RU2171372C1 - Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых и штабель для его осуществления - Google Patents
Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых и штабель для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171372C1 RU2171372C1 RU2000108904A RU2000108904A RU2171372C1 RU 2171372 C1 RU2171372 C1 RU 2171372C1 RU 2000108904 A RU2000108904 A RU 2000108904A RU 2000108904 A RU2000108904 A RU 2000108904A RU 2171372 C1 RU2171372 C1 RU 2171372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- ore mass
- leaching
- shaking
- drainage layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: в горной промышленности при кучном выщелачивании полезных ископаемых преимущественно при создании хвостохранилищ. Технический результат - интенсификация процесса выщелачивания интенсивной акустической кавитацией. Способ включает размещение штабеля рудной массы на подготовленную площадку с системой подачи и сбора раствора, подачу выщелачивающего раствора до насыщения им рудной массы, интенсификацию выщелачивания встряхиванием рудной массы и сбор продуктивного раствора. По меньшей мере на период встряхивания внутреннюю проточную часть системы сбора продуктивного раствора изолируют от атмосферного воздуха и создают в ней давление ниже атмосферного, обеспечивающего в фильтрующем через рудную массу растворе состояние растяжения. Встряхивание производят посредством электроразрядного устройства, производящего в насыщенной раствором рудной массе электрические разряды. Штабель кучного выщелачивания включает тело из рудной массы, нижняя часть которого размещена в гидроизолированной емкости, дно которой выполнено с уклоном и покрыто дренажным слоем, гидравлически сообщенным с зумпфом продуктивного раствора, насос, обеспечивающий поддержание в зумпфе уровня продуктивного раствора ниже уровня дренажного слоя, систему подачи выщелачивающего раствора в верхнюю часть тела штабеля и размещенные в теле штабеля энерговыделяющие узлы, осуществляющие встряхивание рудной массы. Гидравлическое сообщение дренажного слоя с зумпфом продуктивного раствора выполнено в виде отводящей трубы, сливной конец которой размещен в зумпфе, снабжен коленчатым гидрозатвором и механическим запорным устройством. Сливное отверстие отводящей трубы размещено ниже уровня дренажного слоя на величину, обеспечивающую в фильтрующем через рудную массу растворе состояние растяжения заданной величины. Дренажный слой выполнен с возможностью сообщения с атмосферой посредством дополнительной трубы, нижний конец которой размещен в наиболее высокой части дренажного слоя, а верхний конец выведен за пределы емкости и снабжен запорным устройством. Колено гидрозатвора присоединено к отводящей трубе шарнирно и с возможностью изменения высотного положения сливного отверстия. Энерговыделяющие узлы выполнены в виде электродных пар. Положительный электрод каждой пары снабжен токопроводом с возможностью его присоединения к импульсному источнику электрического тока. Отрицательный электрод выполнен с развитой заземляющей поверхностью. Отрицательные электроды двух или более электродных пар электрически соединены между собой. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к кучному выщелачиванию полезных ископаемых преимущественно при разработке хвостохранилищ.
Известен способ кучного выщелачивания полезных ископаемых, включающий размещение штабеля рудной массы на подготовленную площадку с системой подачи и сбора раствора, подачу выщелачивающего раствора до насыщения им рудной массы, интенсификацию выщелачивания встряхиванием рудной массы посредством взрывчатки или пневмобаллонов и сбор продуктивного раствора (А.Е.Воробьев, Г.В.Чекушина. Классификация штабелей кучного выщелачивания металлов //Горный журнал, 1997, N 3, с. 36-42).
Причиной, препятствующей получению указанного технического результата при использовании известного способа кучного выщелачивания полезных ископаемых, является то, что встряхивание (сотрясение) рудной массы осуществляют при околонулевых или положительных напряжениях в растворе, фильтрующем по порам рудной массы, что не создает благоприятных физических условий для интенсификации выщелачивания при встряхивании. Действительно, возбудить в таком растворе акустическую кавитацию, необходимую для интенсивного выщелачивания, возможно только при очень сильном сотрясении рудной массы, что является затруднительным, сложным в осуществлении и создает в рудной массе существенную неравномерность плотности, а следовательно, и проницаемости. Дополнительно, разовое встряхивание рудной массы, например взрывами, недостаточно увеличивает интенсивность процесса выщелачивания, повторение же взрывного встряхивания сложно и связано со значительными затратами, а пневматическое встряхивание слабо влияет на интенсивность процесса выщелачивания и на полноту извлечения полезного компонента.
