EA032669B1

EA032669B1 - Способ предотвращения испарения технологических растворов при кучном выщелачивании металлов из руд

Info

Publication number: EA032669B1
Application number: EA201700386A
Authority: EA
Inventors: Александр Егорович Воробьев; Хоноре Тчаро
Original assignee: Александр Егорович Воробьев
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-06-28
Also published as: EA201700386A1

Abstract

Данное изобретение предназначено для повышения экологической безопасности способа кучного выщелачивания (в том числе защита подземных и наземных водных ресурсов от технологических растворов) за счет исключения испарения растворов и реагентов с поверхности и боковых откосов штабеля, а также снижения воздействия атмосферных осадков, уменьшения затрат на реагенты. Цель достигается путем использования на поверхности штабеля кучного выщелачивания слоя силикона, который не подвержен негативным воздействиям высоких температур, влажности, ветра, дождя и т.д.

Description

032669 Β1

032669 В1

Настоящее изобретение относится к технологии кучного выщелачивания и может быть использовано при извлечении металлов из бедных руд, путём орошения штабеля кучного выщелачивания, например, в случае золота цианистыми растворами.

Известны способы кучного выщелачивания руд, включающие рудоподготовку, формирование штабеля руды, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором, инфильтрацию раствора в массив штабеля, растворение металла и дренирование обогащенного растворителя (см патент РФ № 2086686 от 06.05.95. МПК С22В 11/08; патент РФ № 2254388 С22В 11/08; патент РФ № 2351664 С22В 3/04; патент РФ № 2038470, Е21В 43/2) [4, 5, 6].

Недостатком известных способов является испарение технологических (выщелачивающих) растворов и реагентов с поверхности и боковых откосов штабеля кучного выщелачивания.

Наиболее близким к предлагаемому является способ кучного выщелачивания руд, включающий дробление руды, окомкование руды, отсыпку штабеля, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором (см. патент РФ № 2009234, 1994). Причём орошение штабеля руды выщелачивающим раствором осуществляют под водорастворонепроницаемой светопрозрачной плёнкой.

Недостатком этого способа является низкая химическая устойчивость этой плёнки, т.к. судя по представленному описанию, цели и технического результата изобретения, она служит преимущественно для создания парникового эффекта (повышение температуры штабеля кучного выщелачивания) и с течением времени подвергается разрушению.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической безопасности способа кучного выщелачивания (в том числе защита подземных и наземных водных ресурсов от технологических растворов) за счет исключения испарения растворов и реагентов, а также снижение воздействия атмосферных осадков, уменьшение затрат на реагенты.

Достижение технического результата в предотвращении испарения технологических растворов при кучном выщелачивании металлов из руд, обеспечивается следующим образом, путем осуществления следующих операций:

а) подготовка площадки, предназначенной для отсыпки штабеля кучного выщелачивания;

б) формирование основания штабеля кучного выщелачивания;

в) формирование слоя с перфорированными растворозаборными трубопроводами и системой воздухопроводов;

г) отсыпка штабеля кучного выщелачивания;

д) создание распределяющего слоя;

е) установка орошающих трубопроводов;

з) покрытие поверхности штабеля кучного выщелачивания слоем силикона;

ж) подача выщелачивающего реагента;

k) выщелачивание металлов и отбор продуктивных растворов в основании штабеля кучного выщелачивания.

При оценке предложенного способа необходимо учитывать следующие экспериментально установленные закономерности [1].

l) . При одинаковых условиях различные вещества испаряются с различной скоростью (скорость испарения веществ определяется числом их молекул, переходящих в атмосферу с поверхности вещества за 1 с).

2). Скорость испарения тем больше, чем больше площадь свободной поверхности жидкости;

чем больше температура жидкости;

чем меньше плотность паров над поверхностью жидкости.

з) . При испарении температура растворов понижается.

4). Скорость увеличивается при наличии движения окружающего воздуха (ветер).

