RU2338063C1 - Method of geotechnology treatment for sulphide ore cull, containing heavy metals - Google Patents
Method of geotechnology treatment for sulphide ore cull, containing heavy metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338063C1 RU2338063C1 RU2007107962/03A RU2007107962A RU2338063C1 RU 2338063 C1 RU2338063 C1 RU 2338063C1 RU 2007107962/03 A RU2007107962/03 A RU 2007107962/03A RU 2007107962 A RU2007107962 A RU 2007107962A RU 2338063 C1 RU2338063 C1 RU 2338063C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- section
- solution
- enrichment
- sections
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к физико-химической геотехнологии, в частности к переработке некондиционного сульфидного рудного материала, содержащего тяжелые металлы, такие как никель, кобальт, цинк, медь, свинец, кадмий, и может быть использовано при обогащении рудного материала открытым способом.The invention relates to physicochemical geotechnology, in particular to the processing of substandard sulfide ore material containing heavy metals such as nickel, cobalt, zinc, copper, lead, cadmium, and can be used in ore dressing in an open way.
В процессе добычи и переработки минерального сырья накопилось огромное количество техногенных георесурсов, содержащих сульфиды тяжелых металлов. Это хвосты обогащения, вскрышные породы, отвалы некондиционных руд, шлаки и др. Такие георесурсы являются, с одной стороны, техногенными месторождениями, с другой - источниками экологической опасности. Промышленное освоение этих ресурсов позволит доизвлечь содержащиеся металлы и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду. Вместе с тем, традиционные пиро- и гидрометаллургические технологии переработки техногенного сырья, как правило, экономически невыгодны. Поэтому актуальной задачей является разработка эффективных физико-химических геотехнологий, обеспечивающих интенсивное выщелачивание ценных металлов, повышение степени их извлечения и снижение потерь при относительно низких экономических затратах. При этом важным фактором является обеспечение равномерного содержания ценных металлов в получаемой техногенной руде.In the process of extraction and processing of mineral raw materials, a huge amount of technogenic geo-resources containing sulfides of heavy metals has accumulated. These are tailings, overburden, dumps of substandard ores, slags, etc. Such geo-resources are, on the one hand, technogenic deposits and, on the other, sources of environmental hazard. Industrial development of these resources will make it possible to recover the contained metals and reduce the environmental burden on the environment. At the same time, traditional pyro- and hydrometallurgical technologies for processing technogenic raw materials are, as a rule, economically disadvantageous. Therefore, the urgent task is to develop effective physicochemical geotechnologies that provide intensive leaching of valuable metals, increase the degree of their extraction and reduce losses at relatively low economic costs. An important factor is ensuring the uniform content of valuable metals in the resulting technogenic ore.
Известен способ геотехнологической переработки некондиционного сульфидного рудного материала, содержащего тяжелые металлы, в частности хвостов обогащения сульфоарсенидных руд (см. Патент РФ №2047770, МПК6 Е21С 41/26, 1995), включающий последовательное формирование слоев: антифильтрационного, дренажного, обогащаемого слоя хвостов с высоким содержанием кобальта и никеля в смеси с минералом-осадителем, предпочтительно шмальтином, и выщелачиваемого слоя с низким содержанием кобальта и никеля в смеси с минералом-интенсификатором электрохимического растворения сульфидов металлов, в качестве которого используют пирит или галенит. Поверхность выщелачиваемого слоя обрабатывают выщелачивающим раствором, в результате чего происходит электрохимическое растворение кобальта и никеля, миграция металлоносных растворов из выщелачиваемого слоя и осаждение ценных металлов в обогащаемом слое.There is a method of geotechnological processing of substandard sulfide ore material containing heavy metals, in particular tailings for sulfoarsenide ore dressing (see RF Patent No. 2047770, IPC 6 Е21С 41/26, 1995), including the sequential formation of layers: antifiltration, drainage, enrichment layer of tailings with a high content of cobalt and nickel mixed with a precipitating mineral, preferably shmaltin, and a leach layer with a low content of cobalt and nickel mixed with an intensifying mineral electrochemical dissolution of metal sulphide, which is used as pyrite or galena. The surface of the leach layer is treated with a leach solution, resulting in the electrochemical dissolution of cobalt and nickel, the migration of metal-bearing solutions from the leach layer and the deposition of valuable metals in the enrichment layer.
Недостатком данного способа является необходимость удаления и складирования отработанного выщелачиваемого слоя для получения доступа к техногенной руде с целью ее последующей переработки, что усложняет способ, ведет к потере части техногенной руды и ее разубоживанию. В результате снижается степень извлечения ценных металлов и уменьшается их содержание в техногенной руде, что отрицательно сказывается на эффективности способа.The disadvantage of this method is the need to remove and store the spent leached layer to gain access to man-made ore with a view to its subsequent processing, which complicates the method, leads to the loss of part of the man-made ore and its dilution. As a result, the degree of extraction of valuable metals decreases and their content in technogenic ore decreases, which negatively affects the efficiency of the method.
Известен также способ геотехнологической переработки некондиционного сульфидного рудного материала, содержащего тяжелые металлы (см. Патент РФ №2274743, МПК Е21В 43/28, 2006), заключающийся в формировании на поверхности отвала, имеющего уклон 2-6°, антифильтрационного и дренажного слоев, на которых размещают выщелачиваемый слой из предварительно обесшламленного некондиционного рудного материала, содержащего сульфиды тяжелых металлов, минерал-интенсификатор растворения в виде пирротина и химически активные нерудные минералы в виде серпентинов и карбонатов. В качестве некондиционного рудного материала выщелачиваемого слоя используют хвосты перечистных операций при обогащении медно-никелевых руд, пирротиновый концентрат, некондиционные медно-никелевые руды и некондиционные оруденелые филлиты. Обогащаемый слой размещают вне выщелачиваемого и дренажного слоев в направлении стока и сообщают с дренажным слоем через боковую поверхность последнего. Обогащаемый слой может быть выполнен из ряда расположенных по простиранию обогащаемого слоя секций, каждая из которых разделена на несколько участков. Формируют обогащаемый слой из некондиционного сульфидного рудного материала, содержащего минерал-осадитель в виде серпентина в количестве не менее 60%, при этом рудный материал предварительно обжигают при температуре 620-680°С. После формирования отвала осуществляют активирование выщелачиваемого слоя путем его периодического принудительного или естественного орошения водой с переводом тяжелых металлов в раствор, который через боковую поверхность дренажного слоя поступает по специальным каналам в обогащаемый слой со стороны его боковой поверхности, увлажняя последний. В результате взаимодействия раствора с серпентином происходит осаждение тяжелых металлов с образованием техногенной руды.There is also known a method of geotechnological processing of substandard sulfide ore material containing heavy metals (see RF Patent No. 2274743, IPC ЕВВ 43/28, 2006), which consists in the formation on the surface of a dump having a slope of 2-6 °, antifiltration and drainage layers, on which place a leachable layer of preliminarily decontaminated substandard ore material containing sulfides of heavy metals, a mineral-intensifier of dissolution in the form of pyrrhotite, and chemically active non-metallic minerals in the form of serpentino and carbonates. As a substandard ore material of the leached layer, tailings of mining operations are used in the enrichment of copper-nickel ores, pyrrhotite concentrate, substandard copper-nickel ores and substandard mineralized phyllites. The enrichment layer is placed outside the leachable and drainage layers in the direction of flow and communicate with the drainage layer through the lateral surface of the latter. The enrichment layer can be made of a number of sections located along the strike of the enrichment layer, each of which is divided into several sections. An enrichment layer is formed from substandard sulfide ore material containing a precipitating mineral in the form of serpentine in an amount of not less than 60%, while the ore material is preliminarily calcined at a temperature of 620-680 ° C. After the formation of the dump, the leached layer is activated by periodic forced or natural irrigation with water, with the transfer of heavy metals into the solution, which, through the lateral surface of the drainage layer, enters the enrichment layer through special channels from the side of its lateral surface, moistening the latter. As a result of the interaction of the solution with serpentine, heavy metals are precipitated with the formation of technogenic ore.
