СПОСОБ ДОБЫЧИ МЕТАЛЛОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕМ ИЗ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Советский патент 2008 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к геотехнологическим методам добычи полезных компонентов из недр и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых.

Известны способы добычи металлов выщелачиванием из недр путем дробления руды и перемешивания полученного материала с растворителем в специальных аппаратах, предварительного разрыхления горных пород и орошения развала растворителем, подземного выщелачивания с магазинированием руды (Лунев Л.И., Грабовников В.А., Толкунов Б.Л. Инженерные расчеты подземного выщелачивания металлов. М.: Недра, 1977).

Однако известные способы добычи металлов выщелачиванием малоэффективны и требуют значительных затрат на их осуществление в условиях разработки россыпных месторождений полезных ископаемых.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ добычи металлов бесшахтным подземным выщелачиванием месторождения, включающий вскрытие пласта песков системами технологических скважин до плотика (коренных пород основания плотика), составляющими различного рода правильные сети, оборудование каждой скважины колонной труб из материала, устойчивого по отношению к применяемому растворителю, с фильтром в рудном интервале. В одни скважины подается растворитель, из других - продуктивные растворы, сформировавшиеся в процессе фильтрации растворителя по рудовмещаемому пласту от закачных скважин к откачным. На поверхности продуктивные растворы подвергаются технологическому переделу и вновь направляются через закачные скважины в пласт для использования в новом цикле выщелачивания (Горная энциклопедия, т.1, М.: Советская энциклопедия, 1984, с.464-467).

Однако этот способ добычи металлов выщелачиванием не позволяет существенно повысить эффективность разработки россыпных месторождений со сложной системой рельефа плотика (коренных пород основания россыпи) вследствие: потерь продуктивного раствора в западениях плотика и от закачных скважин, расположенных по контуру россыпного месторождения (продуктивный раствор уходит за контуры месторождения); потерь растворителя из крайних в контуре месторождения закачных скважин, где растворитель уходит в сторону от откачных скважин и попадает с подземными водами или по уклону плотика в поверхностные водотоки, заражая их токсичными соединениями, которые содержатся в растворителе.

Целью изобретения является снижение потерь металлов и растворителя и охрана окружающей среды за счет рационального распределения фильтрационного потока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе добычи металлов выщелачиванием из россыпных месторождений, включающем вскрытие пласта песков откачными и закачными скважинами до плотика, подачу растворителя, фильтрацию его по пласту песков, откачку продуктивных растворов на поверхность, их технологический передел и подачу в пласт для использования в новом цикле выщелачивания, подачу растворителя осуществляют в скважины, пройденные внутри контура россыпи, а откачку продуктивных растворов производят из скважин, расположенных в пониженных частях плотика и по контуру россыпи, причем вскрытие пласта песков откачными скважинами проходят с перебуром на величину разрушенной части плотика.

Приведенная совокупность существующих признаков позволяет достигнуть существенных отличий. Подача растворителя в скважины, пройденные внутри контура россыпи, и откачка продуктивных растворов из скважин, расположенных в пониженных частях плотика и по контуру россыпи, за счет рационального распределения фильтрационного потока, обеспечат, во-первых, снижение потерь продуктивного раствора в западениях плотика россыпи 1 (фиг.1). При известном способе, когда вскрытие пласта песков осуществляют системами технологических скважин, составляющих различного рода правильные сети (фиг.1), значительная часть продуктивных растворов теряется в западениях плотика 1, так как практически не достается откачными скважинами 2 из-за более высокого их расположения и водонепроницаемости плотика. Учитывая максимальную концентрацию металла в западениях плотика (сегрегация металла в процессе образования россыпи), с продуктивным раствором, при использовании известного способа, теряется от 5 до 2% запасов полезного компонента в зависимости от геометрии плотика. Во-вторых, предлагаемый способ обеспечит снижение потерь продуктивного раствора 3 от закачных скважин, расположенных по контуру месторождения. В-третьих, предлагаемый способ обеспечит: снижение потерь растворителя 4 из крайних в контуре месторождения закачных скважин (где растворитель уходит в сторону от откачных скважин) и охрану окружающей среды от токсичных соединений, находящихся в используемых растворителях.

Перебур откачных скважин на величину разрушенной части плотика обеспечит снижение потерь продуктивного раствора, дренирующего в разрушенной части и по водонепроницаемой поверхности плотика (фиг.3),

Пример 1. Россыпное месторождение золота характеризуется следующими факторами: контур балансовых запасов представляет собой правильный четырехугольник (фиг.1), где длина россыпи - 270 м; ширина - 116 м; средняя мощность торфов - 18 м; средняя мощность песков - 3 м; средняя мощность россыпи - 21 м.