Свободные цианиды, могут находиться в газовой фазе или в жидкой фазе в виде ΟΝ^-, либо в виде ΗΟΝ с высокой испаряемостью. Следующая реакция иллюстрирует переход цианистого водорода из водной фазы в паровую фазу в процессе испарения, когда рН становится слишком низким:

НСЫ (ац) θ Η6Ν (_ёаз) (1)

Свободный цианид, как правило, для окружающей среды является наиболее токсичной и опасной формой цианида.

Наиболее эффективным и экономичным вариантом урегулирования испарения является использование на поверхности штабеля кучного выщелачивания слоя силикона, который не подвержен негативным воздействиям высоких температур, влажности, ветра, дождя и т.д.

При этом силиконовая пленка имеет термическую стабильность от -50 до +250°С. Силиконовая кремнеорганическая жидкость (из которой формируют пленку, например полидиметилсилоксан) химически инертна, несовместима с водной средой, обладает очень хорошей мощностью выравнивания и высокой сжимаемостью по сравнению с органическими соединениями, углеводородами и минеральными маслами.

- 1 032669

На чертеже представлена схема способа предотвращения испарения технологических растворов при кучном выщелачивании металлов из руд: 1 - антифильтрационный слой, 2 - перфорированный трубопровод для сбора продуктивных растворов, 3 - массив штабеля выщелачиваемой руды, 4 - распределяющий слой, 5 - орошающий трубопровод, 6 - воздухопроводы, 7 - силиконовое покрытие (пленка), 8 - закрытый от атмосферных осадков зумпф, предназначенный для продуктивных (металлоносных) растворов.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала дробят добытую золотосодержающую руду (с концентрацией Аи 1,0-1,2 г/т) на дробильносортировочной установке (ДСУ). Эффективное дробление руды при рудоподготовке для последующего извлечения, например, золота кучным выщелачиванием составляет 10-25 мм, но часто рудные куски могут иметь размеры до 100 мм и более (в зависимости от характеристики минерализации руд, пористости и т.д.).

После чего осуществляют подготовку участка кучного выщелачивания, предназначенного для отсыпки штабеля, ее планировкой (посредством срезания лишнего грунта ножом бульдозера).

Затем формируют основание штабеля кучного выщелачивания из антифильтрационного слоя (например, глина) (1) таким образом, чтобы его наклон составил 2-4% в сторону зумпфа (8). После чего формируют дренажную систему, которая реализуется преимущественно с помощью перфорированных трубопроводов (2).

Эта система перфорированных труб служит для возврата технологических растворов с целью дальнейшего орошения штабеля кучного выщелачивания, т.е. они соединены с системой трубопроводов (5). При этом перенос технологических растворов обеспечивается электронасосами (на чертеже не показаны). Трубы соединяются с общим коллектором (на чертеже не показаны), который предназначен для вывода продуктивных (металлоносных) растворов в зумпф (8). Далее процесс идет по традиционной технологической схеме [2].

После чего производится отсыпка массива штабеля кучного выщелачивания (3) с созданием распределяющего слоя из крупнодроблёных пород (4) и закладкой орошающего трубопровода (5) и воздухопроводов (6).

Для обеспечения эффективного выщелачивания необходимо подавать через системы воздухопроводов кислородосодержащий газ с содержанием кислорода намного больше, чем в атмосферном воздухе. Кислород может быть дополнительно подан вместе с цианидом, например, в случае золота. Удельный расход кислорода составляет 0,012-0,020 м³ на 1 т руды, а расход цианида составляет 0,8-1 кг на 1 т руды.

Данную технологию можно использовать при применении эмиттерного орошения с одновременной подачей кислорода в кучу компрессором или укладкой перфорированных пустых труб между слоями кучи для проникновения кислорода.