Недостатком известного способа является относительно невысокая скорость фильтрации металлсодержащего раствора через обогащаемый слой, что лимитирует режим орошения выщелачиваемого слоя, ограничивая расход выщелачивающих реагентов, и снижает интенсивность перевода металлов в раствор. В связи с подачей металлсодержащего раствора в обогащаемый слой со стороны его боковой поверхности невозможно обеспечить равномерное содержание ценных металлов в техногенной руде. Все это отрицательно сказывается на эффективности способа.The disadvantage of this method is the relatively low rate of filtration of the metal-containing solution through the enrichment layer, which limits the irrigation regime of the leached layer, limiting the flow of leaching reagents, and reduces the intensity of the transfer of metals into the solution. In connection with the supply of a metal-containing solution to the enrichment layer from the side of its lateral surface, it is impossible to ensure a uniform content of valuable metals in technogenic ore. All this negatively affects the effectiveness of the method.
Настоящее изобретение направленно на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности способа переработки некондиционного сульфидного рудного материала за счет интенсификации процесса выщелачивания и обеспечения равномерного содержания ценных металлов в получаемой техногенной руде при достижении высокой степени извлечения металлов.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the efficiency of a method for processing substandard sulfide ore material by intensifying the leaching process and ensuring uniform content of valuable metals in the resulting man-made ore while achieving a high degree of metal recovery.
Технический результат достигается тем, что в способе геотехнологической переработки некондиционного сульфидного рудного материала, содержащего тяжелые металлы, включающем формирование ряда слоев: антифильтрационного, дренажного, выщелачиваемого, содержащего некондиционный сульфидный рудный материал и минерал-интенсификатор растворения, и обогащаемого слоя, содержащего некондиционный сульфидный рудный материал и минерал-осадитель, причем обогащаемый слой расположен вне выщелачиваемого слоя, сообщается с дренажным слоем и выполнен из ряда расположенных по простиранию обогащаемого слоя секций, каждая из которых разделена на несколько одинаковых участков, активирование выщелачиваемого слоя путем его периодического орошения выщелачивающим раствором с переводом тяжелых металлов в раствор, циклическое увлажнение обогащаемого слоя металлсодержащим раствором, осаждение металлов в обогащаемом слое с образованием техногенной руды и отвод отработанного раствора с выхода обогащаемого слоя, согласно изобретению участки каждой секции обогащаемого слоя выполняют автономными, снабжают антифильтрационным и дренажным слоями и гидравлически соединяют друг с другом последовательно, увлажнение секций обогащаемого слоя ведут по прямому и обратному циклам, при этом в прямом и обратном цикле увлажнение ведут от первой секции к последней, в каждой секции прямого цикла увлажнение ведут от начального участка к конечному с завершением цикла после увлажнения начального участка последней секции, в каждой секции обратного цикла увлажнение ведут от конечного участка к начальному с завершением цикла после увлажнения конечного участка последней секции, в обогащаемом слое число секций определяют из соотношенияThe technical result is achieved by the fact that in the method of geotechnological processing of substandard sulfide ore material containing heavy metals, including the formation of a number of layers: antifiltration, drainage, leachable, containing substandard sulfide ore material and a mineral intensifier of dissolution, and an enrichment layer containing substandard sulfide ore and mineral precipitant, and the enrichment layer is located outside the leachable layer, communicates with the drainage layer and n from a number of sections located along the strike of the enrichment layer, each of which is divided into several identical sections, activation of the leach layer by periodically irrigating it with a leach solution with the transfer of heavy metals into solution, cyclic wetting of the enrichment layer with a metal-containing solution, deposition of metals in the enrichment layer with the formation of anthropogenic ore and the discharge of the spent solution from the outlet of the enrichment layer, according to the invention, sections of each section of the enrichment layer are automatically They are equipped with anti-filtration and drainage layers and hydraulically connected to each other in series, the sections of the enriched layer are hydrated in the forward and reverse cycles, while in the forward and reverse cycles, humidification is carried out from the first section to the last, in each section of the direct cycle, humidification is carried out from the initial section to the end with the completion of the cycle after wetting the initial section of the last section, in each section of the reverse cycle, humidification is carried out from the final section to the initial with the completion of the cycle after wetting end portion Ia of the last section, is enriched in the layer number of sections is determined from the relation
где N - число секций обогащаемого слоя,where N is the number of sections of the enrichment layer,
а - коэффициент пропорциональности, а=0,83-1,0,a is the coefficient of proportionality, a = 0.83-1.0,
KB - коэффициент фильтрации выщелачиваемого слоя, м/сутки,K B is the filter coefficient of the leached layer, m / day,
КO - коэффициент фильтрации обогащаемого слоя, м/сутки,K O - filtering coefficient of the enrichment layer, m / day,
продолжительность фильтрации металлсодержащего раствора через секцию обогащаемого слоя определяют по формулеthe duration of the filtration of the metal-containing solution through the section of the enrichment layer is determined by the formula
где τо - продолжительность фильтрации металлсодержащего раствора через секцию обогащаемого слоя, сутки,where τ about - the duration of the filtration of the metal-containing solution through the section of the enrichment layer, day,
b - коэффициент пропорциональности, b=0,8-1,0,b - coefficient of proportionality, b = 0.8-1.0,
N - число секций обогащаемого слоя,N is the number of sections of the enrichment layer,
τв - период орошения выщелачиваемого слоя, сутки,τ in the period of irrigation of the leached layer, day,
а объем выщелачивающего раствора, расходуемого за период орошения, устанавливают с учетом равенствand the amount of leach solution consumed during the irrigation period is set taking into account the equalities
где Vp - объем выщелачивающего раствора, м3,where V p is the volume of leach solution, m 3 ,
с - коэффициент пропорциональности, с=0,015-0,025,s is the coefficient of proportionality, s = 0.015-0.025,
Vв - объем выщелачивающего слоя, м3,V in - the volume of the leach layer, m 3 ,
d - коэффициент пропорциональности, d=2-8,d is the coefficient of proportionality, d = 2-8,
Vo - объем обогащаемого слоя, м3,V o - the volume of the enriched layer, m 3 ,
N - число секций обогащаемого слоя,N is the number of sections of the enrichment layer,
причем продолжительность фильтрации металлсодержащего раствора через секцию устанавливают меньшей или равной продолжительности цикла увлажнения, а период орошения выщелачиваемого слоя устанавливают, в общем и целом, равным продолжительности фильтрации выщелачивающего раствора через выщелачиваемый слой.moreover, the duration of the filtration of the metal-containing solution through the section is set to be less than or equal to the duration of the wetting cycle, and the irrigation period of the leached layer is set, in general, equal to the duration of filtration of the leach solution through the leached layer.
Технический результат достигается также тем, что количество участков в каждой секции обогащаемого слоя выбирают с учетом обеспечения в отработанном растворе остаточного содержания тяжелых металлов 0,001-0,1 мг/л.The technical result is also achieved by the fact that the number of sites in each section of the enrichment layer is selected taking into account the residual content of heavy metals in the spent solution of 0.001-0.1 mg / L.
Технический результат достигается также и тем, что в качестве некондиционного сульфидного рудного материала выщелачиваемого слоя используют хвосты обогащения, некондиционные руды, отвалы бедных руд, шлаки.The technical result is also achieved by the fact that as the substandard sulfide ore material of the leached layer, beneficiation tailings, substandard ores, poor ore dumps, and slag are used.
Технический результат достигается и тем, что в выщелачиваемом слое в качестве минерала-интенсификатора растворения используют пирротин, пирит, марказит, троилит или их смесь, причем эти минералы содержатся в составе некондиционного сульфидного рудного материала.The technical result is also achieved by the fact that in the leached layer, pyrrhotite, pyrite, marcasite, troilite or a mixture thereof are used as a dissolution intensifier mineral, and these minerals are contained in a substandard sulfide ore material.
