RU2110682C1

RU2110682C1 - Method for underground lixiviation of metals by electric current

Info

Publication number: RU2110682C1
Application number: RU96105527/03A
Authority: RU
Inventors: В.А. Чантури; В.А. Чантурия; А.Е. Воробьев; Т.В. Чекушина
Original assignee: Чантурия Валентин Алексеевич; Воробьев Александр Егорович; Чекушина Татьяна Владимировна
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 1998-05-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this relates to geotechnology and can be used for underground lixiviation of metals. Gold-bearing sands are exposed by drilling bore-holes. Bore-holes are provided with casing strings, filters, head-pieces, and electrodes. Used in lixiviation of gold-bearing sands is low-frequency electric current. Applied for lixiviation of gold-bearing clayey inclusions is high-frequency electric current. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

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

Известен способ подземного выщелачивания металлов (см., например, Аренс В. Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых. - М.: Недра, 1986, с. 248 - 249), включающий вскрытие рудной залежи скважинами, подачу в них технологических растворов, выщелачивающих металлы из руд, откачку технологических продуктивных растворов. A known method of underground leaching of metals (see, for example, Arens V. Zh. Borehole mining of minerals. - M .: Nedra, 1986, S. 248 - 249), 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 изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ (Мосинец В.Н., Лобанов Д.П., Бубнов В.К. и др. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания. - М.: Недра, 1987, с. 221 - 222), включающий оконтуривание рудной залежи скважинами, размещение в них электродов и подачу на них постоянного или переменного электрического тока. Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method (Mosinets V.N., Lobanov D.P., Bubnov V.K. et al. Construction and operation of underground leaching mines. - M .: Nedra, 1987, p. 221 - 222), including contouring of the ore deposit by 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 изобретения - повышение эффективности процесса подземного выщелачивания металлов за счет снижения расхода электроэнергии путем поляризации металловмещающих зон выщелачиваемого массива. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the process of underground leaching of metals by reducing energy consumption by polarizing the metal-containing zones of the leached massif.

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, частоту электрического тока подбирают в зависимости от свойств горной массы выщелачиваемых зон. При этом необходимо учитывать такое широко известное в природных геологических процессах (см., например, Фролов А.Д. Электрические и упругие свойства криогенных пород. - М.: Недра, 1976), но не используемое в технике и технологиях явление, как возникновение в тонкодисперсной среде (при большой адсорбционной активности горной массы) значительной поляризации на высоких частотах. Однако такое возрастание имеет предел, так как в порах минералов (размеры которых меньше толщины диффузной части двойного слоя) ионы имеют незначительную подвижность. Критический размер пор равен примерно 0,1 мкм, что соответствует фракции с диаметром частиц около 0,01 - 0,005 мм. Поэтому глины по сравнению с песками имеют меньшую поляризуемость на низких частотах и большую - на высоких. И если металл залегает преимущественно в песках (россыпи), то применяют электрический ток с относительно низкой частотой, если в глинах - то с более высокой. Особенно это важно для высокоглинистых песков, т. е. для россыпей с золотосодержащими глинистыми зонами, обычно плоховыщелачиваемыми традиционными геотехнологическими способами. This goal is achieved by the fact that in the implementation of the proposed method, including drilling, casing, equipping with heads, placement of electrodes in them, supply of industrial water and electricity, the frequency of the electric current is selected depending on the properties of the rock mass leached zones. In this case, it is necessary to take into account such a phenomenon that is widely known in natural geological processes (see, for example, Frolov AD, Electrical and elastic properties of cryogenic rocks. - M .: Nedra, 1976), but a phenomenon not occurring in engineering and technology, such as the occurrence of finely dispersed medium (with high adsorption activity of the rock mass) of significant polarization at high frequencies. However, such an increase has a limit, since in the pores of minerals (the sizes of which are smaller than the thickness of the diffuse part of the double layer), the ions have insignificant mobility. The critical pore size is approximately 0.1 μm, which corresponds to a fraction with a particle diameter of about 0.01 - 0.005 mm. Therefore, clays, compared to sands, have lower polarizability at low frequencies and more at high frequencies. And if the metal lies mainly in sand (placers), then apply an electric current with a relatively low frequency, if in clay - then with a higher one. This is especially important for high clay sands, i.e., for placers with gold-bearing clay zones, usually poorly leached by traditional geotechnological methods.