Затем производят обработку поверхности и боковых откосов штабеля кучного выщелачивания силиконовым соединением, с созданием антифильтрационного слоя (7). Эта обработка может быть осуществлена как посредством нанесения жидкого силикона, так и его мелкодисперсным распределением. Силикон после его нанесения на поверхность штабеля кучного выщелачивания проникает в мелкодисперсный материал руд на небольшую (на 0,5-0,8 мм) глубину или обволакивает геоматериал толщиной 3-5 мм и затвердевает в течении 10-45 с, образуя прочную термозащитную полимерную пленку или покрытие (долговечность 14-16 месяцев) с полным связыванием поверхностных слоев штабеля (в том числе и пылевидных частиц в поверхностном слое). Вес такого покрытия составляет 50-1000 г/м².

Силиконовая плёнка состоит из нескольких слоёв:

поверхностного слоя, который состоит из жиров, необходимых для предотвращения испарения жидкости, нелетучей жидкости, в которой сравнительно большое количество жидкости должно находиться на носителе в виде как можно более тонкой и равномерно распределённой плёнки.

Конкретный тип силиконового полимера описан в патенте США № 6294159, где его структура (МР) выражается формулой 1А и представляет собой жидкий триметилсилоксисиликатный полимер с соотношением М:р. равным 1 (например, полимер, полученный от Сеиета1 Е1ес1пс Сотрапу, \Уа1сгГогб. Νο\ν Уотк под названием 8К 399). Символ М означает монофункциональное звено (СН₃)₃81О 0,5; Ό означает бифункциональное звено (СН₃)₂81О; Т означает трифункциональное звено (СН₃)81О 1,5; и Р означает четырех- или тетрафункциональное звено 81О₂.

Для практического использования наиболее предпочтительные силиконовые полимеры представляют собой Мр, МТ, МТр, Мр и МЭТР полимеры. Особенно предпочтительны Мр полимеры, в которых соотношение М:Р составляет от около 0,5:1,0 до около 1,5:1,0, а средняя молекулярная масса полимера составляет от около 1000 до около 100000.

Штрихи у символов звеньев Ό', Т' и Р' означают заместители, отличающиеся от метила, и должны быть конкретно определены для каждого отдельного случая. Обычные альтернативные заместители включают такие группы, как винил, фенилы, амины, гидроксилы и т.д.

Примеры конкретных нерастворимых силиконов включают в себя диметикон, циклометикон, триметилсилиламодиметикон, фенилтриметикон, триметилсилоксисиликат, полиорганосилоксан, полиалкилсилоксан, полиарилсилоксан, полиалкиларилсилоксан и полиэфирсилоксановые сополимеры [3].

- 2 032669

Последующее орошение штабеля кучного выщелачивания производится уже под силиконовым покрытием.

Особенностью данного изобретения является то, что не нужно предпринимать специальных мер по предотвращению формирования свободного цианида, а также уменьшению потерь технологического раствора (цианида) и снижение затрат на цианид. Его применение позволит снизить расход цианистого калия в среднем в 2 раза (0,038 против 0,08%).

Список литературы.

1. Аксенович Л.А. Физика в средней школе. Теория. Задания. Тесты. Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред. образования/Л.А. Аксенович, Н.Н. Ракина. К.С. Фарино; под ред. К.С. Фарино. Мн.: Адукацыя ΐ выхаванне, 2004. С. 197-198.

2. Воробьев А.Е., Гладуш А.Д. Геохимия золота. Ресурсы и технологии России. Справочное издание. М.: Изд-во РУДН, 2000. 432 с., ил.

3. Ы1р://ЬФра1еп1.8и/23 81000-23 81999/ра1/8егу1/8егу1е19е19.Ыш1

4. Ьйр://^^^.йпбра1еп1.ги/

5. Ьйр://^^^.£геера1еп1.ги/

6. Ьйр://^^^.п1ро.сош/ра1еп18/

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ предотвращения испарения технологических растворов при кучном выщелачивании металлов из руд, характеризующийся тем, что перед обработкой выщелачивающими растворами поверхность и боковые откосы штабеля кучного выщелачивания покрывают слоем силиконовой плёнки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что покрытие слоем силикона осуществляют путём его нанесения в виде растворов на поверхность штабеля кучного выщелачивания.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что покрытие слоем силикона осуществляют путем его капельно-воздушного напыления на поверхность штабеля кучного выщелачивания.