Способ разработки солевого месторождения с получением металлов платиновой группы из древней прибрежно-морской зоны Российский патент 2024 года по МПК E21C41/20 E21C41/30 G01V7/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для комплексной разработки месторождений солей, образованных при усыхании древних морей, с получением металлов платиновой группы.

Уникальное Верхнекамское солевое месторождение образовано в процессе усыхания древнего Пермского моря и приурочено к Соликамской соленосной впадине, входящей в систему Предуральского краевого прогиба. Прогиб прослеживается вдоль западного склона Урала на расстоянии около двух тысяч километров.

С другой стороны, в Уральских горах широко известны проявления платиновой минерализации (см. Баранников А.Г., Осовецкий Б.М. Платиновые и платиносодержащие россыпи Урала, критерий и признаки их пространственной связи с первоисточниками. Известия Уральского государственного горного университета. 2014, с.12-25 [1]).

Установленное содержание платины в нерастворимом остатке сильвинита Верхнекамского месторождения очень высокое, в десятки раз превышает минимальное промышленное содержание и составляет 6,3-10,25 г/т, в нерастворимом остатке галита еще выше - 4,85-24,2 г/т (см. Белкин В.В., Кузнецов Н.В. Способ разработки солевого месторождения с получением платины из надсоляной толщи. Патент РФ RU 2265124 C1, 27.11.2005. [2]).

Геологический возраст соляной толщи позволяет предположить, что источником появления платины и других редких металлов в нерастворимом остатке солей (песчано-глинистые прослои) является Западно-Кытлымское месторождение платины, находящееся в Уральских горах примерно в 30 км к востоку от прибрежно - морской зоны древнего Пермского моря. Установлено, что породообразующими минералами песчаных пород пестроцветной толщи, залегающей выше соляных пород, являются минералы, входящие в состав пироксенитов - вмещающих пород Западно-Кытлымского месторождения. Это дает основания считать, что образование их связано с разрушением данных пироксенитов.

Повышенные концентрации платины и других металлов платиновой группы в пестроцветной толще, залегающей над солевой залежью, являются удаленными шлейфами выноса тяжелой фракции данных пироксенитов, в отличие от более близких к коренному источнику и поэтому более обогащенных данными металлами россыпей ближнего сноса. Высокие концентрации платины и других металлов платиновой группы в россыпях ближнего сноса в этом районе сформированы за счет наличия транзитной гидросети и ее связью с площадью, обладающей россыпеобразующим коренным источником. Более удаленные россыпи отнесены к россыпям дальнего сноса с относительно низкими концентрациями металлов. Однако, те же россыпи дальнего сноса, находившиеся в прошлом в прибрежно-морской зоне древнего моря, характеризуются уже высокими содержаниями платины и других металлов.

Более высокие содержания указанных металлов в прибрежно-морской зоне обусловлены тем, что морскими волнами обеспечивается длительное непрерывное возвратно-поступательное перемещение обломочных масс в результате приливов и отливов, их измельчение, сортировка и переотложение. Прибрежно-морская зона - зона взаимодействия моря и суши, состоящая из морского берега, береговой линии и берегового подводного склона, изменяется по ширине от нескольких десятков метров до нескольких километров. В пределах этой зоны развивается абразия берегов и аккумуляция порождаемых ею осадков. Поступающий в море обломочный материал переносится вдоль берега морскими течениями и одновременно дифференцируется волнами и приливами по размеру обломков и их удельной плотности, образуя прибрежно-морские россыпи. И после этого уже происходит накопление металлов в песчано-глинистых прослоях в формирующейся соляной толще в процессе усыхания моря и садки солей. Накопление происходит за счет ветровой эрозии прибрежно-морской зоны и путем привноса металлов поверхностными водотоками.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разработки солевого месторождения с получением платины из надсолевой толщи, включающий установление наличия платины в нерастворимом остатке солей, который принят за прототип [2].

Недостатком известного способа является то, что в нем не учитывают положение береговой линии древнего моря, при усыхании которого образовалось солевое месторождение, являющегося источником накопления платины, что приводит к неточности оконтуривания залежей пород с промышленными концентрациями платины.

Технической задачей изобретения является разработка технологии определения источника накопления металлов платиновой группы в прибрежно-морской зоне древнего моря, повышение точности оконтуривания залежей пород с промышленными концентрациями этих металлов, повышение комплексности разработки месторождения.

Поставленная задача достигается тем, что в соленосной впадине после обнаружения платины в песчано-глинистых прослоях в соляной толще производят поисково-разведочные работы в погребенных песчаных отложениях вблизи береговой линии древнего усохшего моря и выявляют положение прибрежно-морской зоны и затем в ней залежей металлов платиновой группы.

Способ осуществляют следующим образом.