На достижение технического результата направлено то, что перед формированием выщелачиваемого слоя некондиционный рудный материал подвергают классификации, обесшламливанию или гранулированию.To achieve a technical result, it is directed that prior to the formation of a leachable layer, substandard ore material is subjected to classification, deslamination, or granulation.
На достижение технического результата направлено также то, что в обогащаемом слое в качестве минерала-осадителя используют слоистые силикаты, карбонаты, активный кремнезем или их смесь.The achievement of the technical result is also directed to the fact that layered silicates, carbonates, active silica or a mixture thereof is used as a precipitating mineral in the enrichment layer.
На достижение технического результата направлено также и то, что перед формированием обогащаемого слоя некондиционный рудный материал и минерал-осадитель подвергают измельчению.The achievement of the technical result is also directed to the fact that before the formation of the enriched layer, substandard ore material and mineral precipitator are subjected to grinding.
Достижению технического результата способствует то, что период орошения выщелачиваемого слоя выщелачивающим раствором устанавливают равным 1,0-1,5 суток.The achievement of the technical result is facilitated by the fact that the irrigation period of the leached layer by the leaching solution is set to 1.0-1.5 days.
Достижению технического результата способствует также то, что орошение выщелачиваемого слоя осуществляют водой или 1-3% раствором серной кислоты.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the irrigation of the leached layer is carried out with water or 1-3% sulfuric acid solution.
Достижению технического результата способствует также и то, что увлажнение участков секций обогащаемого слоя металлсодержащим раствором осуществляют сверху.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the moistening of sections of the sections of the enriched layer with a metal-containing solution is carried out from above.
Технический результат достигается и тем, что отработанный раствор с выхода конечного или начального участка каждой секции обогащаемого слоя направляют в оборот на активирование выщелачиваемого слоя.The technical result is achieved by the fact that the spent solution from the exit of the final or initial section of each section of the enrichment layer is sent into circulation to activate the leached layer.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of legal protection and are sufficient to obtain the above technical result, perform functions and relate to the result as follows.
Выполнение участков каждой секции обогащаемого слоя автономными, снабжение их антифильтрационным и дренажным слоями и гидравлическое последовательное соединение друг с другом обеспечивает согласованность гидродинамических режимов работы выщелачиваемого и обогащаемого слоев, равномерное содержание ценных металлов в получаемой техногенной руде.The implementation of sections of each section of the enrichment layer autonomous, supplying them with antifiltration and drainage layers and hydraulic serial connection with each other ensures the coordination of the hydrodynamic modes of the leached and enriched layers, the uniform content of valuable metals in the resulting man-made ore.
Циклическое увлажнение секций обогащаемого слоя металлсодержащим раствором позволяет снизить время фильтрации раствора через обогащаемый слой, что способствует интенсификации способа. Увлажнение секций обогащаемого слоя по прямому и обратному циклам от первой секции к последней с увлажнением каждой секции в прямом цикле от начального участка к конечному с завершением цикла после увлажнения начального участка последней секции и увлажнением каждой секции в обратном цикле от конечного участка к начальному с завершением цикла после увлажнения конечного участка последней секции обеспечивает равномерное содержание ценных металлов в получаемой техногенной руде.Cyclic wetting of sections of the enrichment layer with a metal-containing solution allows to reduce the time of filtering the solution through the enrichment layer, which contributes to the intensification of the method. Moistening the sections of the enrichment layer in the forward and reverse cycles from the first section to the last with moistening of each section in a direct cycle from the initial section to the final with the completion of the cycle after wetting the initial section of the last section and moistening each section in the reverse cycle from the final section to the initial with the completion of the cycle after wetting the final section of the last section, it provides a uniform content of valuable metals in the resulting technogenic ore.
Число секций N обогащаемого слоя, определяемое из соотношения 
Задание продолжительности фильтрации τо металлсодержащего раствора через секцию обогащаемого слоя и периода орошения τв выщелачиваемого слоя в виде зависимости τо=b·N·τв, где b - коэффициент пропорциональности, равный 0,8-1,0, N - число секций обогащаемого слоя, обеспечивает согласованность гидродинамических режимов работы выщелачиваемого и обогащаемого слоев. Коэффициент пропорциональности b имеет тот же физический смысл, что и коэффициент а в соотношении (1) для выбора числа секций.Setting the filtration time τ о of the metal-containing solution through the section of the enrichment layer and the irrigation period τ to the leach layer in the form of the dependence τ о = b · N · τ в , where b is the proportionality coefficient equal to 0.8-1.0, N is the number of sections enriched layer, ensures the coordination of the hydrodynamic modes of operation of the leached and enriched layers. The proportionality coefficient b has the same physical meaning as the coefficient a in relation (1) for choosing the number of sections.
Взаимосвязь объема выщелачивающего раствора за период орошения Vp с объемами выщелачиваемого Vв и обогащаемого Vo слоев согласно равенствам 
Обеспечение продолжительности фильтрации металлсодержащего раствора через секцию меньшей или равной продолжительности цикла увлажнения обогащаемого слоя способствует непрерывной и ритмичной работе секций.Ensuring the duration of the filtration of the metal-containing solution through the section is less than or equal to the duration of the wetting cycle of the enrichment layer contributes to the continuous and rhythmic operation of the sections.
Период орошения выщелачиваемого слоя, в общем и целом, равный продолжительности фильтрации выщелачивающего раствора через выщелачиваемый слой позволяет интенсифицировать процесс выщелачивания с переводом ценных металлов в раствор. При большем периоде орошения будет снижаться интенсивность выщелачивания, а при меньшем - нарушится гидродинамика процесса.The irrigation period of the leach layer, in general, equal to the duration of the filtration of the leach solution through the leach layer, allows the leaching process to be intensified with the transfer of valuable metals into the solution. With a longer irrigation period, the leaching intensity will decrease, and with a shorter period, the hydrodynamics of the process will be disturbed.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении эффективности способа за счет интенсификации процесса выщелачивания и обеспечения равномерного содержания ценных металлов в получаемой техногенной руде при достижении высокой степени извлечения металлов.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in increasing the efficiency of the method by intensifying the leaching process and ensuring a uniform content of valuable metals in the resulting man-made ore while achieving a high degree of metal recovery.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following specific operations and operating parameters are preferred.
Выбор количества участков в каждой секции обогащаемого слоя целесообразно производить с учетом обеспечения требуемого остаточного содержания тяжелых металлов в растворе на выходе секции. В зависимости от особенностей технического осуществления способа и вида извлекаемых тяжелых металлов их остаточное содержание в растворе на выходе секции может находиться в пределах 0,001-0,1 мг/л. Эти пределы связаны с наличием или отсутствием оборота растворов при осуществлении способа, а также с предельно допустимой концентрацией (ПДК) различных металлов.It is advisable to select the number of sites in each section of the enrichment layer, taking into account the required residual content of heavy metals in the solution at the outlet of the section. Depending on the technical implementation of the method and the type of recoverable heavy metals, their residual content in the solution at the outlet of the section may be in the range of 0.001-0.1 mg / L. These limits are associated with the presence or absence of turnover of solutions during the implementation of the method, as well as with the maximum permissible concentration (MPC) of various metals.
