Устройство для подземного выщелачивания полезных ископаемых Советский патент 1988 года по МПК E21B43/28 

П 19

--Q--f -

. КлриводиП 5 78

I Tf

«k

Q1

„.fl,i-16-16

Изобретение может быть использовано при добыче полезных ископаемых способом подземного выщелачивания для образования двухфазной смеси рабочего раствора с газообразным окислителем. Цель - повышение эффективности выщелачивания за счет увеличения полноты растворения газообразного окислителя в вЫ1целачивающем растворе . Устройство состоит из емкости 1 для приготовления вытцелачиваюп ёго .раствора (ВР), двух емкостей-газона- сытителей (ЕГ) 2 и 3 с пористым диспергатором, магистрального трубе-, провода (МТ) 6 и двухпозиционногО крана 12. Последний в одном положении обеспечивает сообщение первой ЕГ 2 с емкостью А1 для ВР, а второй ЕГ 3 - с МТ 6. При другом положении кран 12 обеспечивает сообщение . рой ЕГ 3 с емкостью 1 для ВР, а первой ЕГ 2 - с МТ 6. Насос 17 попеременно заполняет ЕГ 2 и 3 подаваемым ВР. В заполненную ЕГ вводится газоокислитель. Последний проходит через пористый элемент диспергатора и растворяется в растворе.-Готовый раствор выдавливается диспергаторс в МТ 6, сообщенный со скважинами. 4 ил. а € СП

Фаг.г

Изобретение относится к устройст- вам и может быть использовано в. горной промьшшенности при добыче по лезных ископаемых способом подземного выщелачивания руд на месте их залегания для образования двухфазной смеси и приготовления рабочего раствора с растворением в нем газообразного окислителя.

Цель изобретения - повышение эффективности вьпчелачивания за счет увеличения полноты растворения газообразного окислителя в выщелачивающем растворе.

На фиг. 1 показана общая схема расположения элементов устройства} на фиг.-2 - одна из емкостей-газона- сытителей, разрез; на фиг. 3 и 4 - направление движения растворов при определенной позиции крана-распределителя.

Устройство содержит емкость 1 дЛя приготовления выщелачивающего раствора, соединенную с емкостями 2 и 3 газонасытителей, газ-окислитель к которым подается от источника 4 чере вентиль 5. Емкоети-газонасытители 2

35

40

и 3 соединены с магистральным трубо-зо тично в емкости 3), растворяясь и проводом 6. Внутри емкостей 2 и 3 размещен диспергатор 7, выполненный в виде поршня с металлокерамическим пористым элементом 8, водонепроницаемой сеткой 9 и кольцевым герметизатором 10. Диспергатор 7 в нижнем положении поршня опирается на кольцевой выступ 11. Емкости-газонасытите- ли 2 и 3 соединены с емкостью 1 и магистральным трубопроводом 6 двух- позиционным краном-распределителем 12, который управляется автоматизированным приводом 13.

Кран-распределитель 12 установлен с возможностью обеспечения сообщения емкости 2 с емкостью 1 приго - товления выщелачивающего, раствора, а емкости 3-е магистральным трубопроводом 6 при одном положении, и емкости 3 с емкостью 1, а емкости 2 с магистральным трубопроводом 6 - 50 при другом положении крана 12. В ниж- нем основании емкостей 2 и 3 выполнено отверстие 14 для впуска газа- окислителя, В верхней части емкостей имеется отверстие 15 дли подачи и выпуска раствора; Магистральный трубопровод 6 сообщает емкости 2 и 3 с закачиыми скважш1ами 16. Закачку

55

насыщая его. При достижении заданн го давления газа в газонасытителе, когда его сила превысит силу трени кольцевого герметизатора 10 о стен емкости 2, диспергатор 7 под давле нием газа нечнет подниматься и / вы давливать раствор через отверстие 15 в магистральный трубопровод 6, нагнетая его по скважинам 16 в пластt Водонепроницаемая сетка 9 предотвращает перетекание раствора из одной части емкости в другую. В теснив из егчкости 2 раствор, диспергатор 7 в крайнем верхнем поло нии воздействует на датчик 18, ко рый включает привод 13 и поворачи вает кран-распределитель 12 в поло жение, указанное на фиг. 3. Теперь насос 17 начинает заполнять раство ром емкость 2. При этом диспергато 7 под давлением жидкости опускаетс до упора кольцевого выступа 11 в д емкости. Газ, заполнивашй емкость 2, проходит через пористый элемен 8, растворяясь в-закачиваемом раст воре. Когда кран-распределитель 12 установился в положении, указанном на фиг. 3, емкость 3 оказывается подюпоченной к магистрали 6. Так к

растворов в емкости 2 и 3 производят насосом 17. Включение привода 13 крана-распределителя 12 осуществляется посредством датчика 18. Регу-т лируют подачу раствора в емкости вентилем 19.

