RU2600229C2 - Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения - Google Patents
Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600229C2 RU2600229C2 RU2015130935/03A RU2015130935A RU2600229C2 RU 2600229 C2 RU2600229 C2 RU 2600229C2 RU 2015130935/03 A RU2015130935/03 A RU 2015130935/03A RU 2015130935 A RU2015130935 A RU 2015130935A RU 2600229 C2 RU2600229 C2 RU 2600229C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- injection
- mineral
- mining
- leaching agent
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 85
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 7
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 claims description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract description 2
- 206010013647 Drowning Diseases 0.000 abstract 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 5
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYAXJSIVAVEVHF-RYIFMDQWSA-N [(8r,9s,13s,14s,17s)-17-(cyclohexen-1-yloxy)-13-methyl-6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-decahydrocyclopenta[a]phenanthren-3-yl] propanoate Chemical compound O([C@@H]1[C@@]2(C)CC[C@@H]3C4=CC=C(C=C4CC[C@H]3[C@@H]2CC1)OC(=O)CC)C1=CCCCC1 VYAXJSIVAVEVHF-RYIFMDQWSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 2
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000003895 groundwater pollution Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/28—Dissolving minerals other than hydrocarbons, e.g. by an alkaline or acid leaching agent
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области горного дела, к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, в частности методом подземного выщелачивания. Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения заключается в том, что участок месторождения, подлежащий разработке, разбуривают технологическими скважинами по определенной сетке, скважины подготавливают к добыче полезного ископаемого, затем через устья закачных скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего из выдачных скважин отбирают с использованием напора водоносного горизонта продуктивный раствор. Закачку выщелачивающего агента и выдачу продуктивного раствора осуществляют посредством использования потенциальной энергии, аккумулированной в газовом объеме, а именно в емкости со сжатым газом на устье закачной скважины и в вакуумированной емкости на устье выдачной скважины. Закачку концентрированного выщелачивающего агента в пласт полезного ископаемого производят выше по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока. Пропускание разбавленного до эффективной концентрации выщелачивающего агента через определенную толщу пласта полезного ископаемого в латеральном простирании осуществляют в гомогенном виде совместно с обводняющим пласт потоком в направлении его течения и с характерной для него естественной скоростью фильтрации. Сбор и выдачу на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора производят ниже по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока с использованием напора данного водоносного горизонта. Технический результат - повышение эффективности выщелачивания и экологичности процесса подземного выщелачивания. 24 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Изобретение относится к области горного дела, к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, в частности, методом подземного выщелачивания (ПВ). С позиций физико-химической геотехнологии ПВ может применяться при освоении: месторождений в сильно обводненных и неустойчивых осадочных породах; руд зон окисления сульфидных месторождений; забалансовых участков; глубокозалегающих залежей с бедной рудой; отвалов и хвостозранилищ (Порцевский А.К., Катков Г.А. Геотехнология (физико-химическая). - М.: МГОУ, 2004. - С.20).
Методы ПВ получили развитие при организации процессов добычи урана, золота и меди (см., например, Арене В.Ж. Физико-химическая геотехнология. - М.: Изд. МГГУ, 2001. - 656 С; Подземное выщелачивание полиэлементных руд / Под ред. Н.П. Лаверова. - М.: Изд. АГН, 1998. - 446 с.; Толстов Е.А. Физико-химическая геотехнолгия освоения месторождений урана и золота в Кызылкумском районе. - М.: Изд. МГГУ, 1999. - 314 с.).