В качестве некондиционного сульфидного рудного материала выщелачиваемого слоя могут быть использованы хвосты обогащения, некондиционные руды, отвалы бедных руд, шлаки. Желательно, чтобы в составе некондиционного сульфидного рудного материала выщелачиваемого слоя содержались такие минералы-интенсификаторы растворения, как пирротин, пирит, марказит, троилит или их смесь. Это обусловлено тем, что при окислении сульфидов железа образуются серная кислота и ионы трехвалентного железа согласно реакциям:As substandard sulfide ore material of the leach layer, beneficiation tailings, substandard ores, poor ore dumps, and slag can be used. It is desirable that in the composition of the substandard sulfide ore material of the leached layer, such minerals as intensifiers of dissolution, such as pyrrhotite, pyrite, marcasite, troilite, or a mixture thereof, are contained. This is due to the fact that during the oxidation of iron sulfides, sulfuric acid and ferric ions are formed according to the reactions:
Серная кислота и ионы трехвалентного железа интенсифицируют растворение сульфидных минералов тяжелых металлов, например пентландита, виоларита, халькопирита и сфалерита с образованием растворимых сульфатов:Sulfuric acid and ferric ions intensify the dissolution of heavy metal sulfide minerals, such as pentlandite, violarite, chalcopyrite and sphalerite with the formation of soluble sulfates:
Для эффективного проведения процесса выщелачивания необходимо регулировать фильтрационные свойства выщелачиваемого слоя. Чем выше скорость фильтрации, тем можно установить больший расход выщелачивающих реагентов и, следовательно, тем интенсивнее процесс выщелачивания. Меньшее время взаимодействия раствора с материалом выщелачиваемого слоя при высокой скорости фильтрации снижает вероятность потерь ценных металлов за счет обратных реакций перехода металлов в твердые фазы. Для регулирования фильтрационных свойств выщелачиваемого слоя перед его формированием некондиционный рудный материал подвергают классификации, обесшламливанию или гранулированию. Предпочтительно, чтобы коэффициент фильтрации материала выщелачиваемого слоя составлял 4-8 м/сутки.To effectively carry out the leaching process, it is necessary to adjust the filtration properties of the leached layer. The higher the filtration rate, the higher the rate of leaching reagents can be set and, consequently, the more intensive the leaching process. The shorter interaction time of the solution with the material of the leached layer at a high filtration rate reduces the probability of loss of valuable metals due to reverse reactions of the transition of metals into solid phases. To regulate the filtration properties of the leached layer before its formation, substandard ore material is subjected to classification, deslamination or granulation. Preferably, the filtration coefficient of the material leached layer was 4-8 m / day.
Использование в обогащаемом слое в качестве минералов-осадителей слоистых силикатов, карбонатов, активного кремнезема или их смеси обусловлено тем, что при взаимодействии этих минералов с сульфатными растворами происходит осаждение тяжелых металлов в результате обменных реакций, либо в результате синтеза силикатов:The use of layered silicates, carbonates, active silica or a mixture of them in the enrichment layer as mineral precipitators is due to the fact that the interaction of these minerals with sulfate solutions results in the deposition of heavy metals as a result of exchange reactions or as a result of the synthesis of silicates:
Для более полного протекания реакций осаждения целесообразно регулировать фильтрационные свойства материала обогащаемого слоя. Перед формированием обогащаемого слоя некондиционный рудный материал подвергают измельчению. Целесообразно, чтобы коэффициент фильтрации материала обогащаемого слоя составлял 0,8-1,6 м/сутки.For a more complete course of deposition reactions, it is advisable to adjust the filtration properties of the material of the enriched layer. Before forming the enrichment layer, substandard ore material is subjected to grinding. It is advisable that the filter coefficient of the material of the enrichment layer is 0.8-1.6 m / day.
Экспериментально установлено, что период орошения выщелачиваемого слоя выщелачивающим раствором, т.е. время взаимодействия раствора с твердой фазой, целесообразно устанавливать равным 1,0-1,5 суток. Время взаимодействия в указанном диапазоне обеспечивает переход тяжелых металлов в раствор и снижает вероятность потерь металлов за счет обратных реакций осаждения или сорбции.It was experimentally established that the period of irrigation of the leached layer with a leaching solution, i.e. the interaction time of the solution with the solid phase, it is advisable to set equal to 1.0-1.5 days. The interaction time in the specified range ensures the transition of heavy metals into solution and reduces the likelihood of metal loss due to reverse precipitation or sorption reactions.
Если в составе выщелачиваемого слоя содержание сульфидов железа достаточно для обеспечения кислой реакции растворов (5-15%), орошение выщелачиваемого слоя осуществляют водой. При содержании сульфидов менее 5% и наличии в составе некондиционного рудного материала выщелачиваемого слоя химически активных нерудных минералов кислые соли и свободная серная кислота, образующиеся при окислении сульфидов железа, могут нейтрализоваться этими минералами. При повышении рН перешедшие в раствор металлы будут осаждаться за счет обменной реакции между раствором и минералами или сорбироваться на образующихся гидроксидах железа. В этом случае орошение целесообразно проводить разбавленным 1-3%-ным раствором серной кислоты.If the content of iron leached in the leached layer is sufficient to ensure the acid reaction of the solutions (5-15%), the leached layer is irrigated with water. With a sulfide content of less than 5% and the presence of a leachable layer of chemically active non-metallic minerals in the substandard ore material, acid salts and free sulfuric acid formed during the oxidation of iron sulfides can be neutralized by these minerals. With an increase in pH, the metals that have transferred to the solution will precipitate due to the exchange reaction between the solution and minerals or be sorbed on the resulting iron hydroxides. In this case, it is advisable to carry out irrigation with a diluted 1-3% solution of sulfuric acid.
Увлажнение участков секций обогащаемого слоя металлсодержащим раствором осуществляют сверху, в результате повышается равномерность содержания ценных металлов в получаемой техногенной руде.Humidification of sections of the sections of the enriched layer with a metal-containing solution is carried out from above, as a result, the uniformity of the content of valuable metals in the resulting technogenic ore increases.
Направление отработанного раствора с выхода конечного или начального участка каждой секции обогащаемого слоя в оборот на активирование выщелачиваемого слоя позволяет снизить потери ценных металлов и ограничить загрязнение окружающей среды от поступления тяжелых металлов с отработанным раствором.The direction of the spent solution from the exit of the final or initial section of each section of the enrichment layer into circulation to activate the leached layer allows to reduce the loss of valuable metals and to limit environmental pollution from the influx of heavy metals with the spent solution.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения согласованности гидродинамических режимов работы выщелачиваемого и обогащаемого слоев сооружения, когда время фильтрации металлсодержащих растворов через секцию обогащаемого слоя с осаждением ценных металлов меньше или равно времени фильтрации выщелачивающего раствора через выщелачиваемый слой. Это позволяет увеличить расход выщелачивающих растворов, повысить интенсивность перевода металлов в раствор и степень извлечения металлов. Частные признаки изобретения также способствуют более равномерному содержанию ценных металлов в получаемой техногенной руде.The above particular features of the invention make it possible to carry out the method in an optimal mode from the point of view of coordination of the hydrodynamic operation modes of the leachable and enriched layers of the structure, when the filtration time of metal-containing solutions through the section of the enrichment layer with the deposition of valuable metals is less than or equal to the filtration time of the leach solution through the leachable layer. This allows you to increase the flow of leaching solutions, to increase the intensity of the transfer of metals into the solution and the degree of extraction of metals. Particular features of the invention also contribute to a more uniform content of valuable metals in the resulting man-made ore.
Для более четкого понимания изобретения на прилагаемых чертежах приведена принципиальная схема способа согласно изобретению, где изображено:For a clearer understanding of the invention in the accompanying drawings is a schematic diagram of a method according to the invention, which shows:
Фиг.1 - схема геотехнологической переработки некондиционного рудного материала без оборота раствора;Figure 1 - diagram of the geotechnological processing of substandard ore material without a solution;
Фиг.2 - разрез по А-А на Фиг.1;Figure 2 is a section along aa in figure 1;
Фиг.3 - схема геотехнологической переработки некондиционного рудного материала с оборотом раствора;Figure 3 - diagram of the geotechnological processing of substandard ore material with a solution turnover;
Фиг.4 - разрез по В-В на Фиг.3.Figure 4 is a section along BB in Figure 3.
Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом (см. Фиг.1-4). В основании сооружения размещают антифильтрационный слой 1 из глины или полиэтиленовой пленки для защиты от попадания металлсодержащих растворов в поверхностные и подземные воды. На антифильтрационный слой 1 укладывают дренажный слой 2, состоящий из дробленых пород, например вскрышных пород песчаной или гравийной крупности, не содержащих химически активных минералов. На дренажном слое 2 размещают выщелачиваемый слой 3 из некондиционного рудного материала, содержащего сульфиды тяжелых металлов, преимущественно хвостов обогащения, некондиционных руд, отвалов бедных руд, шлаков. Присутствующие в рудном материале выщелачиваемого слоя пирротин, пирит, марказит, троилит или их смесь используют в качестве минерала-интенсификатора растворения. Рудный материал с целью улучшения фильтрационных характеристик предварительно классифицируют с удалением мелких классов или обесшламливают, или гранулируют. В выщелачиваемом слое 3 рудный материал укладывают послойно от крупных классов внизу к более мелким классам вверху. Над выщелачиваемым слоем 3 размещено перфорированное приспособление 4, соединенное с накопительной емкостью 5, которая подсоединена к магистральному трубопроводу 6.The method according to the invention is as follows (see Fig.1-4). An
Обогащаемый слой 7 формируют из некондиционного сульфидного рудного материала и химически активного минерала-осадителя, в качестве которого используют слоистые силикаты, карбонаты, активный кремнезем или их смесь. В частном случае минерал-осадитель может содержаться непосредственно в некондиционном сульфидном рудном материале. Для регулирования фильтрационных характеристик перед формированием обогащаемого слоя 7 некондиционный рудный материал и минерал-осадитель подвергают измельчению.The
Обогащаемый слой 7 состоит из ряда расположенных по простиранию обогащаемого слоя независимых секций 8-11, каждая из которых разделена на ряд последовательно размещенных участков 12-15 (на Фиг.1, 3 число секций равно 4, число участков в секции - 4). Каждый участок секций обогащаемого слоя выполнен автономным (см. Фиг.2, 4), снабжен антифильтрационным 16 и дренажным 17 слоями. Участки каждой секции соединены друг с другом последовательно посредством трубопроводов 18, снабженных насосами 19 и запорными вентилями 20. Дренажный слой 2, находящийся под выщелачиваемым слоем 3, сообщен с обогащаемым слоем 7 посредством трубопроводов 21. Над участками увлажняемых секций 8-11 установлены перфорированные приспособления 22, соединенные с трубопроводами 18 и 21.The
После формирования слоев сооружения осуществляют активирование выщелачиваемого слоя 3 путем его периодического орошения выщелачивающим раствором, в качестве которого используют воду или 1-3%-ный раствор серной кислоты. Выщелачивающий раствор в объеме, расходуемом за первый период орошения выщелачиваемого слоя 3, подают из накопительной емкости 5 по перфорированному приспособлению 4. В процессе орошения и фильтрации через выщелачиваемый слой раствор взаимодействует с сульфидными минералами согласно вышеприведенным реакциям (4-10). При этом тяжелые металлы переходят в раствор, который накапливается в дренажном слое 2.After the formation of the layers of the structure, the
Далее металлсодержащий раствор по трубопроводу 21 подают с помощью насоса 19 на увлажнение начального участка 12 первой секции 8 обогащаемого слоя 7. Увлажнение металлсодержащим раствором осуществляют сверху посредством перфорированного приспособления 22. В процессе увлажнения и фильтрации металлсодержащего раствора через обогащаемый слой 7 происходит частичное осаждение ценных металлов согласно вышеприведенным реакциям (11-13). Обедненный раствор накапливается в дренажном слое 17 начального участка 12. По завершении фильтрации обедненный металлсодержащий раствор по трубопроводу 18 подают на увлажнение следующего участка 13 первой секции 8. После завершения фильтрации через участок 13 еще более обедненный металлсодержащий раствор накапливается в дренажном слое 17, откуда его подают на увлажнение участка 14 первой секции. После фильтрации через участок 14 раствор поступает на увлажнение участка 15 первой секции. По завершении фильтрации через участок 15 отработанный раствор, практически не содержащий тяжелых металлов, накапливается в дренажном слое 17. Его повергают контролю на остаточное содержание металлов и направляют на сброс.Next, the metal-containing solution through the
Одновременно с завершением увлажнения начального участка 12 первой секции приступают ко второму периоду орошения выщелачиваемого слоя. Выщелачивающий раствор на орошение подают в таком же объеме, что и за первый период орошения. Образовавшийся в результате фильтрации металлсодержащий раствор подают на начальный участок 23 второй секции 9 обогащаемого слоя 7.Simultaneously with the completion of the wetting of the
По завершении увлажнения начального участка 23 второй секции приступают к третьему периоду орошения выщелачиваемого слоя. Выщелачивающий раствор на орошение подают в таком же объеме. Образовавшийся металлсодержащий раствор подают на начальный участок 24 третьей секции 10 обогащаемого слоя 7.Upon completion of the wetting of the
По завершении увлажнения начального участка 24 третьей секции приступают к четвертому периоду орошения выщелачиваемого слоя. Выщелачивающий раствор на орошение подают в таком же объеме. Образовавшийся металлсодержащий раствор подают на начальный участок 25 четвертой секции 11 обогащаемого слоя 7.Upon completion of the wetting of the
После увлажнения начального участка 25 четвертой секции завершается прямой цикл увлажнения обогащаемого слоя 7. К этому времени должна быть завершена фильтрация раствора через участки 12-15 первой секции 8 обогащаемого слоя 7. Отработанный раствор, практически не содержащий тяжелых металлов, подвергают контролю на остаточное содержание тяжелых металлов и направляют на сброс. Аналогичным образом осуществляют отвод отработанного раствора с выхода секций 9-11 обогащаемого слоя.After wetting the
Одновременно с завершением увлажнения начального участка 25 четвертой секции 11 приступают к пятому периоду орошения выщелачиваемого слоя 3. Выщелачивающий раствор на орошение подают в том же объеме. Тяжелые металлы, аналогично описанному ранее, переводят в раствор, который накапливается в дренажном слое 2 и подается по трубопроводу 21 на увлажнение обогащаемого слоя. Однако теперь раствор подают на конечный участок 15 первой секции 8 обогащаемого слоя 7, то есть начинают обратный цикл увлажнения. Такая же последовательность выполняется при увлажнении участков секций 9-11 обогащаемого слоя.Simultaneously with the completion of the wetting of the
Периоды орошения выщелачиваемого слоя и соответствующие циклы увлажнения обогащаемого слоя повторяют до обеспечения требуемой степени извлечения тяжелых металлов и заданного их содержания в техногенной руде.The periods of irrigation of the leached layer and the corresponding cycles of moistening of the enriched layer are repeated until the required degree of extraction of heavy metals and their predetermined content in technogenic ore are provided.
Для интенсификации процесса окисления сульфидов возможно применение устройства подачи воздуха 26 внутри выщелачиваемого слоя 3.To intensify the process of oxidation of sulfides, it is possible to use an
Возможен вариант осуществления способа с оборотом отработанного раствора с выхода конечного или начального участка секций обогащаемого слоя 7. В этом случае раствор, например, с конечного участка 15 или начального участка 12 секции 8 (см. Фиг.3, 4) по трубопроводу 27 подают в накопительную емкость 5. Поступивший в емкость раствор корректируют и направляют на активирование выщелачиваемого слоя 3.An embodiment of the method is possible with the circulation of the spent solution from the outlet of the final or initial section of the sections of the
В схеме без оборота раствора необходимым условием является обеспечение остаточных концентраций тяжелых металлов в отработанном растворе не выше ПДК.In the scheme without a solution turnover, a necessary condition is to ensure that the residual concentrations of heavy metals in the spent solution are not higher than the MPC.
После накопления ценных металлов полученную техногенную руду направляют на переработку, которую осуществляют известными гидрометаллургическими или пирометаллургическими способами. После завершения полного окисления сульфидов отработанный выщелачиваемый слой может быть использован в строительстве в качестве песка или переработан в строительные материалы.After the accumulation of valuable metals, the resulting technogenic ore is sent for processing, which is carried out by known hydrometallurgical or pyrometallurgical methods. After completion of the complete oxidation of sulfides, the spent leachable layer can be used in construction as sand or processed into building materials.
