RU2092687C1

RU2092687C1 - Method for underground leaching of metals

Info

Publication number: RU2092687C1
Application number: RU95105622A
Authority: RU
Inventors: А.Е. Воробьев; В.К. Забельский; А.Г. Сазонов; Н.И. Татарко; Т.В. Чекушина
Original assignee: Воробьев Александр Егорович; Забельский Валерий Константинович; Сазонов Андрей Гаврилович; Татарко Николай Иванович; Чекушина Татьяна Владимировна
Priority date: 1995-04-12
Filing date: 1995-04-12
Publication date: 1997-10-10
Also published as: RU95105622A

Abstract

FIELD: geological technology. SUBSTANCE: method implies opening of ore deposit by drilling bore-holes, location of casing strings in them, as well as filters, head-pieces and electrodes, delivery of technological solutions and electric power. In delivery of technological solutions and electric power, migration of solutions and electric current are directed across stratification of minerals being lixiviated. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при подземном выщелачивании металлов из руд. The invention relates to the field of geotechnology and can be used for underground leaching of metals from ores.

Известен способ подземного выщелачивания металлов, включающий вскрытия рудной залежи скважинами, подачу в них технологических растворов, выщелачивающих металлы из руд, откачку технологических продуктивных растворов [1]
Недостатком данного способа являются высокие экологические издержки вследствие засорения недр технологическими растворами, содержащими токсичные активные агенты (цианиды, кислоты, щелочи и др.).A known method of underground leaching of metals, including opening the ore deposits by wells, supplying them with technological solutions leaching metals from ores, pumping technological productive solutions [1]
The disadvantage of this method is the high environmental costs due to clogging of the bowels of the technological solutions containing toxic active agents (cyanides, acids, alkalis, etc.).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий оконтуривание рудной залежи скважинами, размещение в них электродов и подачу на них постоянного или переменного электрического тока [2]
Недостатком данного способа является его низкая эффективность при выщелачивании трудноперерабатываемых руд вследствие неучета при выщелачивании таких особенностей руд, как их электропроводность и электросопротивление.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method comprising contouring an ore deposit with wells, placing electrodes in them and supplying them with direct or alternating electric current [2]
The disadvantage of this method is its low efficiency in the leaching of difficult to process ores due to the neglect of such features of the ores as their electrical conductivity and electrical resistance when leaching.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности процесса подземного выщелачивания трудноперерабатываемых металлов за счет теплового разогрева руд путем оптимального выбора направления движения электронов и ионов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the underground leaching of difficult to process metals due to the thermal heating of ores by the optimal choice of the direction of movement of electrons and ions.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего бурение скважин, их обсадку, оборудование оголовками, размещение в них электродов, подачу технической воды и электроэнергии, электроды вокруг рудной залежи размещают наиболее рационально по отношения к силовым линиям электрического тока. This goal is achieved by the fact that when implementing the proposed method, including drilling wells, casing them, equipping them with heads, placing electrodes in them, supplying industrial water and electricity, the electrodes around the ore deposit are placed most rationally in relation to electric current lines.

При этом необходимо учитывать широко известный в геологии и геохимии, но до сих пор не нашедший применения в технике и технологии, факт влияния на удельное сопротивление руд развития в них микрослоистости ( Пархоменко Э.И. Электрические свойства горных пород. -М. Наука, 1965, с. 164). В этом случае сопротивление выщелачиваемой горной массы будет зависеть от того, по какому направлению возбуждается электрический ток. Ясно, что сопротивление по направления слоистости минералов будет значительно меньшим, чем поперек их. Об отношении этих параметров в реальных условиях можно судить по данным для рудной массы (цинковая обманка галенит): удельное сопротивление ρ поперек слоистости будет 3,6•10⁴, а вдоль слоистости 0,1 Ом. В результате того или иного выбора движения растворов и электрического тока в значительной мере зависят потери электроэнергии, определяющие тепловой разогрев рудной массы, а следовательно, повышающих тем самым эффективность процесса выщелачивания в целом.It is necessary to take into account the widely known fact in geology and geochemistry, but still not found application in engineering and technology, the fact of the influence on the resistivity of ores of the development of micro-layers in them (EI Parkhomenko, Electrical properties of rocks. - M. Nauka, 1965 , p. 164). In this case, the resistance of the leached rock mass will depend on the direction in which the electric current is excited. It is clear that the resistance along the direction of layering of the minerals will be much smaller than across them. The relation of these parameters in real conditions can be judged by the data for the ore mass (zinc blende galena): the resistivity ρ across the lamination will be 3.6 • 10 ⁴ , and along the lamination 0.1 Ohm. As a result of this or that choice of the movement of solutions and electric current, the electric energy losses depend to a large extent, which determine the thermal heating of the ore mass, and therefore increase the efficiency of the leaching process as a whole.

На чертеже представлен вариант схемы подземного выщелачивания металлов, где цифрами обозначены: 1 рудная залежь, 2- слоистость минералов, 3,4 - скважины с электродами; стрелками показано направление миграции растворов (вод) и электрического тока. The drawing shows a variant of the scheme of underground leaching of metals, where the numbers indicate: 1 ore deposit, 2 - layering of minerals, 3.4 - wells with electrodes; arrows indicate the direction of migration of solutions (water) and electric current.