Там же известен штабель кучного выщелачивания, включающий тело из рудной массы, нижняя часть которого размещена в гидроизолированной емкости, дно которой выполнено с уклоном и покрыто дренажным слоем, гидравлически сообщенным с зумпфом продуктивного раствора, насос, обеспечивающий поддержание в зумпфе уровня продуктивного раствора ниже уровня дренажного слоя, систему подачи выщелачивающего раствора в верхнюю часть тела штабеля и размещенные в теле штабеля энерговыделяющие узлы для осуществления встряхивания рудной массы.
Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результата при использовании известного штабеля кучного выщелачивания, является то, что в таком штабеле не представляется возможным простыми техническими средствами создать в фильтрующем растворе напряженное состояние (состояние растяжения), благоприятное для возбуждения в нем интенсивной акустической кавитации, интенсифицирующей выщелачивание.
Задачей, на решение которой направлены заявляемые способ кучного выщелачивания и штабель для его осуществления, является повышение эффективности выщелачивания полезного ископаемого. Единым же техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой группы изобретений, является создание в фильтрующем по порам рудной массы растворе напряженного состояния, позволяющего посредством менее интенсивного, но периодически повторяющегося встряхивания рудной массы возбуждать в насыщающем рудную массу выщелачиванием растворе весьма интенсивную акустическую кавитацию и интенсифицировать посредством этой кавитации процесс выщелачивания.
Указанная задача решается, а технический результат достигается прежде всего тем, что в известном способе кучного выщелачивания полезных ископаемых, включающем размещение штабеля рудной масса на подготовленную площадку с системой подачи и сбора раствора, подачу выщелачивающего раствора до насыщения им рудной массы, интенсификацию выщелачивания встряхиванием рудной массы и сбор продуктивного раствора, согласно изобретению по меньшей мере на период встряхивания внутреннюю проточную часть системы сбора продуктивного раствора изолируют от атмосферного воздуха и создают в ней давление ниже атмосферного, обеспечивающего в фильтрующем через рудную массу растворе состояние растяжения. Встряхивание производят посредством электроразрядного устройства, производящего в насыщенной раствором рудной массе электрические разряды.
Именно создание в растворе состояния растяжения позволяет интенсифицировать акустическую кавитацию в растворе относительно слабым встряхиванием рудной массы, а следовательно, и интенсифицировать процесс выщелачивания. Осуществление же встряхивания посредством электроразрядного устройства позволяет производить встряхивание многократно и без существенных дополнительных затрат.
Указанный технический результат достигается также тем, что в известном штабеле кучного выщелачивания, включающем тело из рудной массы, нижняя часть которого размещена в гидроизолированной емкости, дно которой выполнено с уклоном и покрыто дренажным слоем, гидравлически сообщенным с зумпфом продуктивного раствора, насос, обеспечивающий поддержание в зумпфе уровня продуктивного раствора ниже уровня дренажного слоя, систему подачи выщелачивающего раствора в верхнюю часть тела штабеля и размещенные в теле штабеля энерговыделяющие узлы, осуществляющие встряхивание рудной массы, согласно изобретению гидравлическое сообщение дренажного слоя с зумпфом продуктивного раствора выполнено в виде отводящей трубы, сливной конец которой размещен в зумпфе, снабжен коленчатым гидрозатвором и механическим запорным устройством, причем сливное отверстие отводящей трубы размещено ниже уровня дренажного слоя на величину, обеспечивающую в фильтрующем через рудную массу растворе состояние растяжения заданной величины. Дренажный слой выполнен с возможностью сообщения с атмосферой посредством дополнительной трубы, нижний конец которой размещен в наиболее высокой части дренажного слоя, а верхний конец выведен за пределы емкости и снабжен запорным устройством, а колено гидрозатвора присоединено к отводящей трубе шарнирно и с возможностью изменения высотного положения сливного отверстия. Энерговыделяющие узлы выполнены в виде электродных пар, причем положительный электрод каждой пары снабжен токопроводом с возможностью его присоединения к импульсному источнику электрического тока - (электроразрядной установке), а отрицательный электрод выполнен с развитой заземляющей поверхностью, при этом отрицательные электроды двух или более электродных пар электрически соединены между собой.