В результате применения способа интенсифицируется процесс выщелачивания ценных металлов, достигается высокая степень их извлечения и обеспечивается равномерное содержание ценных металлов в получаемой руде.As a result of applying the method, the process of leaching of valuable metals is intensified, a high degree of their extraction is achieved, and a uniform content of valuable metals in the ore is ensured.
Сущность и преимущества заявляемого изобретения могут быть проиллюстрированы следующими примерами.The essence and advantages of the claimed invention can be illustrated by the following examples.
Пример 1. Осуществляют геотехнологическую переработку некондиционного сульфидного рудного материала в виде хвостов обогащения сульфидных никель-кобальтовых руд, содержащих, мас.%: Со - 0,14, Ni - 0,15, Cu - 0,14, из которого формируют выщелачиваемый слой сооружения. В качестве минерала-интенсификатора материал выщелачиваемого слоя содержит 10% пирротина и 2% пирита. Материал выщелачиваемого слоя предварительно обесшламливают с удалением класса - 0,025 мм. После обесшламливания коэффициент фильтрации Kв выщелачиваемого слоя составляет 4 м/сутки. Обогащаемый слой сооружения формируют из некондиционного сульфидного рудного материала в виде хвостов обогащения сульфидных никель-кобальтовых руд, содержащих, мас.%: Со - 0,17, Ni - 0,20, Cu - 0,14. В качестве минерала-осадителя в обогащаемый слой вводят смесь 25% кальцита и 25% активного кремнезема (побочный продукт переработки руд и концентратов). Минералы-осадители предварительно измельчают. Коэффициент фильтрации Ко обогащаемого слоя составляет 0,8 м/сутки.Example 1. Geotechnological processing of substandard sulphide ore material in the form of tailings for sulphide nickel-cobalt ores containing, wt.%: Co - 0.14, Ni - 0.15, Cu - 0.14, from which the leachable layer of the structure is carried out, is carried out. . As a mineral intensifier, the leached layer material contains 10% pyrrhotite and 2% pyrite. The material of the leached layer is preliminarily slurried with the removal of a class of 0.025 mm. After dehumidification, the filtration coefficient K in the leached layer is 4 m / day. The enriched layer of the structure is formed from substandard sulfide ore material in the form of tailings for sulfide nickel-cobalt ores containing, wt.%: Co - 0.17, Ni - 0.20, Cu - 0.14. As a precipitating mineral, a mixture of 25% calcite and 25% active silica (a byproduct of processing ores and concentrates) is introduced into the enrichment layer. Mineral precipitators are pre-crushed. The filtration coefficient K about the enrichment layer is 0.8 m / day.
Определяют число секций N обогащаемого слоя. Исходя из значений коэффициентов фильтрации выщелачиваемого и обогащаемого слоев Кв и Ко и используя соотношение (1), при величине коэффициента пропорциональности а=1,0 получают число секций N=5. Период орошения выщелачиваемого слоя τв задают равным 1,5 суток. Тогда продолжительность фильтрации металлсодержащего раствора через секцию обогащаемого слоя τо согласно формуле (2) при величине коэффициента пропорциональности b=1,0 составит 7,5 суток. Продолжительность фильтрации металлсодержащего раствора через секцию равна продолжительности цикла увлажнения обогащаемого слоя. С учетом величины коэффициента фильтрации выщелачиваемого слоя Кв=4 м/сутки и периода орошения выщелачиваемого слоя τв=1,5 суток, равного также, в общем и целом, продолжительности фильтрации выщелачивающего раствора через выщелачиваемый слой, высота выщелачиваемого слоя составит 4·1,5=6 м. Исходя из полученного значения высоты, формируют выщелачиваемый слой следующих размеров, м: длина 35, ширина 20, высота 6. С учетом величины коэффициента фильтрации обогащаемого слоя Ко=0,8 м/сутки и продолжительности фильтрации металлсодержащего раствора через секцию обогащаемого слоя τо=7,5 суток высота секции обогащаемого слоя составит 0,8·7,5=6 м. Для обеспечения остаточного содержания металлов в отработанном растворе, мг/л: Со - 0,01, Ni - 0,01, Cu - 0,001, достижения оптимальных фильтрационных свойств материала обогащаемого слоя в процессе работы сооружения, а также получения равномерного содержания металлов секции разделяют на 4 одинаковых участка высотой 1,5 м каждый.The number of sections N of the enrichment layer is determined. Based on the filter coefficients values leached and concentrating layers K and K and using the ratio of (1) at a value proportional coefficient a = 1.0 is obtained the number of sections N = 5. The irrigation period of the leached layer τ in set equal to 1.5 days. Then, the duration of the filtration of the metal-containing solution through the enrichment layer section τ о according to formula (2) with the value of the proportionality coefficient b = 1.0 will be 7.5 days. The duration of the filtration of the metal-containing solution through the section is equal to the duration of the wetting cycle of the enrichment layer. Given the magnitude of the coefficient of filtering leached layer K = 4 m / day, and the period τ layer leachable irrigation = 1.5 days, also equal, in general, the duration of the leach solution through filtration leaching layer, the height of leachable layer is 4 x 1 , 5 = 6 m. Based on the obtained height value, a leachable layer of the following sizes is formed, m: length 35,
Определяют объем выщелачивающего раствора за период орошения. Согласно равенствам (3) при значении коэффициента пропорциональности с=0,015 объем выщелачивающего раствора Vp составит 63 м3, а объем обогащаемого слоя Vo при значении коэффициента пропорциональности d=2 составит 157,5 м3. Исходя из полученного значения Vo, формируют участки секций обогащаемого слоя с размерами, м: длина 3,5, ширина 1,5 высота 1,5.The volume of the leach solution during the irrigation period is determined. According to equalities (3), with the value of the coefficient of proportionality c = 0.015, the volume of the leach solution V p will be 63 m 3 , and the volume of the enriched layer V o with the value of the coefficient of proportionality d = 2 will be 157.5 m 3 . Based on the obtained value of V o form sections of sections of the enriched layer with dimensions, m: length 3.5, width 1.5 height 1.5.