Способ осуществляется следующим образом. Первоначально рудную залежь 1 вскрывают скважинами 3 и 4. Скважины обсаждают (не показано) полиэтиленовыми трубами, затем в них размещают электроды (не показано). Если рудная залежь не обводнена, то в скважину 3 подают воды, в некоторых случаях для интенсификации процесса выщелачивания металлов технологические растворы, содержащие активные агенты. Затем на электроды подают постоянный или переменный ток. Причем электроды ( а соответственно и сами скважины) размещают так, чтобы направление миграции технологических растворов и электрического тока совпадало между собой и было направлено поперек направления слоистости минералов. В этом случае будет максимальное электрическое сопротивление рудной массы, обеспечивающее тепловой ее разогрев и максимальное извлечение металла из руд в растворы. The method is as follows. Initially, ore deposit 1 is opened by wells 3 and 4. Wells are cased (not shown) with polyethylene pipes, then electrodes (not shown) are placed in them. If the ore deposit is not flooded, then water is supplied to the well 3, in some cases, technological solutions containing active agents are used to intensify the metal leaching process. Then, direct or alternating current is supplied to the electrodes. Moreover, the electrodes (and, accordingly, the wells themselves) are placed so that the direction of migration of technological solutions and electric current coincides with each other and is directed across the direction of layering of minerals. In this case, there will be a maximum electric resistance of the ore mass, providing its thermal heating and maximum extraction of metal from the ores into solutions.

В результате будет происходить выщелачивание металлов из руд и миграция металлоносных растворов к откачной скважине 4, через которую их извлекают на дневную поверхность и направляют далее, например, на гидрометаллургический завод. В случае, если руды залежи 2 являются малопроницаемыми для растворов, то их предварительно взрыхляют, например, взрывами, не нарушая основную ориентацию слоистости минералов. Далее технология остается прежней. As a result, leaching of metals from the ores and migration of metal-bearing solutions to the pumping well 4, through which they are extracted to the day surface and sent further, for example, to the hydrometallurgical plant, will occur. If the ores of deposit 2 are poorly permeable to solutions, then they are first loosened, for example, by explosions, without violating the basic orientation of the layering of minerals. Further, the technology remains the same.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит подземное выщелачивание цинка из руд. An example of a specific implementation of the proposed method is the underground leaching of zinc from ores.

Первоначально вскрывают рудную залежь 1 скважинами 3 и 4, с внутренним диаметром 155 мм. Скважины обсаждают полиэтиленовыми трубами, оборудуют фильтрами КДФ-120-08 и оголовками, снабжают электродами (не показано). Бурение скважины осуществляют установкой БУ-20-2УШ. Затрубное пространство скважины заполняется гидроизоляционным материалом. Электроды (и скважины) размещают в соответствии с направлением слоистости минералов так, чтобы миграция растворов от закачной 3 к откачной 4 скважине и электрического тока совпадало между собой и было направлено поперек слоистости минералов. Initially, the ore deposit 1 is opened by wells 3 and 4, with an internal diameter of 155 mm. Wells are cased with polyethylene pipes, equipped with KDF-120-08 filters and heads, supplied with electrodes (not shown). Well drilling is carried out by the BU-20-2USh installation. The annulus of the well is filled with waterproofing material. The electrodes (and wells) are placed in accordance with the direction of the layering of minerals so that the migration of solutions from the injection 3 to the pumping 4 well and the electric current coincides with each other and is directed across the layering of the minerals.

При подаче в скважину 3 технических вод (если залежь 1 не обводнена) или растворов щелочей (при интенсификации процесса выщелачивания) на электроды подают электрический ток с параметрами: V=4-6B, плотность тока J_a=0,5-5 A•дм^-2, создавая между электродами (и соответственно скважинами 3 и 4) разность напряжений. В результате будет обеспечено электровыщелачивание цинка из руд, его миграция в составе цинксодержащих вод к скважине 4 и извлечение через нее на поверхность. А так как при таком варианте выщелачивания сопротивление горной массы на 4 порядка выше ее электрического сопротивления вдоль слоистости, то будет значительное ее разогревание, ведущее к интенсивному окислению и выщелачиванию цинка.When 3 technical waters (if reservoir 1 is not flooded) or alkali solutions (during intensification of the leaching process) are supplied to the well, the electric current is supplied to the electrodes with parameters: V = 4-6B, current density J _a = 0.5-5 A • dm ^-2 , creating a voltage difference between the electrodes (and, respectively, wells 3 and 4). As a result, electro-leaching of zinc from ores will be ensured, its migration in the composition of zinc-containing water to well 4, and extraction through it to the surface. And since with this type of leaching, the resistance of the rock mass is 4 orders of magnitude higher than its electrical resistance along the bedding, there will be a significant heating of it, leading to intense oxidation and leaching of zinc.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса подземного выщелачивания металлов за счет теплового разогрева рудной массы путем оптимального выбора направления движения электронов и ионов по отношению к слоистости минералов. The positive effect of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the process of underground leaching of metals due to thermal heating of the ore mass by optimally choosing the direction of movement of electrons and ions with respect to the layering of minerals.

Предложенное изобретение может быть использовано при подземном выщелачивании металлов. The proposed invention can be used for underground leaching of metals.

Применение изобретения позволит расширить область геотехнологии за счет ведения процесса электровыщелачивания металлов в подземных условиях. The application of the invention will expand the field of geotechnology by conducting the process of electroleaching of metals in underground conditions.

Claims

The method of underground metal leaching, including opening an ore deposit by wells, placing casing strings, filters, heads and electrodes in them, supplying technological solutions and electric power, characterized in that when the metal is leached from the ores, solution migration and electric current are directed across the bedding of the leached minerals.