Именно снабжение сливного конца отводящей трубы системы сбора раствора коленчатым гидрозатвором и размещение сливного отверстия отводящей трубы ниже уровня дренажного слоя на заданную величину позволяет простыми и низкозатратными средствами создать в фильтрующем через рудную массу растворе состояние равномерного и всестороннего растяжения, интенсивность которого может превышать (иногда многократно) атмосферное давление без разрыва раствора. Это создает благоприятные физические условия для возбуждения в растворе акустической кавитации относительно слабым встряхиванием рудной массы, а следовательно, и интенсифицировать процесс выщелачивания. Выполнение же энерговыделяющих узлов, осуществляющих встряхивание рудной массы, в виде электродных пар, присоединенных к импульсному источнику электрического тока (электроразрядной установке), позволяет еще более интенсифицировать процесс выщелачивания.
На фиг. 1 изображена площадка с размещенным на ней штабелем кучного выщелачивания, поперечный разрез; на фиг. 2 - узел на фиг. 1, энерговыделяющий узел встряхивания рудной массы.
Штабель 1 выполнен в пределах хвостовой части хвостохранилища 2 (действующего или законсервированного) и включает тело из рудной массы (хвостов) 3 высотой h1, нижняя и средняя по высоте части которого размещены в грунтовой емкости 4, образованной ограждающими дамбами 5. Емкость 4 гидроизолирована многослойной полимерной пленкой 6, ее дно 7 выполнено с уклоном и покрыто дренажным слоем (крупнозернистый песок) 8, который посредством отводящей трубы 9 сообщен с зумпфом (раствороприемником), выполненным в виде колодца 10, а посредством дополнительной трубы 11, нижний конец которой размещен в наиболее высокой части дренажного слоя 8, а верхний конец выведен за пределы емкости 4 и снабжен механическим запорным устройством 12. В теле 3 штабеля 1 размещены энерговыделяющие узлы 13, а на поверхности 14 его верхней части - перфорированные трубы 15 системы подачи выщелачивающего раствора 16. Сливной конец отводящей трубы 9 размещен в колодце 10 и снабжен коленчатым гидрозатвором 17 и механическим запорным устройством 18. Колено гидрозатвора 17 присоединено к отводящей трубе 9 посредством шарнира 19 и с возможностью посредством канатно-блочного механизма 20 изменять высотное положение сливного отверстия 21, характеризующееся величиной h2 - превышение уровня дренажного слоя 8 над сливным отверстием 21.
В колодце 10 размещен насос 22, который водоводом (раствороводом) 23 соединен с сорбционными колонками 24. Отводящая труба 9 в непосредственной близости от колодца 10 снабжена дополнительным гидрозатвором 25, над обращенной вверх выпуклостью колена которого размещен воздухосборник 26, снабженный запорным устройством 27.
Энерговыделяющие узлы 13 (фиг. 2) выполнены в виде электродных пар. Положительные электроды 28 каждой пары посредством токопроводов 29, заключенных в пределах тела 3 штабеля 1 в трубу 30, присоединены к импульсному источнику электрического тока (электроразрядной установке) 31, а отрицательные электроды 32 выполнены каждый с развитой посредством пластины 33 заземляющей поверхностью, при этом отрицательные электроды 32 двух или более электродных пар посредством токопроводящих стержней 34 электрически соединены между собой.
Способ осуществляют, а описанный штабель работает при этом следующим образом.
После подготовки площадки в вине гидроизолированной емкости 4 на ней в виде штабеля 1 размещают рудную массу (хвосты) 3 с системой сбора рабочего раствора, содержащей в основании штабеля дренажный слой 8 и все другие ранее указанные элементы этой системы. В теле рудной массы 3 размещают энерговыделяющие узлы 13 и посредством задействования системы подачи 15 рудную массу 3 насыщают выщелачивающим раствором 16. Одновременно с этим при открытых запорных устройствах 12 и 27 естественным путем осуществляют заполнение системы сбора (дренажный слой 8, отводящая труба 9 и дополнительная труба 11) раствором, профильтровавшим через толщу h1 рудной массы 3. Закрытием запорных устройств 12 и 17 систему сбора раствора изолируют от атмосферного воздуха, а открытием запорного устройства 18, установленного в колодце 10 на сливном конце отводящей трубы 9, создают в системе давление ниже атмосферного и обеспечивают таким образом в фильтрующем через рудную массу растворе состояние растяжения, интенсивность которого в нижней части штабеля 1 измеряется высотой столба раствора h2.
После всего этого осуществляют интенсификацию выщелачивания встряхиванием рудной массы.
