципиальная возможность такого применения показана в таких источниках информации, как Вогман Д.А. Железорудная база и геотехнологические методы добычи / Тез. докл. 11-й Всесоюзн. конф, по геотехнологическим методам добычи. - М., 1976. - С.39-42; А.с. СССР SV 1218082. Способ подземного выщелачивания железорудных руд / Авт.: В.П. Небера, И.Г. Абдульманов, К.И. Мусейнов. - Опубл. 15.03.1986; Вогман Д.А., Иванов С. В., Коробков Ю.И. Подземное выщелачивание железа из недр./ Семинар №19 МГГУ «Перспективы развития физико-химических способов добычи полезных ископаемых» http: //science.msmu.ru.

В качестве известного аналога может быть выбран способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения по патенту RU2600229, заключающийся в том, что участок месторождения, подлежащий разработке, разбуривают технологическими скважинами по определенной сетке, скважины подготавливают к добыче полезного ископаемого, затем через устья закачных скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего из выдачных скважин отбирают с использованием напора водоносного горизонта продуктивный раствор, закачку выщелачивающего агента и выдачу продуктивного раствора осуществляют посредством использования потенциальной энергии, аккумулированной в газовом объеме, а именно в емкости со сжатым газом на устье закачной скважины и в вакуумированной емкости на устье выдачной скважины, при этом закачку концентрированного выщелачивающего агента в пласт полезного ископаемого производят выше по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока, пропускание разбавленного до эффективной концентрации выщелачивающего агента через определенную толщу пласта полезного ископаемого в латеральном простирании осуществляют в гомогенном виде совместно с обводняющим пласт потоком в направлении его течения и с характерной для него естественной скоростью фильтрации, а сбор и выдачу на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора производят ниже по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока с использованием напора данного водоносного горизонта, сетку технологических скважин образуют перемежающиеся параллельные ряды закачных и выдачных скважин, пробуренные вкрест направления течения обводняющего пласт полезного ископаемого потока.

В качестве недостатков аналога можно отметить отсутствие обогащения водного продуктивного раствора на добычном участке, необходимость иметь на добычном участке возобновляемые запасы потенциальной энергии, аккумулируемой в газовом объеме и затрудненность работы в условиях зимы.

Способ - аналог по патенту RU2594912 освоения глубокозалегающего обводненного месторождения бурожелезняковых оолитовых руд посредством подземного выщелачивания полезных компонентов руд путем разбуривания геотехнологическими скважинами добычного участка по сетке, образуемой перемежающимися параллельными рядами закачных и выдачных скважин, пробуренных вкрест направления течения обводняющего пласт полезного ископаемого напорного потока, подготовки геотехнологических скважин к добыче полезного ископаемого, закачки выщелачивающего агента через закачные скважины в пласт полезного ископаемого, растворения полезных компонентов руд с образованием продуктивного раствора, выдачи на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора через выдачные скважины, при этом подготовку закачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем присоединения к устью каждой скважины емкости с выщелачивающим агентом, которая оснащена запорно-регулирующей арматурой, включающей вентильный клапан, работающий на впуск жидкого выщелачивающего агента через скважину в пласт полезного ископаемого, подготовку выдачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем присоединения к устью каждой скважины порожней сборной емкости, которая оснащена запорно-регулирующей арматурой, включающий вентильный клапан, работающий на выпуск продуктивного раствора из пласта полезного ископаемого через скважину в сборную емкость, а для подачи жидкого выщелачивающего агента в пласт полезного ископаемого и выдачи продуктивного раствора на дневную поверхность используют регулярное суточное действие приливной волны земной поверхности над месторождением путем включения вентильного клапана выдачной скважины в период земного отлива.

К недостатку у аналога можно отнести отсутствие обогащения водного продуктивного раствора непосредственно на добычном участке.