Форма рельефа плотика весьма неровная (фиг.3), в процессе геофизической разведки в пределах контура месторождения отмечено семь западений со средней глубиной 6 м. На фиг.1 представлены изолинии поверхности плотика через 2 м. Плотик представляет собой монолитные магматические породы без трещин и тектонических сдвигов. Поверхность плотика разрушена в среднем на 1 м. Породы монолитной части плотика практически водонепроницаемые. Золото в песках мелкое (табл.1), несвязанное, распределение - неравномерное. Средневзвешенная крупность металла - 0,235 мм, среднее содержание золота по месторождению - 675 мг/м³. Пески и торфа представляют собой песчано-глинистые породы с коэффициентом фильтрации 7,95 м/сут. Вскрытие пласта песков осуществлялось скважинами, пробуренными до плотика. Диаметр скважин - 150 мм. Бурение осуществлялось с помощью станков вращательного бурения СВБ-2М, обсадка скважин - с помощью металлических труб с фильтром. Расстояние между рядами скважин составило 45 м, расстояние между откачными скважинами - 58 м, между закачными - 29 м.

Таблица 1Ситовой анализ золотаКлассы, мм+0,50-0,50 +0,25-0,25 +0,10-0,10Выход, %2,037,040,820,2

Системы технологических скважин представляли собой правильную сеть с рядами, пройденными поперек россыпи.

На поверхности устраивались сети трубопроводов, в закачные скважины подавался растворитель, на основе солей циановой кислоты (цианид натрия), концентрацией 0,2% и окислитель, на основе воздуха, под давлением 5-6 атм. В качестве защитной щелочи использовался KOH. Продуктивные растворы, сформировавшиеся в процессе фильтрации растворителя по золотоносному классу песков от закачных скважин к откачным, на поверхности подвергаются технологическому переделу и вновь направляются через закачные скважины в пласт песков для использования в новом цикле выщелачивания. После отработки месторождения остатки растворителя нейтрализовались через скважины известью.

Пример 2. Разрабатываемое месторождение аналогично указанному в примере 1. По контуру россыпи и в пониженных частях плотика пройдены откачные скважины (фиг.2 и 3) с перебуром на величину разрушенной части плотика. Подача растворителя осуществляется в скважины, пройденные внутри контура россыпи.

Полученные показатели связаны в табл.2.

Предложенный способ добычи металлов выщелачиванием из россыпных месторождений по сравнению с прототипом позволяет: снизить потери растворителя и продуктивных растворов на 1,8 и 22%, соответственно, повысить извлечение металлов из пласта песков; решить проблему охраны окружающей среды.

Таблица 2Результаты использования известного и предлагаемого способа добычи металлов из россыпных месторожденийПоказателиСистемы откачных и закачных скважин составляют правильные сети (прототип)Закачные скважины пройдены внутри контура россыпи, откачные скважины расположены в пониженных частях плотика и по контору россыпи и пройдены с перебуром на величину разрушен. части плотикаБалансовые запасы песков, тыс.м³93,9693,96Среднее по месторождению содержание золота, мг/м³675675Количество скважин2931Балансовые запасы металла по месторождению, гр6342363423Среднее содержание металла в западениях плотика, мг/м³823823Затраты на проходку скважин, оборудование колонной труб и системы трубопроводов, руб. (в ценах 1985 г.)2088022320Срок отработки месторождения, лет22Потери металла в западениях плотика и в продуктивных растворах, вынесенных за контур россыпи, в % от балансовых запасов  16,0-Потери растворителя, в % от общего объема1,8-Потери металла в разрушенной части плотика, в % от балансовых запасов6,0-Прибыль от дополнительно добытого металла, тыс. руб. (в ценах 1985 г.)-250Величина ущерба, нанесенного природной среде (загрязнение поверхностных вод), тыс. руб. (в ценах 1985 г.)130-Суммарный экономический эффект, тыс. руб. (в ценах 1985 г.)-378Годовой экономический эффект, тыс. руб. (в ценах 1985 г.)-189

Изобретение позволяет снизить до минимума потери полезных компонентов при использовании методов геотехнологии в случае разработки россыпных месторождений, а также снизить потери растворителя и обеспечить охрану окружающей среды за счет рационального распределения фильтрационного потока растворителя по пласту песков от закачных скважин к откачным. Подачу растворителя осуществляют в скважины, расположенные внутри контура, а откачку продуктивных растворов - из скважин, расположенных в пониженных частях плотика и по контуру россыпи. Откачные скважины проходят на величину разрушенной части плотика. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Способ добычи металлов выщелачиванием из россыпных месторождений, включающий вскрытие пласта песков откачными скважинами и закачными скважинами, пройденными внутри контура, подачу растворителя по закачным скважинам и откачку по откачным, часть из которых пройдена по контуру участка, отличающийся тем, что с целью повышения извлечения металла из недр, откачные скважины бурят с перебуром на величину разрушенной части плотика, причем часть из них располагают в местах с пониженным залеганием плотика.