Устройство работает следующим образом.

Сначала магистральный трубопровод 6 и систему скважин 16 заполняют водой, затем одну из емкостей газонасытителя (например, емкость 2) - выщелачивающим раствором. Для

этого устанавливают кран-распределитель 12 в положение, указанное на фиг. 3, и перекачивают раствор насосом 17 из емкости 1. Диспергатор

7емкости 2 находится в крайнем ниж- нем положении. Переключают кран- распределитель 12 в положение, указанное на фиг. 4, заполняя емкость 3, а затем открывают вентиль 5, подключая к газонасытителю источник

4 газа. Газ-окислитель, проходя через пористый металлокерамический элемент

8диспергатора 7, в виде мелких (10- 15 мкм) пузырьков поступает в раствор, находящийся в емкости 2 (и час-

5

0

о тично в емкости 3), растворяясь и

0

5

насыщая его. При достижении заданного давления газа в газонасытителе, когда его сила превысит силу трения кольцевого герметизатора 10 о стенку емкости 2, диспергатор 7 под давлением газа нечнет подниматься и / выдавливать раствор через отверстие 15 в магистральный трубопровод 6, нагнетая его по скважинам 16 в пластt Водонепроницаемая сетка 9 предотвращает перетекание раствора из одной части емкости в другую. Вытеснив из егчкости 2 раствор, диспергатор 7 в крайнем верхнем положении воздействует на датчик 18, который включает привод 13 и поворачивает кран-распределитель 12 в поло- : жение, указанное на фиг. 3. Теперь насос 17 начинает заполнять раствором емкость 2. При этом диспергатор 7 под давлением жидкости опускается до упора кольцевого выступа 11 в дно емкости. Газ, заполнивашй емкость 2, проходит через пористый элемент 8, растворяясь в-закачиваемом растворе. Когда кран-распределитель 12 установился в положении, указанном на фиг. 3, емкость 3 оказывается подюпоченной к магистрали 6. Так как

давление в системе нагнетательных скважин 16 ниже, чем давление в газонасытителе, раствор, заполнивши емкость 3, под действием газа посредством диспергатора 7 будет вьщав ливаться в магистраль 6.

В дальнейшем устройство работает в автоматическом режиме. Насос 17 заполняет попеременно то одну, то другую емкости газонасытителя, в то время, как одна из емкостей заполняется выщелачивающим раствором который насыщается в ней газом, дргая - освобождается от раствора путем вьиавливания его газом с помощью диспергатора 7. Время заполнения одной емкости должно соответствовать времени опорожнения другой. Регулируя вентилями 19 и 5 дебиты подачи раствора и газа, добиваются синхронной работы диспергаторов 7 и емкостей 2 и 3 в противофазах.

Синхронное движение диспергаторов 7 в емкостях 2 и 3 позволяет обеспечивать непрерывность потока выщелачивающего раствора в магист.ральном трубопроводе 6. Поскольку давление в емкостях газонасытителя создается одними и теми же источниками и, следовательно, имеет постоянное при выбранном режиме работы

значение, перепада давления в системе газонасытитель - магистраль при переключении крана-распределителя из одного положения в другое не будет. Снижение же его величины по мере продвижения раствора по магистрали в скважины и далее в в пласт будет.происходить плавно. Подача газа в раствор и его растворение в

количестве, необходимом для качественного выщелачивания руды, достигается путем обеспечения.соответствующего давления в газонасытителе 2(3).

Формула изобретения

Устройство для подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающее емкость для приготовления выщелачивающего раствора, емкость-га- зонасытитель с пэристым диспергатором, сообщенную с источником газообразного окислителя, и магистральный трубопровод для закачки раствора в нагнетательные скважины, отличающееся TeMj что, с целью повышения эффективности выщелачивания за счет увеличения полноты растворения газообразного окислителя в выщелачивающем растворе, оно снабжено второй сообщенной с источником газообразного окислителя емкостью-газона- сытителем и двухпозиционным краном- распределителем, диспергаторы обеих емкос т ей-газонасытителей выполне ны в виде поршней, а кран-распределитель установлен с возможностью обеспечения сообщения первой емкостн-га- зонасытителя с емкостью приготовления выщелачивающего раствора, а второй емкости-газонасытителя - с магистральным трубопроводом при одном положении указанного крана и второй емкости-газонасытителя с емкостью приготовления выщелачивающего раствора, а первой емкости-газонасытителя - с магистральным трубопроводом при другом положении указанного крана.