Наиболее близким аналогом-прототипом является способ по заявке №2018139445, отличающийся тем, что добычной процесс организуется посредством циркуляции водного рабочего раствора, целенаправленно и периодически изменяющего свои свойства на разных стадиях геотехнологии, а именно, сначала болотная вода из поверхностных торфяных отложений аккумулируется в нижней емкости устьевого резервуара, затем ежесуточно, во время земного отлива, она из нижней емкости через вертикальный ствол скважины большого диаметра и горизонтальные стволы малого диаметра подается в пласт полезного ископаемого, где смешиваясь с обводняющим пласт потоком оказывает выщелачивающее действие на железную руду и превращается в продуктивный раствор, который ежесуточно, во время земного прилива, выдается по горизонтальным и вертикальным стволам малого диаметра в верхнюю емкость устьевого резервуара, где из него извлекается полезные компоненты, а освобожденная от металлов вода дренируется на непромерзающую поверхность торфяной залежи в окрестностях устья скважины и, проходя вся мощность торфяных отложений, снова становится болотной водой, которая повторно аккумулируется в нижней емкости устьевого резервуара и поступает в добычной процесс.

При этом извлечение полезных компонентов из продуктивного раствора производят в приоритетном порядке, определяемом регулярно на очередном этапе освоения месторождения исходя из потребности в конкретном полезном компоненте железной руды, а именно, сначала посредством гидрометаллургии извлекают наиболее ценный в текущий период времени полезный компонент, затем, в порядке убывания ценности, селективно извлекают остальные полезные компоненты, если оказывается, что селективное извлечение средствами гидрометаллургии остальных полезных компонентов неэффективно, то продуктивный раствор, после извлечения самого ценного полезного компонента, в качестве промежуточного продукта, направляется на получение коллективного концентрата полезных компонентов другими способами, при этом концентрирование промежуточного продукта и его хранение осуществляют вблизи от устья универсальной эксплуатационной скважины.

Согласно данного способа при обогащении водного продуктивного раствора (концентрации промежуточного продукта) предложено использовать технические предложения по патенту RU2600229 (пункты №20 и №21 формулы изобретения по заявке №2018139445). Это улучшает предложенное техническое решение, но не ликвидирует проблему в целом.

Особенностью экологической геотехнологии освоения железорудного месторождения по прототипу (заявка №2018139445) является экстенсивный характер ПВ, характеризующийся большим водооборотом при относительно малых концентрациях полезных компонентов железной руды в водном продуктивном растворе. Это обуславливает необходимость обеспечения эффективного удаления достаточно больших количеств воды из продуктивного раствора в достаточно короткие сроки в течение всех сезонов года.

По оценкам авторов, в течение суток может добываться и выдаваться на дневную поверхность в сборную емкость приустьевого резервуара каждой эксплуатационной скважины до 40 куб. м. водного продуктивного раствора. Из них до 30 куб. м., в качестве промпродукта, содержащего коллективный концентрат полезных компонентов железной руды, может подаваться в открытый бассейн-отстойник вблизи устья эксплуатационной скважины. Поверхность зеркала бассейна, при принятых в прототипе размерах добычной ячейки (100 м×150 м), с учетом землеотведения под дорогу, буровую площадку, склады, хранилище и другое, может составлять не более 1 тыс.кв. м. Если принять соотношение объема коллективного концентрата ко всему объему промпродукта как 1:10, то это означает, что с 1 кв. м зеркала бассейна в течении суток должен быть удален слой воды толщиной 27 мм. В естественных условиях темп удаления воды на порядок меньше (первые миллиметры), а в техническом предложении по прототипу - в несколько раз меньше (по оценке авторов - 5-8 мм/сут).

Поставлена задача - предложить способ ускоренного обогащения водного продуктивного раствора в условиях демисезонья.

Существо нового технического решения целесообразно рассмотреть на конкретном примере, типичном для возможного применения предлагаемого изобретения. В качестве объекта применения технического новшества может быть использовано Бакчарское железорудное месторождение (БЖРМ) в Томской области Сибирского Федерального Округа Российской Федерации.

Представим краткое описание характеристики климатических условий в зоне БЖРМ, которые используются в предлагаемом техническом решении. Сведения заимствованы из коллективного труда томских ученых Данченко А.М., Задде Г.О., Земцов А.А., Земцов В.А., Инишева Л.И., Лукутин Б.В., Мезенцев А.В., Маслов С.Г., Назаров А.Д., Обухов С.Г., Севостьянов В.В., Севостьянова Л.М., Слуцкий В.И. Кадастр возможностей / Под ред. Б.В. Лукутина. - Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - 280 с.

В состав характеристики климатических условий, влияющих на интенсивность протекания процесса удаления воды с поверхности бассейна-отстойника, включены: радиационный режим; атмосферная циркуляция; температура воздуха; ветровой режим и осадки.

