СПОСОБ ДОБЫЧИ СЕРЫ Советский патент 1997 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче из серных залежей.

Известен способ добычи серы, включающий вскрытие серной залежи скважиной, плавление серы путем последовательной поочередной подачи в скважину водоаммиачного теплоносителя с температурой 160-165^oC и нагретой химически очищенной воды и откачку расплавленной серы на поверхность [1]
Основным недостатком указанного способа является относительно низкое извлечение серы из-за больших потерь серы (расплавленной и невыплавленной) в пласте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ добычи серы, включающий вскрытие серной залежи скважинами, плавление серы подачей в пласт теплоносителя, растворение серы подачей в пласт растворителя и откачку расплавленной серы, при этом осуществляют комбинированные подачи теплоносителя и растворителя [2]
Недостатком известного способа является невысокое извлечение серы.

Целью изобретения является повышение извлечения серы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе добычи серы, включающем вскрытие серной залежи скважинами, плавление серы подачей в пласт теплоносителя, растворение серы подачей в пласт растворителя и откачку расплавленной серы, растворитель подают непосредственно после откачки выплавленной серы, при этом в качестве растворителя подают 15-40%-ный водный раствор гидроокиси калия или натрия, а также тем, что растворение ведут при температуре 60-85^oC.

Предлагаемое содержание щелочи в водном растворе и температура проведения процесса является оптимальными, так как при содержании щелочи в раствор ниже 15% снижается его сероемкость и скорость растворения серы, а повышение содержания выше 40% приводит к значительному увеличению вязкости применяемого раствора; при температуре ниже 60^oC значительно уменьшается скорость растворения серы в растворе, а повышение температуры выше 85^oC нецелесообразно из-за увеличения энергозатрат на проведение процесса, связанного с возникновением необходимости предварительного подогрева закачиваемого в скважину раствора щелочи.

Способ осуществляется следующим образом.

Серную залежь вскрывают по меньшей мере одной скважиной и путем закачки в скважину теплоносителя с температурой 160-165^oC расплавляют серу, после чего откачивают ее на поверхность. Затем непосредственно после прекращения притока жидкой серы в добычную скважину в нагретый серный пласт через скважину закачивают 15-40%-й водный раствор щелочи. Попадая в рудное тело, где имеется остаточное количество горячей серы с температурой 80-120^oC, гидроокись щелочного металла растворяет серу за счет реакции.

4KOH+8S _→ K₂S₆+K₂S₂O₃+H₂O
При этом закачку раствора щелочи в скважину ведут с такой скоростью, чтобы среднее время пребывания его в пласте составляло не менее 50 мин.

Затем насыщенный серой раствор щелочи откачивают на поверхность и выделяют из него серу известным способом, например обработкой его соляной или другой кислотой, при которой происходит разложение полисульфида и тиосульфата щелочного металла с образованием элементарной серы, сероводорода и двуокиси серы по реакциям

При этом элементарную серу отделяют от раствора флотацией и/или фильтрацией, а сероводород и двуокись серы и перерабатывают в газовую серу методом Клауса или жидкофазным каталитическим способом. При этом оставшийся водный раствор хлористого калия может быть использован в качестве сырья для получения удобрений или для повторного получения гидроокиси калия.

Для выделения серы из раствора щелочи могут быть использованы и другие известные способы, например способ карбонизации, электрохимический или плазмохимический способы.

Кроме того, из насыщенного серой раствора могут быть выделены в качестве товарного продукта кристаллические полисульфиды щелочного металла (K₂S₆ или Na₂S₅), которые находят применение в промышленности, в частности в кожевенной промышленности для удаления волоса со шкур; для флотации руд, как инсектицид. В настоящее время полисульфиды для указанных целей получают сплавлением серы с карбонатами калия или натрия.

Применение предлагаемого способа позволит значительно повысить извлечение серы из залежи по сравнению с известным способом, при этом пустая порода растворителя в незначительных количествах и не влияет практически на сероемкость раствора.

1. Способ добычи серы, включающий вскрытие серной залежи скважинами, плавление серы подачей в пласт теплоносителя, растворение серы подачей в пласт растворителя и откачку расплавленной серы, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения серы, растворитель подают непосредственно после откачки выплавленной серы, при этом в качестве растворителя подают 15 - 40%-ный раствор гидроокиси калия или натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение ведут при 60 - 85^oС.

1. Способ добычи серы, включающий вскрытие серной залежи скважинами, плавление серы подачей в пласт теплоносителя, растворение серы подачей в пласт растворителя и откачку расплавленной серы, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения серы, растворитель подают непосредственно после откачки выплавленной серы, при этом в качестве растворителя подают 15 40%-ный раствор гидроокиси калия или натрия. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение ведут при 60 - 85^oС.