DD148653A1

DD148653A1 - METHOD FOR IN-SITU-LAUGING METAL FROM LOW-CONSTRUCTIVE ARRAY

Info

Publication number: DD148653A1
Application number: DD21843980A
Authority: DD
Inventors: Lothar Hartmann; Ilschat G Abdulmanow; Georgi G Andrejew; Dmitri P Lobanow; Sergej W Markelow; Nikolai A Putschkow; Viktor N Schischkin; Anatoli W Sokorew
Original assignee: Lothar Hartmann; Ilschat G Abdulmanow; Georgi G Andrejew; Dmitri P Lobanow; Sergej W Markelow; Nikolai A Putschkow; Viktor N Schischkin; Anatoli W Sokorew
Priority date: 1980-01-14
Filing date: 1980-01-14
Publication date: 1981-06-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur in-situ-Laugung von Metall aus geringdurchlaessigen Erzschichten, deren konventionelle Gewinnung nicht effektiv ist. Das Wesen der Erfindung besteht darin, zur Erhoehung der Loesungsaufnahmefaehigkeit und Reduzierung der Gewinnungszeit die Aufgabe der Laugeloesung durch speziell ausgeruestete Bohrloecher vorzunehmen, die in der produktiven Schicht im Bereich der Auszerbilanzvererzung mit einem Filter ausgeruestet sind und im Bereich der reicheren Erzfuehrung eine mit Hilfe eines Hydromonitors hergestelte Kaverne besitzen. Durch die filterlose Kaverne im Bereich der Bilanzvererzung ergibt sich eine groeszere Kontaktflaeche zwischen Loesung und Erz und damit eine verbesserte Filtration von den Aufgabe- zu den Drainagebohrloechern.Die Erfindung ist anwendbar im Bergbau fuer die Metallgewinnung aus Erzen der Bunt- und seltenen Metalle sowie der radioaktiven Elemente in floezfoermigen Lagerstaetten geringer und mittlerer TeufeThe invention relates to a process for the in-situ leaching of metal from low permeability ore layers, the conventional recovery of which is not effective. The essence of the invention is to increase the Löesungsaufnahmefaehigkeit and reduce the recovery time to perform the task of Laugeloesung by specially equipped Bohrloecher that are equipped in the productive layer in the field of Auszerbilanzvererzung with a filter and in the field of richer Erzfuehrung one with the help of a Hydromonitors Owned cavern. The filterless cavern in the field of balance mineralization results in a larger contact surface between solution and ore and thus improved filtration from the task to the drainage Bohrleechern.Die invention is applicable in mining for metal extraction from ores of non-ferrous and rare metals and the radioactive Elements in low and medium depth floe deposits

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur in-situ-Laugung von Metall aus geringdurchlässigen ErzschichtenProcess for the in-situ leaching of metal from low-permeability ore layers

Anwendungsgebiet der Erfindung Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur in-situ-Laugung von Metall aus geringdurchlässigen Erzschichten durch Bohrlöcher von übertage. Das Verfahren eignet sich speziell für Schichtfolgen, in denen nicht standfeste Intervalle mit Bilanz- bzw. Außerbilanzvererzung geringer Mächtigkeit abwechseln. Der konventionelle Abbau dieser Art von Lagerstätten erscheint oft ungünstig auf Grund der Kompliziertheit der Abbauarbeiten, die sich aus der Notwendigkeit der Firstabsicherung über dem abgebauten Eaum ergeben, sowie wegen der hohen Verdünnung und der niedrigen Qualität des gewonnenen Erzes.The invention relates to a method for in-situ leaching of metal from low-permeability ore layers through boreholes of overground. The method is particularly suitable for layer sequences in which unstable intervals alternate with balance sheet or off-balance sheet mineralization. The conventional mining of this type of deposit often appears unfavorable due to the complexity of the mining operations resulting from the need for ridge protection over the mined groyne, as well as the high dilution and low quality of the recovered ore.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt sind Verfahren zur in-situ-Laugung von flözförmigen Lagerstätten durch Bohrlöcher von übertage. Bei gutdurchlässigen, nicht wasserführenden Nebengesteinen, wenn der Erzkörper an schlechtdurchlässige Gesteine gebunden ist, kann z. B, das Laugungsreagenz unter Druck in die Bohrlöcher, die nur das Erzintervall aufschließen, aufgegeben' werden.Methods are known for in-situ leaching of floe deposits through boreholes of overground. In well-drained, non-water-bearing secondary rocks, when the ore body is bound to poorly permeable rocks, z. B, the leaching reagent under pressure in the wells, which open up only the ore interval, abandoned.