В пределах контура БЖРМ (охватываемая площадь 560 кв.км.) в период демисезонья реализуются следующие климатические условия.

Радиационный режим. Приход солнечной радиации определяется продолжительностью дня и высотой Солнца. Среднее солнечное время восхода и захода Солнца и продолжительность дня (ч, мин.) на 15-е число месяца: апрель - 7, 51/19,09 /14,18; май - 3,37/20,15/ 16,38; сентябрь - 5,28/18,22/12,54; октябрь - 6,33/16,59/10,26.

Высота Солнца (градусы) в истинный полдень на 15 -е число месяца: апрель - 41,7; май - 50,8; сентябрь - 35,1; октябрь - 23,6. Приход солнечной радиации весной и осенью составляет до 0.5 МВт*ч/м^2..

Атмосферная циркуляция. В результате трансформации арктического и морского умеренного воздуха формируется континентальный умеренный воздух, создающий основной тип погоды. Свойства континентального умеренного воздуха значительно изменяются внутри сезона. Свободная циркуляция над равнинным рельефом различных типов воздушных масс определяет большую изменчивость погоды, резкие колебания температуры не только внутри сезона весны и осени, но и в течении суток.

Температура воздуха. Среднегодовая температура воздуха - 1,4 °С, а демисезонная среднемесячная (°С): за сентябрь+8,6; за октябрь - 0,2; за апрель 0,4; за май+7,5. Средняя максимальная (дневная) температура воздуха (°С) составляет: в апреле+4,9; в мае+13,2; в сентябре+13,8; в октябре+3,5. Средняя минимальная (ночная) температура воздуха (°С) составляет: в апреле - 5,7; в мае+2,4; в сентябре+4,6; в октябре - 3,0. Даты наступления средних суточных температур выше и ниже 0 °С и числом превышением 0 °С: 19.04/15.10/178. Число дней с переходом температуры через 0 °С достигает максимальных значений в апреле (до 18-21) и октябре (15-17).

Ветровой режим. В течение всего года преобладают южные и юго-западные ветры - до 30% весной и до 48% осенью. Повторяемость (%) направлений ветра и штилей в центральные месяцы весны/осени (апрель/октябрь): с - 9/5; св - 9/4; в - 5/4;юв - 9/10; ю -18/25; юз - 17/27; з - 14/15; сз - 19/10; штиль 1/8/16. Среднемесячная скорость ветра (м/с) составляет: в апреле - 3,7; в мае - 4,1; в сентябре - 3,2; в октябре - 4,1. Среднее число дней с сильным ветром (более 15 м/с): в апреле - 2,8; в мае - 3,6; в сентябре - 1,2; в октябре - 2,0. Удельная мощность ветра составляет весной 187 Вт/м², осенью 223 Вт/м².

Осадки. На территории БЖРМ выпадает в среднем за год более 500 мм осадков, основную массу которых приносят циклоны с Атлантического океана. На демисезонье приходится не более 10% среднегодового объема осадков.

Оценивая приведенную выше характеристику климатических условий в контуре БЖРМ можно заметить, что в период демисезонья (четыре месяца в году) техническое решение по прототипу не обеспечивает эффективного обогащения водного продуктивного раствора из-за имеющего место температурного режима, который не позволяет удалять воду с зеркала бассейна - отстойника ни путем испарения, ни путем намораживая льда.

В данном случае, поставленная задача по усовершенствованию прототипа может быть решена путем использования новых технических решений в виде способа и реализующего его устройства, которые продолжают развивать экологический подход, принятый в прототипе, в том числе, за счет рационального использования местных природных ресурсов.