В основании сооружения размещают антифильтрационный слой из глины высотой 0,5 м. На антифильтрационный слой укладывают дренажный слой высотой 1,2 м, состоящий из химически инертных дробленых вскрышных пород гравийной крупности. На дренажном слое размещают выщелачиваемый слой с определенными выше размерами, м: 35×20×6. Обогащаемый слой размещают вне выщелачиваемого слоя и выполняют из 5 секций, каждая из которых разделена на 4 одинаковых участка с определенными выше размерами, м: 3,5×1,5×1,5. Обогащаемый слой сообщают с дренажным слоем посредством трубопроводов. Активирование выщелачиваемого слоя осуществляют путем его периодического орошения 1%-ным раствором серной кислоты при объеме раствора 63 м3 и периоде орошения, равном 1,5 суток. Образующиеся при окислении легкорастворимые сульфаты Со, Ni и Cu переходят в раствор, который фильтруется из выщелачиваемого слоя в нижележащий дренажный слой. Полученный металлсодержащий раствор подают на увлажнение секций обогащаемого слоя по прямому и обратному циклам согласно представленному выше описанию осуществления способа. В результате взаимодействия раствора с минералом-осадителем происходит осаждение ценных металлов в обогащаемом слое. Общее число периодов орошения выщелачиваемого слоя составило 100 при числе циклов увлажнения - 20. Продолжительность геотехнологической переработки некондиционного сульфидного рудного материала согласно изобретению равна 157,5 суток. За это время извлечение металлов из выщелачиваемого слоя в раствор составило, %: Со - 56, Ni - 53, Cu - 60. Содержание ценных металлов в техногенной руде обогащаемого слоя составило, мас.%: Со - 2,41, Ni - 2,45, Cu - 2,57. Извлечение металлов в обогащаемый слой составило, %: Со - 99,9, Ni - 99,9, Cu - 99,9. Их содержание в техногенной руде возросло по отношению к исходному содержанию в некондиционном рудном материале соответственно: в 28,4, 24,5 и 36,7 раз. Отклонения состава техногенной руды от среднего по участкам не превышают 2%. Полученную руду направляют далее на переработку известным способом. Отработанный раствор на выходе секций обогащаемого слоя имеет среднее остаточное содержание металлов, мг/л: Со - 0,009, Ni - 0,009, Cu - 0,001, что ниже ПДК. Отработанный раствор направляют на сброс.An anti-filtration layer of clay 0.5 m high is placed at the base of the structure. A drainage layer 1.2 m high, consisting of chemically inert crushed overburden gravel rocks, is laid on the antifiltration layer. A leachable layer with the dimensions defined above, m, is placed on the drainage layer, m: 35 × 20 × 6. The enrichment layer is placed outside the leachable layer and is made of 5 sections, each of which is divided into 4 identical sections with the dimensions defined above, m: 3.5 × 1.5 × 1.5. The enrichment layer is communicated with the drainage layer through pipelines. The leach layer is activated by periodically irrigating it with a 1% solution of sulfuric acid with a solution volume of 63 m 3 and an irrigation period of 1.5 days. The readily soluble sulfates of Co, Ni, and Cu formed during oxidation pass into a solution that is filtered from the leach layer into the underlying drainage layer. The resulting metal-containing solution is fed to the wetting sections of the enrichment layer in direct and reverse cycles according to the above description of the implementation of the method. As a result of the interaction of the solution with the precipitating mineral, valuable metals are deposited in the enrichment layer. The total number of periods of irrigation of the leached layer was 100 with the number of wetting cycles being 20. The duration of the geotechnological processing of substandard sulfide ore material according to the invention is 157.5 days. During this time, the extraction of metals from the leached layer into the solution was,%: Co - 56, Ni - 53, Cu - 60. The content of valuable metals in the technogenic ore of the enriched layer was, wt.%: Co - 2.41, Ni - 2, 45, Cu - 2.57. Extraction of metals into the enrichment layer was,%: Co - 99.9, Ni - 99.9, Cu - 99.9. Their content in technogenic ore has increased in relation to the initial content in substandard ore material, respectively: by 28.4, 24.5 and 36.7 times. Deviations in the composition of technogenic ore from the average in areas do not exceed 2%. The resulting ore is then sent for processing in a known manner. The spent solution at the outlet of the sections of the enrichment layer has an average residual metal content, mg / l: Co - 0.009, Ni - 0.009, Cu - 0.001, which is lower than the MPC. The spent solution is sent to discharge.
Пример 2. Осуществляют геотехнологическую переработку некондиционного сульфидного рудного материала в виде забалансовой медно-никелевой руды, содержащей, мас.%: Ni - 0,25, Cu - 0,09, Со - 0,012, из которого формируют выщелачиваемый слой сооружения. В качестве минерала-интенсификатора материал выщелачиваемого слоя содержит 4% пирротина, в том числе 0,02% троилита. Измельченный до крупности - 50+0,1 мм материал предварительно классифицируют и укладывают послойно от крупных классов к более мелким. Коэффициент фильтрации выщелачиваемого слоя составил 8 м/сутки. Обогащаемый слой формируют из некондиционного сульфидного рудного материала в виде хвостов 1-й перечистной операции обогащения медно-никелевых руд, содержащих, мас.%: Ni - 0,2, Cu - 0,09, Со - 0,012. В качестве минерала-осадителя в обогащаемом слое содержится 60% серпентина и 5% кальцита. Коэффициент фильтрации обогащаемого слоя составил 1,6 м/сутки. Определяют число секций N обогащаемого слоя. Исходя из значений коэффициентов фильтрации выщелачиваемого и обогащаемого слоев Kв и Kо и используя соотношение (1), при величине коэффициента пропорциональности а=0,83 получают N=4. Период орошения выщелачиваемого слоя τв задают равным 1 суткам. Тогда продолжительность фильтрации металлсодержащего раствора через секцию обогащаемого слоя τо согласно формуле (2) при величине коэффициента пропорциональности b=0,8 составит 3,2 суток. С учетом величины коэффициента фильтрации выщелачиваемого слоя Kв=8 м/сутки и периода орошения выщелачиваемого слоя τв=1 сутки высота выщелачиваемого слоя составит 8·1=8 м. Исходя из полученного значения высоты, формируют выщелачиваемый слой следующих размеров, м: длина 22,5, ширина 20, высота 8. С учетом величины коэффициента фильтрации обогащаемого слоя Kо=1,6 м/сутки и продолжительности фильтрации металлсодержащего раствора через секцию обогащаемого слоя τо=3,2 суток высота секции обогащаемого слоя составит 1,6·3,2=5,12 м. Для обеспечения остаточного содержания металлов в отработанном растворе, мг/л: Ni - 0,1, Cu - 0,1, Со - 0,1, достижения оптимальных фильтрационных свойств материала обогащаемого слоя в процессе работы сооружения, а также получения равномерного содержания металлов секции разделяют на 3 одинаковых участка высотой 1,71 м каждый.Example 2. A geotechnological processing of substandard sulfide ore material is carried out in the form of off-balance copper-nickel ore, containing, wt.%: Ni - 0.25, Cu - 0.09, Co - 0.012, from which the leached layer of the structure is formed. As a mineral intensifier, the material of the leached layer contains 4% pyrrhotite, including 0.02% troilite. The material crushed to a particle size of 50 + 0.1 mm is pre-classified and laid in layers from large classes to smaller ones. The leachate filtration coefficient was 8 m / day. The enrichment layer is formed from substandard sulfide ore material in the form of tails of the 1st peat processing enrichment of copper-nickel ores containing, wt.%: Ni - 0.2, Cu - 0.09, Co - 0.012. The enrichment layer contains 60% serpentine and 5% calcite as a precipitating mineral. The filtration coefficient of the enrichment layer was 1.6 m / day. The number of sections N of the enrichment layer is determined. Based on the values of the filtration coefficients of the leached and enriched layers K in and K о and using relation (1), with the value of the proportionality coefficient a = 0.83, N = 4 is obtained. The irrigation period of the leached layer τ in set equal to 1 day. Then, the duration of the filtration of the metal-containing solution through the enrichment layer section τ о according to formula (2) with the value of the proportionality coefficient b = 0.8 is 3.2 days. Given the magnitude of the hydraulic conductivity leached layer K a = 8 m / day and the period of leachable layer τ irrigation = 1 day height leached layer is 8 × 1 = 8 m From the obtained values of height, formed leachable layer following dimensions. M: length 22.5,
Определяют объем выщелачивающего раствора за период орошения. Согласно равенствам (3) при значении коэффициента пропорциональности с=0,025, объем выщелачивающего раствора Vp составит 90 м3, а объем обогащаемого слоя Vo при значении коэффициента пропорциональности d=8 составит 67,5 м3. Исходя из полученного значения Vo, формируют участки секций обогащаемого слоя с размерами, м: длина 2,74, ширина 1,2, высота 1,71.The volume of the leach solution during the irrigation period is determined. According to equalities (3) with the value of the coefficient of proportionality c = 0.025, the volume of the leach solution V p will be 90 m 3 , and the volume of the enriched layer V o with the value of the coefficient of proportionality d = 8 will be 67.5 m 3 . Based on the obtained value of V o form sections of sections of the enriched layer with dimensions, m: length 2.74, width 1.2, height 1.71.
