RU2105876C1

RU2105876C1 - Method for underground lixiviation of metals

Info

Publication number: RU2105876C1
Application number: RU95104679A
Authority: RU
Inventors: К.Н. Трубецкой; А.Е. Воробьев; В.К. Бубнов
Original assignee: Трубецкой Климент Николаевич; Воробьев Александр Егорович; Бубнов Василий Карпович
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1998-02-27
Also published as: RU95104679A

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this is used for underground lixiviation of metals from ores. According to method, ore deposit is opened by drilling bore-holes, inserted into bore-holes are casing strings, filters, head-pieces and electrodes and delivered are technological solutions and electric power. Lixiviation of metals is carried out at coinciding directions of migrating solutions and electric current with direction of stratification of minerals being lixiviated. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

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

Известен способ подземного выщелачивания металлов [1] включающий вскрытия рудной залежи скважинами, подачу в них технологических растворов, выщелачивающих металлы из руд, откачку технологических продуктивных растворов. There is a method of underground leaching of metals [1], including opening the ore deposits by wells, supplying them with technological solutions leaching metals from ores, pumping technological productive solutions.

Недостатком данного способа являются высокие экологические издержки вследствие засорения недр технологическими растворами, содержащими токсичные активные агенты (цианиды, кислоты, щелочи и др.). 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 [2] включающий оконтуривание рудной залежи скважинами, размещение в них электродов и подачу на них постоянного или переменного электрического тока. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method [2] comprising contouring the ore deposit with wells, placing electrodes in them and supplying them with direct or alternating electric current.

Недостатком данного способа является высокий расход электроэнергии на выщелачивание металлов. The disadvantage of this method is the high energy consumption for leaching of metals.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности процесса подземного выщелачивания металлов за счет снижения расхода электроэнергии путем оптимального выбора направления движения электронов и ионов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the process of underground leaching of metals by reducing energy consumption by optimally choosing 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 отношению к силовым линиям электрического тока. The goal is achieved in that when implementing the proposed method, including drilling wells, casing them, equipping them with heads, placing electrodes in them, supplying process water and electricity, the electrodes around the ore deposit are placed most rationally with respect 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 (см. книгу 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 направлению слоистости минералов будет значительно меньшим, чем поперек них. 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, а следовательно и 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, of the effect on the resistivity of ores of the development of microlayers in them (see the book by E. 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 in 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 loss of electric energy depends to a large extent, and consequently 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 metal leaching, 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. The method is as follows.

Первоначально рудную залежь 1 вскрывают скважинами 3 и 4. Скважины обсаждают (на чертеже не показано) полиэтиленовыми трубами, затем в них размещают электроды (на чертеже 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 с направлением слоистости минералов, а не было поперек слоистости. В этом случае потери электроэнергии будут минимальными при максимальном извлечении металла из руд в растворы. Initially, ore deposit 1 is opened by wells 3 and 4. Wells are cased (not shown) in polyethylene pipes, then electrodes are placed in them (not shown in the drawing). If the ore deposit is not flooded, then water is supplied to the well 3, in some cases, to intensify the process of leaching of metals, technological solutions containing active agents. 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 with the direction of the layering of minerals, and not across the layering. In this case, the energy loss will be minimal at the maximum extraction of metal from 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 (на чертеже не показано). Бурение скважины осуществляют установкой БУ-20-2VIII. 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 совпадали с основным направлением 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 in the drawing). Well drilling is carried out by the BU-20-2VIII 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 electric current coincides with the main direction of 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 4-6 B, плотность тока J_а=0,5-5 А/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 ниже ее сопротивления поперек слоистости, то и потери электроэнергии будут в 4 раза ниже.When 3 technical waters (if reservoir 1 is not flooded) or alkali solutions (during intensification of the leaching process) are supplied to the well, an electric current with parameters: V 4-6 B, current density J _a = 0.5-5 A / dm is supplied to the electrodes ^-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 lower than its resistance across the bedding, the energy losses will be 4 times lower.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса подземного выщелачивания металлов за счет снижения расхода электроэнергии путем оптимального выбора направления движения электронов и ионов. The positive effect of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the process of underground leaching of metals by reducing energy consumption by optimally choosing the direction of movement of electrons and ions.

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 leaching of metals, including opening an ore deposit by wells, placing casing strings, filters, heads and electrodes in them, supplying technological solutions and electricity, characterized in that the leaching of metals from ores is carried out when the direction of migration of solutions and electric current coincides with the direction of the bedding of the leachable minerals.