1. Способ обогащения водного продуктивного раствора в период демисезонья, включающий сбор водного продуктивного раствора в устьевом резервуаре эксплуатационной скважины добычного участка подземного выщелачивающим полезных компонентов руд агентом на основе болотной воды из перекрывающих месторождение руды торфяных отложений, подачу по трубопроводу водного продуктивного раствора после извлечения, при необходимости, самого ценного полезного компонента руды, в открытый бассейн на дневной поверхности земли вблизи от устья эксплуатационной скважины, стратификацию путем отстоя жидкости в бассейне на водную фракцию у зеркала бассейна и фракцию коллективного концентрата полезных компонентов руды у дна бассейна, удаление воды с поверхности зеркала бассейна и выдачу по трубопроводу коллективного концентрата на хранение, отличающийся тем, что подачу водного продуктивного раствора производят автоматически пропорционально падению уровня зеркала бассейна посредством вытекания ламинарного потока на границу раздела водной фракции и фракции коллективного концентрата, удаление воды из бассейна производят автоматически посредством пропитывания водой поглощающего торфяного ленточного картриджа путем протягивания его под зеркалом бассейна с последующим экстрагированием активных компонентов торфа с помощью прогрева и обработки ультразвуком и отжимом торфяной воды, которую возвращают в процесс подземного выщелачивания, а выдачу коллективного концентрата производят автоматически, саморегулируя слив при достижении установленных максимального и минимального уровней коллективного концентрата в объеме жидкости бассейна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный отжим торфа с большим содержанием экстрагированных активных компонентов торфа направляют в состав выщелачивающего агента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный отжим торфа со средним содержанием экстрагированных активных компонентов торфа направляют в состав болотной воды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный отжим торфа с малым содержанием экстрагированных активных компонентов торфа направляют в состав торфяных отложений, перекрывающих месторождения руды, вблизи от эксплуатационной скважины добычного участка.

5. Самонастраивающаяся система автоматического регулирования для реализации способа по п.1, содержащая открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный водным продуктивным раствором, трубопровод подачи водного продуктивного раствора, снабженный запорной арматурной и трубопровод выдачи коллективного концентрата полезных компонентов руды, снабженный запорной арматурой, отличающийся тем, что трубопровод подачи водного продуктивного раствора оснащен запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня зеркала бассейна и соединен гибким шлангом с ламинарной равновесной платформой стока, трубопровод выдачи коллективного концентрата оснащен, запорно-регулирующей арматурой, сервопроводом, концевыми включателями верхнего максимального уровня, концевыми выключателями нижнего минимального уровня, в состав системы, входит торфяной ленточный картридж, лентопротяжный механизм, ванна-экстрактор, валиковое устройство отжима торфа, датчик эффективности экстрагирования и емкость для сбора отжима торфа.

6. Система по п.5, отличается тем, что содержит в своем составе линзу, фокусирующую на ванне-экстракторе солнечный свет.

7. Система по п.5, отличается тем, что содержит в своем составе отражательный концентратор солнечного света.

8. Система по п.5, отличается тем, что содержит в своем составе генератор ультразвуковых колебаний для обработки ультразвуком содержимого ванны-экстрактора.

Предлагаемый способ включен в водооборотную схему (Фиг.1) экологической геотехнологии освоения железорудного месторождения, осуществляя операции обогащения водного продуктивного раствора и утилизации воды после обогащения возвращая ее в процесс подземного выщелачивания полезных компонентов железной руды, путем регенерации ее выщелачивающих свойств и подачи ее, в зависимости от крепости укрепления, в состав непосредственно выщелачивающего агента, болотной воды или торфа болотного.

Новый способ базируется на трех известных торфяникам-практикам и торфяникам-ученым фактах:

- большой гидрофильности торфа (для перегревающих БЖРМ торфяных отложений обычная влажность 85-90%);

- при гидравлическом способе добычи торфа (метод гидроторфа) происходит унос битуминозного гумуса с водами, сбрасываемыми с полей разлива;

- битуминозные гуминовые кислоты используют для получения коллоидных растворов металлов.

Используя эти сведения, предложено удалять воду с поверхности бассейна - отстойника путем поглощения воды слоем торфа. Для этих целей можно использовать любой торф из состава торфов, перекрывающих БЖРМ, но имеющиеся особенности разных типов торфов позволяют варьировать эффективностью водоудаления и эффективностью металлоизвлечения. Так, например, низинный торф более гидрофилен из-за гидратации ионов и структурных факторов, а при одинаковом содержании базовой фракции частиц (менее 250 мк) в верховых и переходных торфах тонкодисперсных и коллоидных (менее 1 мк) частиц на 20-50% более, чем в низинных.