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Gleichzeitig v/erden die das gutdurchlässige Nebengestein aufschließenden Bohrlöcher mit V/asser aufgefüllt, um Verluste von Produktionslösungen zu verhindern. !Jach einer Verweilzeit wird die Produktionslösung nach übertage gepumpt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß dafür gutdurchlässiges Nebengestein notv/endig ist.At the same time, the wells opening up the well-drained bedrock are filled with V / asser to prevent loss of production solutions. ! After a residence time, the production solution is pumped to overground. The disadvantage of this method is that it is notv / endig for well-permeable adjacent rock.

Y/eiter wird ein Verfahren zur Untertagelaugung von schlechtdurchlässigen Erzen durch Lösungsaufgabe unter Druck über Bohrlöcher in einen durch HydroSprengung vorher geschaffenen geklüfteten Spalt, der zur Erhöhung der Filtrationseigenschaft mit inertem Filtermaterial (Sand) gefüllt wird, beschrieben. Die durch die Erzschicht filtrierenden Laugelösungen gelangen in den darunterliegenden Wasserhorizont und werden daraus über Drainagebohrlöcher nach übertage gepumpt« Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht im dafür notwendigen Vorhandensein gutdurchlässiger, wasserhaltiger Liegendschichten«A process is described for downhole leaching of poorly permeable ores by solution pressure application via wellbores into a pre-fractured gap created by hydroexploding, which is filled to increase the filtration property with inert filter material (sand). The leaching solutions that filter through the ore layer reach the underlying water horizon and are pumped out of them via drainage wells. "A disadvantage of this process is the necessary presence of well-drained, water-based lying layers."

Ein anderes Verfahren beschreibt den Abbau einer Erzschicht durch Untertagelaugung, wobei im Liegenden und im Hangenden durch Kydrosprengungen ein geklüfteter Spalt zur Aufgabe der Laugelösung und Abzug der Produktionslösungen durch von übertage gestoßene Bohrlöcher geschaffen wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Unmöglichkeit seiner Anwendung in flözförmigen, sedimentären Gesteinen, die durch vertikale, tektonische Elemente gestört sind. Unter diesen Verhältnissen ist es unmöglich, durch Hydrosprengung in den produktiven Schichten parallele Spalten zu schaffen und dadurch die Filtration der Laugelösung vom Aufgabe- zum Drainagespalt, d_e h. senkrecht zur Schichtung des Erzhorizontes zu gewährleisten.Another method describes the mining of an ore layer by Untertaugaugung, wherein in the footwall and in the hanging wall by Kydrosprengungen a fractured gap for the task of Laugelösung and deduction of the production solutions is created by drilled from overground wells. A disadvantage of this method is the impossibility of its application in fluffy, sedimentary rocks that are disturbed by vertical, tectonic elements. Under these circumstances, it is impossible to create by hydro blasting in the productive layers parallel columns and thereby the filtration of the caustic solution from the Aufgabe- to the drainage gap, d _e h. perpendicular to the stratification of the ore horizon.

Pur die Gewinnung von IJetall aus Erzen, die an gutdurchlässige, wasserführende Gesteine, in denen ein V/asserhorizont enthalten ist, gebunden sind, wurde ein weiteres Verfahren entwickelt.Purely the extraction of IJetal from ores bound to well-drained aquiferous rocks containing a water horizon has been developed.

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Laut diesem Verfahren wird eine solche Lagerstätte durch Aufgebelöcher, die von übertage gebohrt werden und den Erzliorizont aufschließen, untertage gelaugt. Die Produktionslösungen werden durch Drainagebohrlöcher aufgenommen, die den Erzhorizont aufschließen und aus in wasserstauenden, unter den Piezoneterstand des wasserführenden Produktionshorizontes liegenden Gesteinen aufgefahrenen Grubenbauen gebohrt werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Notwendigkeit eines Wasserstaues in der produktiven Schicht und standfester Gesteine im Liegenden zum Auffahren von Grubenbauen.According to this method, such deposit will be leached underground by piling holes drilled from over-ground and catching up with the ore triorizont. The production solutions are taken up by drainage holes, which open up the ore horizon and are drilled from mines raised in water-retaining mines under the piezonet level of the water-bearing production horizon. A disadvantage of this method is the need for a water accumulation in the productive layer and stable rocks in the horizontal for driving open pit mines.