С этой целью посредством токопроводов 29 от электроразрядной установки 31 (известной так же как электрогидравлический или плазменный) между положительным электродом 28 и отрицательным электродом (заземлителем) 32 в каждом энерговыделяющем узле 13 поочередно и с повторением через выщелачивающий раствор пропускают мощный импульс тока. В результате между электродами 28 и 32 образуется плазменный канал 35 электрического разряда, что приводит к разрыву сорбционных и периферических химических связей и даже к образованию новых соединений. Так образуются анионы OH-, которые интенсивно переходят в перекись водорода. Последние распадаются обычно в виде микровзрывов на H2O и O, что вызывает энергичное и практически мгновенное окисление образовавшимся активным атомарным кислородом до этого нерастворимых и труднорастворимых солей рудной массы.
Одновременно с этим высокое импульсное давление создает ударные волны, вызывающие в более существенном, в сравнении с плазменным каналом, объеме (граница 36, фиг. 1) акустическую кавитацию в насыщающем рудную массу растворе и находящемся в состоянии растяжения. Последнее создает благоприятное физическое состояние в растворе для возбуждения в нем акустической кавитации, что ведет к аналогичным, как в плазменном канале 35, физико-химическим превращениям, основные из которых следующие:
- связная вода, изначально покрывающая поверхность твердых минеральных частиц, переходит в свободную, перемешивается с раствором, а во всем растворе уменьшается вязкость;
- образуется перекись водорода H2O2 с последующим ее распадом на H2O и O.
- связная вода, изначально покрывающая поверхность твердых минеральных частиц, переходит в свободную, перемешивается с раствором, а во всем растворе уменьшается вязкость;
- образуется перекись водорода H2O2 с последующим ее распадом на H2O и O.
Первое превращение облегчает доступ раствора к минеральным частицам руды и временно повышает проникающую способность раствора, а второе - вызывает энергичное окисление и длительно препятствует восстановлению структуры раствора, а следовательно, и снижению его растворяющей и проникающей способности.
Соединение токопроводящим стержнем 34 двух или более заземляющих пластин 33 между собой улучшает качество заземления отрицательных электродов 32 и позволяет сократить количество пластин 33.
При коэффициенте фильтрации k состояние растяжения увеличивает скорость фильтрации u выщелачивающего раствора в рудной массе до величины т.е. в раза.
Это позволяет осуществлять выщелачивание слабопроницаемой рудной массы, например мелкозернистых хвостов, а изменение посредством канатно-блочного механизма 20 высотного положения сливного отверстия 21 отводящей трубы 9 позволяет как изменять величину растяжения в растворе (величину h2), так и регулировать скорость фильтрации раствора.
В случае выщелачивания высокопроницаемой рудной массы скорость фильтрации раствора ограничивают путем регулирования запорным устройством 27 интенсивности слива раствора в колодец 10. Состояние же растяжения в растворе (полное открытие запорного устройства 27) создают только на период встряхивания рудной массы.
Состояние растяжения в выщелачивающем растворе (до 9 м вод. ст.) может быть осуществлено посредством вакуумного насоса, гидравлически сообщенного с системой сбора продуктивного раствора, например с ее отводящей трубой 9, а возбуждение пузырьковой акустической кавитации в растворе, находящемся в состоянии растяжения, может быть осуществлено встряхиванием рудной массы посредством иных источников импульсного давления, например вибрационной техники или тяжелой трамбующей установки (вакуумный насос, вибрационная техника и трамбующая установка на чертеже не показаны).
Claims (5)
1. Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых, включающий размещение штабеля рудной массы на подготовленную площадку с системой подачи и сбора раствора, подачу выщелачивающего раствора до насыщения им рудной массы, интенсификацию выщелачивания встряхиванием рудной массы и сбор продуктивного раствора, отличающийся тем, что по меньшей мере на период встряхивания внутреннюю проточную часть системы сбора продуктивного раствора изолируют от атмосферного воздуха и создают в ней давление ниже атмосферного, обеспечивающего в фильтрующем через рудную массу растворе состояние растяжения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что встряхивание производят посредством электроразрядного устройства, производящего в насыщенной раствором рудной массе электрические разряды.
3. Штабель кучного выщелачивания, включающий тело из рудной массы, нижняя часть которого размещена в гидроизолированной емкости, дно которой выполнено с уклоном и покрыто дренажным слоем, гидравлически сообщенным с зумпфом продуктивного раствора, насос, обеспечивающий поддержание в зумпфе уровня продуктивного раствора ниже уровня дренажного слоя, систему подачи выщелачивающего раствора в верхнюю часть тела штабеля и размещенные в теле штабеля энерговыделяющие узлы, осуществляющие встряхивание рудной массы, отличающийся тем, что гидравлическое сообщение дренажного слоя с зумпфом продуктивного раствора выполнено в виде отводящей трубы, сливной конец которой размещен в зумпфе, снабжен коленчатым гидрозатвором и механическим запорным устройством, причем сливное отверстие отводящей трубы размещено ниже уровня дренажного слоя на величину, обеспечивающую в фильтрующем через рудную массу растворе состояние растяжения заданной величины, при этом дренажный слой выполнен с возможностью сообщения с атмосферой посредством дополнительной трубы, нижний конец которой размещен в наиболее высокой части дренажного слоя, а верхний конец выведен за пределы емкости и снабжен запорным устройством.