Слой торфа можно формировать в специальную обойму-ленточный картридж путем непрерывной засыпки измельченного торфа или путем закладки квантовых порций, например, в виде торфоплит. Торфоплиты могут быть получены после механического обезвоживания торфа в прессах непрерывного действия - гусеничного, вальц - пресса, кольцевого производительностью в 1 т/час сухого вещества. И торфа влажностью 10-26% можно получить плиты непосредственно прессованием с прочностью на изгибе не менее 2,5 кг/см², объемном весом до 300 кг/м³, толщиной 3-4 см, площадью 1 м². Такие торфоплиты обладают высокой пористостью - до 90-94% и большой гидрофильностью.

Опытное изготовление торфоплиты размерами 100 см* 100 см*4 см из медиум торфа степенью разложения 10% при удельной загрузке фильтра 3,5 кг сух. вещ./м² и часовой выдержке в воде обеспечило начальное влагосодержание 9 кг/кг сух. вещ., а после отжима торфоплиты на ленточно-роликовом прессе непрерывного действия при давлении 60 кг/см² конечное влагосодержания составило 2,5 кг/кг сух. вещ.

Общая последовательность операций, усовершенствующих способ – прототип, принята в следующем виде.

Подачу водного продуктивного раствора в бассейн - отстойник производят автоматически, постоянно поддерживая необходимой уровень зеркала бассейна. Раствор подается ламинарным потоком на границу отстоя водной фракции и фракции коллективного концентрата без нарушения течения седиментационного процесса турбулентным перемешиванием. Удаление водной фракции производят автоматически, протягивая под зеркалом бассейна поглощающий воду торфяной ленточный картридж, с необходимой для полной пропитки торфа скоростью. Затем ленточный картридж проходит через ванну - экстрактор активных торфяных агентов, где с помощью теплового и ультразвукового воздействия пропиточной воде придают свойства выщелачивающего агента, после этого ленточный картридж проходит через отжимной пресс и снова направляется в бассейн, а торфяной отжим возвращают в процесс подземного выщелачивания. При относительно большой концентрации активных торфяных агентов в торфяном отжиме - он направляется в состав выщелачивающего агента, при средней концентрации - в состав болотной воды, при малых концентрациях - в состав торфяных отложений (Фиг.1). Также автоматизирована выдача на хранение коллективного концентрата посредством саморегулирования слива при достижении предельных уровней концентрата в объеме жидкости бассейна - отстойника.

Реализующее способ устройство и порядок его работы иллюстрируют Фиг.2 и Фиг.3.

На Фиг.2 изображено: 1 - емкость; 2 - собранный отжим торфа; 3 - слив отжима; 4 - валиковое устройство отжима; 5 - линза; 6 - отражательный концентратор; 7 - торфяной ленточный картридж; 8 - механизм лентопротяжки; 9 - зеркало бассейна; 10 - трубопровод подачи промпродукта; 11 - ультразвуковая ванна; 12 - открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный промпродуктом из устьевого резервуара экстуатационной скважины; 13 - верхние концевые включатели; 14 - нижние концевые выключатели; 15 - равновесная ламинарная платформа; 16 - гибкий штанг; 17 - трубопровод выдачи коллективного концентрата на хранение.

Емкость 1 предназначена для оперативного хранения собранного отжима торфа 2 и имеет три отделения для сбора отжима с различной концентрацией экстракта. Линза 5 может быть выполнена из светопрозрачной пластмассы с заполнением из оптически чистой воды, а отражательный концентратор 6 может иметь пленочное металлизированное покрытие. Механизм лентопротяжки 8 сопряжен с валиковым устройством 4 в виде ленточно-роликового пресса. Ультразвуковая ванн 11 снабжена ультразвуковым генератором. Бассейн 12 оборудуется гидравлическим снаряжением: трубопроводами подачи 10 и выдачи 17 с системами автоматизации; ламинарной платформой 15 с гибким шлангом 16; с автоматической системой выдачи концентрата 13, 14.

Самонастраивающаяся система автоматического регулирования для реализации способа работает следующим образом (Фиг.3)

На Фиг.3 изображено:1 - емкость, 4 - валиковое устройство отжима; 5 - линза; 6 - отражательный концентратор; 7 - торфяной ленточный картридж; 8 - механизм лентопротяжки; 10 - трубопровод подачи промпродукта; 11 - ультразвуковая ванна; 12 - открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный промпродуктом из устьевого резервуара эксплуатационной скважины; 13 - верхние концевые включатели; 14 - нижние концевые выключатели; 15 - равновесная ламинарная платформа; 16 - гибкий шланг; 17 - трубопровод выдачи коллективного концентрата на хранение; 18 - датчик уровня зеркала бассейна; 19 - сервопривод; 20 - запорно-регулирующая арматура.