В основании сооружения размещают антифильтрационный слой из полиэтиленовой пленки толщиной 3 мм. На антифильтрационный слой укладывают дренажный слой высотой 1 м, состоящий из химически инертных дробленых вскрышных пород песчаной крупности. На дренажном слое размещают выщелачиваемый слой с определенными выше размерами, м: 22,5×20×8. Обогащаемый слой размещают вне выщелачиваемого слоя и выполняют из 6 секций, каждая из которых разделена на 3 одинаковых участка с определенными выше размерами, м: 2,74×1,2×1,71. Обогащаемый слой сообщают с дренажным слоем посредством трубопроводов. Активирование выщелачиваемого слоя осуществляют путем его периодического орошения 3%-ным раствором серной кислоты при объеме раствора 90 м3 и периоде орошения, равном 1 суткам. Образующиеся при окислении легкорастворимые сульфаты Ni, Cu и Со переходят в раствор, который фильтруется из выщелачиваемого слоя в нижележащий дренажный слой. Полученный металлсодержащий раствор подают на увлажнение секций обогащаемого слоя по прямому и обратному циклам согласно представленному выше описанию осуществления способа. В результате взаимодействия раствора с минералом-осадителем происходит осаждение ценных металлов в обогащаемом слое. Общее число периодов орошения выщелачиваемого слоя составило 88 при числе циклов увлажнения - 22. Продолжительность геотехнологической переработки некондиционного сульфидного рудного материала согласно изобретению равна 91,2 суток. За это время извлечение металлов из выщелачиваемого слоя в раствор составило, %: Ni - 65, Cu - 74, Со - 65. Содержание ценных металлов в техногенной руде составило, мас.%: Ni - 9,63, Cu - 3,94, Со - 0,46. Извлечение металлов в обогащаемый слой составило, %: Ni - 99,0, Cu - 99,4, Со - 99,1. Их содержание в техногенной руде возросло по отношению к исходному содержанию в некондиционном рудном материале соответственно: в 48,1, 43,7 и 38,3 раз. Отклонения состава техногенной руды от среднего по участкам не превышают 6%. Полученную техногенную руду направляют далее на переработку известным способом. Отработанный раствор на выходе секций обогащаемого слоя имеет среднее остаточное содержание металлов, мг/л: Ni - 0,1, Cu - 0,07, Со - 0,04. Отработанный раствор направляют в начало процесса на активирование выщелачиваемого слоя.An anti-filtration layer of 3 mm thick plastic film is placed at the base of the structure. A drainage layer 1 m high, consisting of chemically inert crushed overburden sandy rocks, is laid on the antifiltration layer. A leachable layer with the dimensions defined above, m, is placed on the drainage layer, m: 22.5 × 20 × 8. The enriched layer is placed outside the leachable layer and is made of 6 sections, each of which is divided into 3 identical sections with the dimensions defined above, m: 2.74 × 1.2 × 1.71. The enrichment layer is communicated with the drainage layer through pipelines. The leach layer is activated by periodically irrigating it with a 3% solution of sulfuric acid with a solution volume of 90 m 3 and an irrigation period of 1 day. The readily soluble sulfates of Ni, Cu, and Co formed during oxidation pass into the solution, which is filtered from the leach layer into the underlying drainage layer. The resulting metal-containing solution is fed to the wetting sections of the enrichment layer in direct and reverse cycles according to the above description of the implementation of the method. As a result of the interaction of the solution with the precipitating mineral, valuable metals are deposited in the enrichment layer. The total number of periods of irrigation of the leached layer was 88 with the number of wetting cycles is 22. The duration of the geotechnological processing of substandard sulfide ore material according to the invention is 91.2 days. During this time, the extraction of metals from the leached layer into the solution amounted to,%: Ni - 65, Cu - 74, Co - 65. The content of valuable metals in man-made ore was, wt.%: Ni - 9.63, Cu - 3.94, Co - 0.46. Extraction of metals into the enrichment layer was,%: Ni - 99.0, Cu - 99.4, Co - 99.1. Their content in technogenic ore increased in relation to the initial content in substandard ore material, respectively: 48.1, 43.7 and 38.3 times. Deviations in the composition of technogenic ore from the average for the sites do not exceed 6%. The obtained technogenic ore is then sent for processing in a known manner. The spent solution at the outlet of the sections of the enrichment layer has an average residual metal content, mg / l: Ni - 0.1, Cu - 0.07, Co - 0.04. The spent solution is sent to the beginning of the process to activate the leached layer.
В результате применения способа достигается более высокая интенсивность процесса выщелачивания и обеспечивается равномерное содержание металлов в получаемой руде: отклонение состава техногенной руды от среднего по участкам составляет 2-6%. Степень извлечения ценных металлов из выщелачиваемого слоя в раствор составляет 53-74%, а в обогащаемый слой - 99,0-99,9%. В переработку вовлекаются экологически опасные техногенные продукты с доизвлечением из них ценных металлов при одновременном снижении нагрузки на окружающую среду.As a result of the application of the method, a higher intensity of the leaching process is achieved and a uniform metal content in the obtained ore is ensured: the deviation of the technogenic ore composition from the average in the sections is 2-6%. The degree of extraction of valuable metals from the leached layer into the solution is 53-74%, and into the enrichment layer is 99.0-99.9%. Ecologically hazardous technogenic products are involved in the processing with the extraction of valuable metals from them while reducing the load on the environment.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107962/03A RU2338063C1 (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Method of geotechnology treatment for sulphide ore cull, containing heavy metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107962/03A RU2338063C1 (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Method of geotechnology treatment for sulphide ore cull, containing heavy metals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2338063C1 true RU2338063C1 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=40230333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007107962/03A RU2338063C1 (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Method of geotechnology treatment for sulphide ore cull, containing heavy metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2338063C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502869C2 (en) * | 2012-03-05 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской академии наук (ИППЭС КНЦ РАН) | Geotechnological processing method of non-conditioned sulphide ore material containing non-ferrous metals and iron |
-
2007
- 2007-03-02 RU RU2007107962/03A patent/RU2338063C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502869C2 (en) * | 2012-03-05 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской академии наук (ИППЭС КНЦ РАН) | Geotechnological processing method of non-conditioned sulphide ore material containing non-ferrous metals and iron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2011200703B2 (en) | Method for Leaching of a Copper-containing Ore | |
| CA2568670C (en) | Process for extraction of nickel, cobalt, and other base metals from laterite ores by using heap leaching and product containing nickel, cobalt, and other metals from laterite ores | |
| US5316751A (en) | Methods for mine tailing clean-up using recovery technologies | |
| KR102198415B1 (en) | Heap leaching of copper | |
| RU2461637C1 (en) | Method of processing industrial mineral stock to extract valuable and/or toxic components | |
| WO2004079840A2 (en) | Three-dimensional flow-through electrode and electrochemical cell | |
| CN103392016B (en) | Utilize the method for organic uncontamination leaching agent replacement sulfur Ore Leaching cupric oxide | |
| Hedjazi et al. | Industrial application of ammonia-assisted cyanide leaching for copper-gold ores | |
| CN107208176B (en) | Heap leaching process | |
| Chen et al. | Implementation and practice of an integrated process to recover copper from low grade ore at Zijinshan mine | |
| Du Plessis et al. | Lime use in gold processing–A review | |
| Sceresini | Gold-copper ores | |
| US7435405B2 (en) | Anti-oxidation method for sulfide minerals in sulfide ore | |
| Shadrunova et al. | A process for advanced recycling of water originating from mining operations, with metal recovery | |
| Sceresini et al. | Gold-copper ores | |
| US4904358A (en) | Gold and silver recovery processes by electrolytic generation of active bromine | |
| RU2338063C1 (en) | Method of geotechnology treatment for sulphide ore cull, containing heavy metals | |
| EP3715481A1 (en) | Method for extracting base and precious metals by a pre-treatment that leads to solubilisation of the refractory matrices thereof | |
| RU2502869C2 (en) | Geotechnological processing method of non-conditioned sulphide ore material containing non-ferrous metals and iron | |
| CN102251108B (en) | Pre-treatment method for biological heap leaching of high-alkaline sulfide ore | |
| Estay et al. | Design, development and challenges of the SART process | |
| RU2322580C1 (en) | Method for complex enrichment and additional recovery of metals in dump | |
| RU2274743C1 (en) | Method for geotechnological substandard heavy metal sulfide containing ore material treatment | |
| Lakshmanan et al. | Gold and silver extraction | |
| Mwase | An investigation of cyanide-based heap leaching for extracting precious metals from Platreef ore |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130303 |