Y/eiter wird ein Verfahren beschrieben zur Untertagelaugung einer an gutdurchlässige, nicht wasserführende Nebengesteine gebundene Vererzung. Die Laugelösung wird durch Bohrlöcher von übertage in die Hangendschichten aufgegeben. Durch die Filtration der Lösungen in den darunter.liegenden Erzhorizont wird das Metall gelaugt. Im Liegenden wird ein Grubenbau aufgefahren, aus dem Drainagebohrlöcher zur Aufnahme der Pi'oduktionslösungen gebohrt werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Notwendigkeit einer guten Durchlässigkeit der Neben- und erzführenden Gesteine sowie der erforderlichen Standfestigkeit der Liegendschichten für die Auffahrung der Grubenbaue.Y / eiter a method is described for the underground leaching of a well-permeable, not water-bearing secondary rocks bound mineralization. The lye solution is fed through boreholes from overground into the hanging end layers. Filtration of the solutions in the underlying ore horizon leaches the metal. In the footwall, a mine is being drilled, from which drainage drill holes are bored to receive the Pi'oduktionslösungen. A disadvantage of this method is the need for a good permeability of the ancillary and ore bearing rocks and the required stability of the horizontal layers for the excavation of the mines.

Bekannt sind auch Gewinnungsverfahren durch Hydrogev/innung und Laugung der Pulpe übertage. Die erzführenden Schichten werden durch einen Hydromonitor mit Laugelösung zerstört und die erhaltene Pulpe durch Airlift oder Hydroelevator nach übertage gefördert. Dieses Verfahren hat folgende Nachteile:Production methods by hydrogevination and leaching of the pulp are also known. The ore-bearing layers are destroyed by a hydromonitor with lye solution and the resulting pulp is conveyed to the surface by airlift or hydroelevator. This method has the following disadvantages:

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- Beträchtliche Verluste des zu gewinnenden Rohstoffes durch Restpfeiler, die durch den Hydromonitor nicht zerstört werden können (feste Lithologien) oder zur Gewährleistung der Sicherheit als Stütze der Firste im Anstehenden belassen werden müssen; - Significant losses of the raw material to be extracted from residual pillars which can not be destroyed by the hydromonitor (solid lithologies) or which must be left as a support for the roofs in order to ensure safety;

- IJetallverluste durch nicht mit gewonnene Restvorräte von Außerbilanzerzen;- IJetallverluste by not having won remaining stocks of off-balance ore;

- eine beträchtliche Verdünnung der geförderten Pulpe durch gleichzeitige Mitzerstörung der (tauben) Nebengesteine;- a considerable dilution of the extracted pulp by simultaneous co-destruction of the (deaf) secondary rocks;

- Unmöglichkeit des Abbaues von geringmächtigen Ein- bzw. Zwischenlagen von Bilanzerz.- Impossibility of the reduction of insignificant deposits or interim layers of balance sheet ore.

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Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die oben genannten ITachteile zu vermeiden«The object of the present invention is to avoid the above mentioned disadvantages. «

Darlegung des V/esens der ErfindungStatement of the invention

Das Y/esen der Erfindung besteht in der Entwicklung eines effektiven Verfahrens zur Untertagelaugung von flösförmigen geschichteten Lagerstätte mit einer geringdurchlässigen produktiven Schicht und geringmächtigen Zwischen- bzw«, Einlagerungen von Bilanzvererzungen,The essence of the invention is the development of an effective method for the underground leaching of fluffy stratified deposit with a low permeable productive stratum and slight interstices, deposits of balance mineralization,

LIerla:iale der ErfindungLIerla: iale the invention

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Lösungsaufgabe durch speziell ausgerüstete Bohrlöcher erfolgt, deren Lösungsaufnähmeteil (in der Zone der produktiven Schicht, d. h. im Intervall der Bilanzvererzung) eine nicht mit einem Filter ausgerüstete Zone (Kaverne) hat, wodurch dort ein größerer Kontakt zwischen Lösung und Erz gegenüber dem mit Filter ausgerüsteten Teil des BohrlochesAccording to the invention this is achieved in that the dissolution task is carried out by specially equipped wells whose Lösungsaufnähmeteil (in the zone of the productive layer, ie in the interval of the balance mineralization) has not equipped with a filter zone (cavern), whereby there is a greater contact between solution and ore opposite the filter-equipped part of the wellbore

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(in der Zone der hangenden Außerbilanzerzschicht) gewährleistet wird. Dadurch wird die Lösungsfiltration vom Aufgabe- zum Drainagebohrloch sowohl parallel als auch senkrecht zu der Schichtung gewährleistet. Die Verwendung von Bohrlöchern mit einen kombinierten Lösungsaufnahmeteil (Filter + Kaverne) ermöglicht es, ihre Aufnahmefähigkeit zu erhöhen und die Abbauzeit der Lagerstätte zu reduzieren. Neue bis jetzt als Außerbilanzlagerstätten geltende Lagerstätten werden damit für eine Gewinnung effektiv.(in the zone of the hanging out-of-balance-sheet ore layer). As a result, the solution filtration from the task to the drainage well is ensured both parallel and perpendicular to the stratification. The use of boreholes with a combined solution receiving part (filter + cavern) makes it possible to increase their capacity and to reduce the deposit mining time. New deposits, which are currently considered off-balance deposits, will become effective for extraction.

Ausführungsbeispielembodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die dazugehörigen schematischen Zeichnungen zeigen:The method according to the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The accompanying schematic drawings show:

Pig, 1: Herstellung der Kaverne in der Aufgabebohrung mit Hilfe eines (Teleskop-) HydromonitorsPig, 1: Making the cavern in the feed bore using a (telescope) hydromonitor

Pig, 2: Querschnitt durch die Kaverne (Kamer) einer Lösungsaufgabebohrung bei arbeitendem Hydro- · monitorPig, 2: Cross section through the cavern (camera) of a solution feed bore when the hydro monitor is operating

Pig. 3: Aufgabe der Laugelösung durch die Aufgabebohrung (bestehend aus dein oberen Pilterteil und der filterlosen Kaverne)Pig. 3: Discharge of the lye solution through the feed bore (consisting of your upper filter part and the filterless cavern)

Pig. 45 Querschnitt durch den Kavernenteil der Aufgabebohrung während der LosungsaufgäbePig. 45 Cross-section through the cavern part of the feed bore during the application of the solution

Das Verfahren zurin-situ-Laugung aus geringdurchlässigen Erzschichten wird auf folgende Weise realisiert:The method for in-situ leaching from low-permeability ore layers is realized in the following way:

Die produktive Schicht 9, bestehend aus einer Bilanzerzschiclit 10 und darüberliegendem Außerbilanz erz wird durch Bohrungen 1,6 aufgeschlossen. Die Aufgabebohrung 1 wird in der verersten Zone oberhalb der Bilanzvererzung mit Filtern 2 ausgerüstet.The productive layer 9, consisting of a balance sheet 10 and overlying out-of-balance ore, is digested by drilling 1.6. The feed bore 1 is equipped in the verersten zone above the balance mineralization with filters 2.

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Der Hohlraum zwischen Bolirlochwandung und Verrohrung wird sowohl bei der Aufgabe - 1, wie auch den Drainagebohrungen 6 oberhalb des eingebrachten Filterteils zementiert 5.The cavity between Bolirlochwandung and piping is cemented both in the task - 1, as well as the drainage holes 6 above the introduced filter part. 5

Danach wird in die Aufgabebohrungen 1 ein Hydromonitor 3 (mit oder ohne Teleskopausrüstung) eingeführt und mit seiner Hilfe eine im Grundriß (Pig. 2 und 4) sternförmige Kaverne 11 gescliaffen.Thereafter, a hydromonitor 3 (with or without telescopic equipment) is introduced into the feed bores 1, and with its help, a star-shaped cavity 11 is closed in the plan (Pig. 2 and 4).

Die bei dieser Konfiguration im Anstehenden verbleibenden Pfeiler 12 erhöhen die Standfestigkeit der ausgespülten Kammern der Kaverne 11. Die Kaverne bildet eine filterlose Zone um das Aufgabebohrloch 1 in der Bilanzerzschicht 10. Durch die vergrößerte Oberfläche dieser Zone sowie durch Abbruche und Rißbildung im produktiven Hangenden erfolgt bei der anschließenden Laugung eine erhöhte Lösungsaufnahme und damit eine Verbesserung des Prozesses (siehe Pig« 4)*The pillar 12 remaining in this configuration increases the stability of the flushed chambers of the cavern 11. The cavern forms a filterless zone around the feed hole 1 in the Bilanzerzschicht 10. Due to the increased surface area of this zone as well as breaks and cracking in the productive hanging wall occurs the subsequent leaching increased solution absorption and thus an improvement of the process (see Pig «4) *

Das durch die Arbeit des Hydromonitors erzeugte wertstoffhal~ tige Peststoff-Y/asser-Gemisch (Pulpe) 4 wird im Aufgabebohrloch nach übertage gefördert und kann dort einer herkömmlichen V/eiterverarbeitung zugeführt werden. Reicht der durch den Monitor geschaffene Druck nicht aus, um das Gemisch bis an die Oberfläche zu befördern, können zusätzliche Vorrichtungen wie Airlifts, Hydroelevatoren oder Llammutpumpen usw. hierzu in Verbindung mit dem Monitor angewendet werden.The high-content pesticide mixture (pulp) 4 produced by the work of the hydromonitor is conveyed to overground in the feed borehole and can be fed there to conventional processing. If the pressure created by the monitor is insufficient to deliver the mixture to the surface, additional devices such as airlifts, hydro-elevators, or sludge pumps, etc. may be used in conjunction with the monitor.