Канал подачи промпродукта из устьевого резервуара эксплуатационной скважины работает в автоматическом режиме: при снижении уровня зеркала 9 в бассейне 12 датчик 18 вырабатывает командный сигнал сервоприводу 19, который открывает арматуру 20, и промпродукт по трубопроводу 10 и гибкому шлангу 16 подается через равновесную платформу 15 ламинарным потоком на горизонтальную границу раздела водной фракции и фракции коллективного концентрата, где посредством отстоя водная фракция промпродукта уходит вверх к зеркалу бассейна, а фракция коллективного концентрата уходит вниз к дну бассейна. При достижении уровня зеркала 9 установленного уровня датчик 18 (не показан на Фиг.2) вырабатывает сигнал сервоприводу 19 на закрытие арматуры 20.

Работа канала выдачи коллективного концентрата содержит операции включения и выключения перемещающейся вертикально равновесной платформой 15 верхних 13 и нижних 14 концевых переключателей, которые вырабатывают командные сигналы сервоприводу 19 для, соответственно, открытия и закрытия арматуры 20, и выдачи и прекращения выдачи через трубопровод 17 коллективного концентрата на хранение.

Канал возврата воды после обогащения включает операцию протяжки торфяного ленточного картриджа 7 в приповерхностном слое воды бассейна 12 и затем в ультразвуковой ванне 11 посредством механизма лентопротяжки 8. В ванне 11 производят нагрев торфа до температур 20 - 60°С путем фокусирования солнечной энергии линзами 5 и/или отражательными концентраторами 6 и обработку торфа ультразвуком, например, на частоте 4 МГц, интенсифицируя экстракцию в поглощенную воду активных агентов торфа, обеспечивающих выщелачивающий эффект. Затем ленточный картридж 7 пропускают через валиковое устройство отжима 4, слив торфяного отжима мониторируют, определяя степень концентрации активных агентов, сливают в различные отделения сборной емкости 1, откуда сильно - концентрированный отжим направляют в состав выщелачивающего агента, отжим средней концентрации - в болотную воду, отжим слабой концентрации - в состав торфяных отложений.

После того как отжим торфа пойдет слабой концентрации, производят замену торфяного ленточного картриджа 7 на новый, а из бывшего в употреблении картриджа вынимают сработанный торф и направляют его для использования по новому применению в промышленности или в сельском хозяйстве.

Самонастройка всей системы по трем каналам производится контрольными датчиками уровня зеркала бассейна, уровня коллективного концентрата в объеме жидкости, уровня концентрации экстрагированных веществ в отжиме торфа и связанными с ними исполнительными устройствами.

Технический результат от использования изобретение заключается в обеспечении эффективного обогащения водного продуктивного раствора в континентальных климатических условиях демисезонья при создании синтетического эколого-экономического эффекта за счет рециклинга технической воды в процесс подземного выщелачивания в геотехнологии освоения.