При разработке солевого месторождения устанавливают наличие платины в песчано-глинистых прослоях в соляной толще. Затем определяют положение береговой линии древнего моря, при усыхании которого образовалось солевое месторождение. После чего проводят геологическое картирование и устанавливают положение близлежащих коренных месторождений платины, направление сноса из них обломочного материала. Далее определяют районы пересечения древней прибрежно-морской зоны с областью сноса обломочного материала, содержащего платину. После этого в районах пересечения проводят гравитационную разведку и предварительно устанавливают глубину залегания платины. После чего осуществляют бурение скважин и отбор проб, в которых определяют ее содержание. Затем осуществляют оконтуривание залежей пород с промышленными концентрациями платины и выемку этих залежей.

Способ испытан в лабораторных условиях. Для испытаний использован образец песчаника, залегающего в надсолевых отложениях в районе Верхнекамского месторождения солей.

Определение содержаний и исследование способов извлечения платины и металлов платиновой группы производился в 3-х повторностях на масс-спектрометре Elan 9000. В первом опыте перед анализом 10 г породы растворяли в «царской водке», во втором - нерастворимый после «царской водки» остаток сплавили с тетраборатом лития, в третьем - растворение произвели в соляной кислоте с добавлением перекиси водорода (табл.).

Таблица.

Определение содержаний и исследование способов извлечения платины и металлов платиновой группы

Элемент Содержание металла, г/т 1опыт 2 опыт 3 опыт 1 2 3 4 Платина, Рt 0,19 0,93 1,14 Палладий, Pd 13,49 88,07 31,74 Родий, Rh 5,02 0,17 0,023 Рутений, Ru 0,18 0,089 0,057 Иридий, Ir 0,083 0,057 0,039

Выявленные повышенные концентрации платины и других металлов платиновой группы в песчанике указывают на то, что в древней прибрежно-морской зоне присутствуют комплексные россыпные месторождения платины и других металлов платиновой группы.

Пример осуществления способа. При разработке Верхнекамского калийного месторождения на Соликамском калийном рудоуправлении № 1 установили наличие платины в песчано-глинистых прослоях в соляной толще. Затем определили положение береговой линии древнего моря, при усыхании которого образовалось солевое месторождение. После чего провели геологическое картирование и установили положение близлежащего Западно-Кытлымского коренного месторождения платины и направление сноса из них обломочного материала. Определили районы пересечения древних прибрежно-морских зон с областью сноса обломочного материала, содержащего платину. После этого в районах пересечения провели гравитационную разведку и предварительно установили глубину залегания платины, равную 15 м. После чего осуществили бурение скважин глубиной 15 м и отбор проб, в которых определили содержание платины, равное в среднем 2,0 г/т, палладия - 15,3 г/т, родия - 3,4 г/т, рутения - 0,2 г/т и иридия - 0,1 г/т. Затем осуществили оконтуривание залежей пород с промышленными концентрациями металлов платиновой группы и выемку этих залежей.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке солевого месторождения с получением металлов платиновой группы из древней прибрежно-морской зоны. При разработке солевого месторождения устанавливают наличие платины в песчано-глинистых прослоях в соляной толще. Затем определяют положение береговой линии древнего моря, при усыхании которого образовалось солевое месторождение. После чего проводят геологическое картирование и устанавливают положение близлежащих коренных месторождений платины, направление сноса из них обломочного материала. Определяют районы пересечения древних прибрежно-морских зон с областью сноса обломочного материала, содержащего платину. После этого в районах пересечения проводят гравитационную разведку и предварительно устанавливают глубину залегания платины. После чего осуществляют бурение скважин и отбор проб, в которых определяют содержание платины. Затем осуществляют оконтуривание залежей пород с промышленными концентрациями платины и выемку этих залежей. Техническим результатом является повышение точности оконтуривания залежей пород с промышленными концентрациями этих металлов, повышение комплексности разработки месторождения. 1 табл.

Способ разработки солевого месторождения с получением металлов платиновой группы из древней прибрежно-морской зоны, включающий установление наличия платины в нерастворимом остатке солей, отличающийся тем, что сначала устанавливают наличие платины в песчано-глинистых прослоях в соляной толще, затем определяют положение береговой линии древнего моря, при усыхании которого образовалось солевое месторождение, после чего проводят геологическое картирование и устанавливают положение близлежащих коренных месторождений платины, направление сноса из них обломочного материала, районы пересечения древних прибрежно-морских зон с областью сноса обломочного материала, содержащего платину, после этого в районах пересечения проводят гравитационную разведку и предварительно устанавливают глубину залегания платины, после чего осуществляют бурение скважин и отбор проб, в которых определяют содержание платины, затем осуществляют оконтуривание залежей пород с промышленными концентрациями платины и выемку этих залежей.