Die Drainagebohrungen 6 werden über die gesamte erzführende I.Iächtigkeit 9, 10 mit einer Pilterverrohrung ausgerüstet. Die Abförderung der metallführenden Laugelösung erfolgt über Vorrichtungen 8 (z„ B_e Airlifts, Tauchpumpen usw.), die in die Drainagebohrungen eingebracht werden.The drainage holes 6 are equipped with a Pilter piping over the entire Erzführende I.Ibstigkeit 9, 10. The discharge of the metal-carrying lye solution via devices 8 (z "B _e airlifts, submersible pumps, etc.), which are introduced into the drainage holes.

Die Laugung selbst wird entsprechend Pig. 3 und 4 nach Fertigstellung der Kavernen (bzv/. der filterlosen Zone im Reicherzteil) und nach Ziehen des Llonitors auf herkömmliche Weise mit sauren oder alkalischen Lösungen und AufSchlußmitteln durchge-The leach itself becomes Pig. 3 and 4 after completion of the caverns (ie the non-filter zone in the rich part) and, after drawing the ion former, in the usual way with acidic or alkaline solutions and solvents.

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führt. Die Laugelösungen werden gleichzeitig in alle Aufgabe-leads. The lye solutions are simultaneously injected into all

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bohrlöcher 1 unter einen solchen Druck aufgegeben, der etv/as niedriger als der "kritische Y/ert" ist, bei dem die Hydrozerstörung der Schichten erfolgt und "Kurzschlüsse" entstellen.Drill holes 1 under such a pressure, the etv / as is lower than the "critical Y / ert", in which the hydraulic destruction of the layers takes place and disfigure "short circuits".

Die Aufgabe der Laugelösungen in die produktive Schicht 9 erfolgt sowohl durch das Filter 2 als auch durch die V/ände der Kaverne 4, wie in Fig. 3 ersichtlich ist.The task of the leaching solutions into the productive layer 9 takes place both through the filter 2 and through the walls of the cavern 4, as can be seen in FIG. 3.

Wenn bei der Laugung der Gehalt des nutzbaren Elementes (Metalls) in der Produktionslösung, die aus der Drainagebohrung abgepumpt wird, unter den minimalen Betriebswert zurückgeht, wird in die aus den genannten Bohrlöchern gewonnene Produktionslösung Reagenz (Aufschlußmittel für das Erz) nachdosiert und die Losung über die Aufgabebohrungen 1 in die produktive Scliiciit S rezirkuliert.In the case of leaching, when the content of the usable element (metal) in the production solution pumped out of the drainage hole falls below the minimum operating value, reagent (ore disintegrant) is replenished into the production solution obtained from the above-mentioned boreholes and the solution is transferred the feed bores 1 are recirculated to the productive section S.

Weiter kann bei Verschlechterung der Durchlässigkeit der Schichten durch chemische Kolmatation bzw, Verstopfung des Filterteils 2 durch Schlamm, und Erzteilchen eine Reversion der Lösungsbewegung erfolgen. Dann werden die Aufgabebohrlöcher 1 zu Austragsbohrungen und die Austragsbohrungen 6 zu Aufgabebohrlöchern.Furthermore, if the permeability of the layers through chemical colmation or blockage of the filter part 2 by sludge and ore particles deteriorates, the solution movement can be reversed. Then, the application holes 1 become discharge holes and the discharge holes 6 become application holes.

Claims

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invention claim

1. A method for in-situ leaching of metal through boreholes of overground from low-permeability ore layers, characterized in that to increase the Lösungsaufnahmefähigkeit and reducing the recovery time, the task by specially equipped wells (1), the solution receiving part in the zone of the productive layer (9) is combined and has a filterless zone (cavern) (11) with a large contact area between solution and ore, in the interval of balance mineralization (10), and a filter part (2) in the out-of-salience layer, resulting in improved solution filtration from the task - (1) to the drainage holes (6) both parallel and perpendicular to the stratification due to demolition, cracking, etc. is ensured.

2. \ ^r experienced after point · 1, wherein the leaching is carried out under a pressure that is just below your critical value at which the hydraulic destruction (hydrofrac) of the layers would occur.

Dazu_j * LSeit drawings