Предложенная группа изобретений относится к области горного дела, к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, в частности, методом подземного выщелачивания (ПВ), с последующим обогащением получаемого водного продуктивного раствора и его гидрометаллургических переделом и может применяться при освоении: месторождений в сильно обводненных и неустойчивых осадочных породах; руд зон окисления сульфидных месторождений; забалансовых участков; глубокозалегающих залежей с бедной рудой; отвалов хвостохранилищ. Согласно предложенному способу подачу водного продуктивного раствора производят автоматически пропорционально падению уровня зеркала бассейна посредством вытекания ламинарного потока на границу раздела водной фракции и фракции коллективного концентрата, удаление воды из бассейна производят автоматически посредством пропитывания водой поглощающего торфяного ленточного картриджа путем протягивания его под зеркалом бассейна с последующим экстрагированием активных компонентов торфа с помощью прогрева и обработки ультразвуком и отжимом торфяной воды, которую возвращают в процесс подземного выщелачивания, а выдачу коллективного концентрата производят автоматически саморегулируя слив при достижении установленных максимального и минимального уровней коллективного концентрата в объеме жидкости бассейна. Способ осуществляется с помощью самонастраивающейся системы, содержащей открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный водным продуктивным раствором, трубопровод подачи водного продуктивного раствора, снабженный запорной арматурной и трубопровод выдачи коллективного концентрата полезных компонентов руды, снабженный запорной арматурой, отличающийся тем, что трубопровод подачи водного продуктивного раствора оснащен запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня зеркала бассейна и соединен гибким шлангом с ламинарной равновесной платформой стока. Трубопровод выдачи коллективного концентрата оснащен запорно-регулирующей арматурой, сервопроводом, концевыми включателями верхнего максимального уровня, концевыми выключателями нижнего минимального уровня. В состав системы входит торфяной ленточный картридж, лентопротяжный механизм, ванна-экстрактор, валиковое устройство отжима торфа, датчик эффективности экстрагирования и емкость для сбора отжима торфа. Технический результат – обеспечение эффективного обогащения водного продуктивного раствора в континентальных климатических условиях демисезонья, а также обеспечение рециклинга технологической воды. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обогащения водного продуктивного раствора в период демисезонья, включающий сбор водного продуктивного раствора в устьевом резервуаре эксплуатационной скважины добычного участка подземного выщелачивания полезных компонентов руд агентом на основе болотной воды из перекрывающих месторождение руды торфяных отложений, подачу по трубопроводу водного продуктивного раствора после извлечения, при необходимости, самого ценного полезного компонента руды в открытый бассейн на дневной поверхности земли вблизи от устья эксплуатационной скважины, стратификацию путем отстоя жидкости в бассейне на водную фракцию у зеркала бассейна и фракцию коллективного концентрата полезных компонентов руды у дна бассейна, удаление воды с поверхности зеркала бассейна и выдачу по трубопроводу коллективного концентрата на хранение, отличающийся тем, что подачу водного продуктивного раствора производят автоматически пропорционально падению уровня зеркала бассейна посредством вытекания ламинарного потока на границу раздела водной фракции и фракции коллективного концентрата, удаление воды из бассейна производят автоматически посредством пропитывания водой поглощающего торфяного ленточного картриджа путем протягивания его под зеркалом бассейна с последующим экстрагированием активных компонентов торфа с помощью прогрева и обработки ультразвуком и отжимом торфяной воды, которую возвращают в процесс подземного выщелачивания, а выдачу коллективного концентрата производят автоматически саморегулируя слив при достижении установленных максимального и минимального уровней коллективного концентрата в объеме жидкости бассейна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный отжим торфа с большим содержанием экстрагированных активных компонентов торфа направляют в состав выщелачивающего агента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный отжим торфа со средним содержанием экстрагированных активных компонентов торфа направляют в состав болотной воды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный отжим торфа с малым содержанием экстрагированных активных компонентов торфа направляют в состав торфяных отложений, перекрывающих месторождения руды, вблизи от эксплуатационной скважины добычного участка.

5. Самонастраивающаяся система автоматического регулирования для реализации способа по п.1, содержащая открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный водным продуктивным раствором, трубопровод подачи водного продуктивного раствора, снабженный запорной арматурной и трубопровод выдачи коллективного концентрата полезных компонентов руды, снабженный запорной арматурой, отличающийся тем, что трубопровод подачи водного продуктивного раствора оснащен запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня зеркала бассейна и соединен гибким шлангом с ламинарной равновесной платформой стока, трубопровод выдачи коллективного концентрата оснащен, запорно-регулирующей арматурой, сервопроводом, концевыми включателями верхнего максимального уровня, концевыми выключателями нижнего минимального уровня, в сосав системы входит торфяной ленточный картридж, лентопротяжный механизм, ванна-экстрактор, валиковое устройство отжима торфа, датчик эффективности экстрагирования и емкость для сбора отжима торфа.

6. Система по п. 5, отличается тем, что содержит в своем составе линзу, фокусирующую на ванне-экстракторе солнечный свет.

7. Система по п. 5, отличается тем, что содержит в своем составе отражательный концентратор солнечного света.

8. Система по п. 5, отличается тем, что содержит в своем составе генератор ультразвуковых колебаний для обработки ультразвуком содержимого ванны-экстрактора.