На чертеже представлен вариант схемы подземного выщелачивания металлов, где цифрами обозначены: 1 - золотосодержащая россыпь (пески); 2 - водоупорные слои; 3 - глинистые линзочки с высоким содержанием золота; 4 и 5 - 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 - gold-bearing placer (sand); 2 - waterproof layers; 3 - clay lenses with a high gold content; 4 and 5 - 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 пески (россыпь) 1 вскрывают скважинами 4 и 5. Скважины обсаживают (не показано) полиэтиленовыми трубами, затем в них размещают электроды (не показано). Если рудная залежь не обводнена, то в скважину 4 подают техническую воду, в некоторых случаях для интенсификации процесса выщелачивания металлов - технологические растворы, содержащие активные агенты. Затем на электроды подают переменный электрический ток. Причем, если в россыпи глинистых линзочек содержится незначительное количество или они с низким содержанием металла, то электрический ток применяют с относительно низкой частотой, а если глинистые линзочки вносят существенный вклад в общее содержание металла, то для интенсификации их выщелачивания частоту электрического тока значительно повышают. Причем, электроды (а соответственно и сами скважины) размещают так, чтобы направление миграции технологических растворов и электрического тока совпадало между собой. В этом случае потери электроэнергии будут минимальными при максимальном извлечении металла из руд в растворы. Initially, the sands (placer) 1 are opened by wells 4 and 5. Wells are cased (not shown) with polyethylene pipes, then electrodes (not shown) are placed in them. If the ore deposit is not flooded, then technical water is supplied to well 4, in some cases, technological solutions containing active agents are used to intensify the metal leaching process. Then, alternating electric current is supplied to the electrodes. Moreover, if clay placers contain a small amount or they have a low metal content, electric current is used with a relatively low frequency, and if clay lenses make a significant contribution to the total metal content, the frequency of the electric current is significantly increased to intensify their leaching. 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. 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 5, через которую их извлекают на дневную поверхность и направляют далее, например, на золотоизвлекательный или гидрометаллургический завод. As a result, leaching of metals from the ores and migration of metal-bearing solutions to the pumping well 5 will take place, through which they are extracted to the day surface and sent further, for example, to a gold recovery or hydrometallurgical plant.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит подземное выщелачивание золота из высокоглинистых золотосодержащих россыпей. An example of a specific implementation of the proposed method is the underground leaching of gold from high clay gold-bearing placers.

Первоначально вскрывают золотосодержащую россыпь 1 скважинами 4 и 5, 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 диэлектрической проницаемости 2 золотосодержащих песков, часто имеющих остаточную направленность от предыдущих кварцевых руд (жил), так, чтобы миграция растворов от закачной 4 к откачной 5 скважине и электрического тока совпадало между собой. Initially, a gold-bearing placer 1 is opened by wells 4 and 5, 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 dielectric constant of 2 gold-containing sands, often having a residual directivity from previous quartz ores (cores), so that the migration of solutions from the injection 4 to the pumping 5 well and the electric current coincide.

При подаче в скважину 4 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 I = 0,5 - 5 A•дм^-2, создавая между электродами (и соответственно, скважинами 3 и 4) разность напряжений. Если россыпь 1 слабоглинистая и линзочки глин 3 не содержат существенных концентраций золота, то применяют электрический ток с низкой частотой (например, 0,03 - 0,2 Гц) до первых единиц Гц. Если же россыпь 1 содержит золотосодержащие глинистые линзочки 3 со значительными концентрациями золота, то частоту электрического тока значительно повышают (70 - 100 Гц, вплоть до 10² - 10³ Гц), что обеспечивает эффективное их выщелачивание. В результате будет обеспечено электровыщелачивание золота как из песков, так и из глинистых включений, его миграция в составе золотосодержащих растворов к скважине 5 и извлечение через нее на поверхность.When 4 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 is supplied to the electrodes with parameters: V = 4 - 6 V, current density I = 0.5 - 5 A • dm ^-2 , creating a voltage difference between the electrodes (and, accordingly, wells 3 and 4). If placer 1 is slightly clayey and clay lenses 3 do not contain significant gold concentrations, then an electric current with a low frequency (for example, 0.03 - 0.2 Hz) up to the first units of Hz is used. If placer 1 contains gold-containing clay lenses 3 with significant gold concentrations, then the frequency of the electric current is significantly increased (70 - 100 Hz, up to 10 ² - 10 ³ Hz), which ensures their effective leaching. As a result, gold will be electrically leached from both sands and clay inclusions, its migration as a part of gold-containing solutions to well 5 and extraction through it to the surface.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса подземного выщелачивания металлов за счет снижения расхода электроэнергии путем поляризации металловмещающих зон выщелачиваемого массива. 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 polarizing the metal-containing zones of the leached massif.

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 by electric current, including opening the 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 sands is carried out at low frequencies of alternating electric current, and from clay inclusions at high frequencies of alternating electric current.