4. Штабель по п.3, отличающийся тем, что колено гидрозатвора присоединено к отводящей трубе шарнирно и с возможностью изменения высотного положения сливного отверстия.
5. Штабель по п.3, отличающийся тем, что энерговыделяющие узлы выполнены в виде электродных пар, причем положительный электрод каждой пары снабжен токопроводом с возможностью его присоединения к импульсному источнику электрического тока, выполненному в виде электроразрядной установки, а отрицательный электрод выполнен с развитой заземляющей поверхностью, при этом отрицательные электроды двух или более электродных пар электрически соединены между собой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108904A RU2171372C1 (ru) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых и штабель для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108904A RU2171372C1 (ru) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых и штабель для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2171372C1 true RU2171372C1 (ru) | 2001-07-27 |
Family
ID=20233102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000108904A RU2171372C1 (ru) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых и штабель для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2171372C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111961846A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-20 | 太原重工股份有限公司 | 用于矿山堆浸场的利用排土机的筑堆方法 |
CN112774289A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 过滤装置及排采系统 |
RU2770575C1 (ru) * | 2021-03-17 | 2022-04-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ кучного выщелачивания золота из техногенного золотосодержащего геоматериала в условиях криолитозоны |
-
2000
- 2000-04-10 RU RU2000108904A patent/RU2171372C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВОРОБЬЕВ А.Е., ЧЕКУШИНА Г.В. Классификация штабелей кучного выщелачивания металлов. - Горный журнал, 1997, № 3, с.36 - 42. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112774289A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 过滤装置及排采系统 |
CN111961846A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-20 | 太原重工股份有限公司 | 用于矿山堆浸场的利用排土机的筑堆方法 |
RU2770575C1 (ru) * | 2021-03-17 | 2022-04-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ кучного выщелачивания золота из техногенного золотосодержащего геоматериала в условиях криолитозоны |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106507866B (zh) | 原地松动浸出采铀方法 | |
US6651741B2 (en) | Method of increasing productivity of oil, gas and hydrogeological wells | |
RU2171372C1 (ru) | Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых и штабель для его осуществления | |
CN113123388A (zh) | 成槽施工方法 | |
Lockhart et al. | Dewatering coal washery tailings ponds by electroosmosis | |
CN108571286B (zh) | 一种桩基开孔装置及方法 | |
JP3811355B2 (ja) | 塵埃焼却装置から出る灰を脱塩及び水中高圧火花放電を用いた人工的エージングにより処理する方法 | |
CN112095643A (zh) | 深基坑排水系统及排水方法 | |
RU2175386C2 (ru) | Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых | |
RU2176730C2 (ru) | Способ кучного выщелачивания полезных ископаемых | |
RU2245379C1 (ru) | Способ интенсификации выщелачивания золота | |
JPH1018746A (ja) | 2方式泥水処理方法及びその処理装置 | |
JP3031912B1 (ja) | 濁水処理システム及び濁水処理方法 | |
RU2193002C2 (ru) | Способ складирования в золоотвале несгоревших остатков топлива | |
JP4085378B2 (ja) | 底泥覆土工法 | |
Shang et al. | Electrokinetic dewatering of mine tailings from hydrometallurgical processes | |
JP2004293289A (ja) | 掘削泥水処理方法及び掘削泥水処理システム | |
RU2081321C1 (ru) | Способ разработки алмазоносных кимберлитовых трубок | |
CN219825419U (zh) | 一种水利工程清淤装置 | |
CN212640268U (zh) | 一种河底污泥无害化修复设备 | |
SU829887A1 (ru) | Способ подземного выщелачивани пОлЕзНыХ иСКОпАЕМыХ | |
CN114922159A (zh) | 一种水平布置电极的电渗联合真空预压固化淤泥装置及方法 | |
JP4521848B2 (ja) | 排土埋め戻し孔形成装置 | |
JP2532288B2 (ja) | スライムの処理方法 | |
JP2004324046A (ja) | 含水土砂の脱水処理方法および脱水用土槽 |