Железорудное сырье имеет более низкую рыночную стоимость, чем стоимость урансодержащего, золотосодержащего или медьсодержащего минерального сырья. Однако, существуют варианты рентабельной добычи железа методом ПВ и из такого сырья. Технологические реализации этих вариантов представлены, например, в таких источниках информации как Вогман Д.А. Железорудная база и геотехнологические методы добычи / Тез. докл. 11-й Всесоюзн. конф. по геотехнологическим методам добычи. - М., 1976. - С. 39-42; а.с. СССР SV1218082. Способ подземного выщелачивания железосодержащих руд / Авт.: В.П. Небера, И.Г. Абдульманов, К.И. Мусейнов. - Опубл. 15.03.1986; Вогман Д.А., Иванов C.B., Коробков Ю.И. Подземное выщелачивание железа из недр / Семинар №19 МГГУ «Перспективы развития физико-химических способов добычи полезных ископаемых // http://science.msmu.ru.
Известный способ-аналог по SU 1218082 включает вскрытие скважинами обводненной железорудной залежи, подачу в технологические скважины сернистого газа одновременно с насыщенной кислородом воды, образующие серную кислоту в качестве выщелачивающего реагента, сбор и транспортировку продуктивных растворов, кислотность которых поддерживается в диапазоне ph=1,5-2,5. Недостатками этого технического решения является необходимость на месте добычи железа иметь три компонента для получения выщелачивающего реагента, эффективность и качество смешивания которых зависят от температуры и давления.
Известны и другие способы-аналоги освоения обводненного железорудного месторождения методом ПВ, например, по а.с. №1320418, а.с. №1234598, заявке RU 2001122130. Особенностью способа по а.с. №1320418 является использование подземного источника воды для добычи твердого полезного ископаемого при основном условии реализации этого способа - наличии над пластом полезного ископаемого мощного водоносного горизонта. Отличительная особенность способа по а.с. №1234598 заключается в том, что в пределах контура рудного тела осуществляют регулирование напора подземных вод путем подачи или отбора воды из водоносных горизонтов через вспомогательные скважины. Недостатком этих двух способов-аналогов является весьма сложная и дорогостоящая технологическая реализация. Наиболее близким способом-аналогом может быть признано техническое решение по RU 2001122130, выбираемое за прототип.
Способ-прототип добычи твердого полезного ископаемого выщелачиванием заключается в том, участок месторождения, подлежащий разработке, разбуривают технологическими скважинами по определенной сетке, скважины подготавливают к добыче полезного ископаемого, затем через устья скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего из выдачных скважин отбирают продуктивные растворы.
По первому варианту реализации способа-прототипа нагнетательными скважинами вскрывают нижезалегаемый напорный водоносный горизонт, а выдачные скважины проходят до кровли пласта полезного ископаемого, после этого все скважины крепят обсадными трубами и цементируют затрубное пространство, затем выдачные скважины углубляют до подошвы пласта полезного ископаемого и оборудуют фильтрами, а в водоподающих скважинах, в интервале залегания пласта полезного ископаемого, перфорируют обсадную колонну и зацементированное затрубное пространство, затем через устья всех технологических скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего в водоподающих скважинах, в интервале напорного водоносного горизонта, перфорируют обсадную колонну и зацементированное затрубное пространство и заглушивают устья фонтанирующих водоподающих скважин, а из выдачных скважин производят отбор продуктивных растворов.
По второму варианту реализации способа-прототипа выдачные и водоподающие скважины проходят до кровли пласта полезного ископаемого, скважины крепят обсадными трубами, а затрубное пространство цементируют, затем скважины оборудуют фильтрами, через устья всех технологических скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего в водоподающих скважинах в интервале вышезалегающего напорного водоносного горизонта перфорируют обсадную и зацементированное затрубное пространство и заглушивают устья фонтанирующих водоподающих скважин, а из выдачных скважин производят отбор продуктивных растворов.
По третьему варианту реализации способа-прототипа при добыче твердого полезного ископаемого по любой из двух вышеупомянутых последовательностей действий, скорость фильтрации выщелачивающего агента через пласт полезного ископаемого и вытеснения из него к выдачным скважинам продуктивных растворов регулируют путем дозированного отбора воды из фонтанирующих водоподающих скважин или закачки в них воды из наземных источников.
Недостатком прототипа является необходимость бурения и обустройства скважин, подающих в пласт полезного ископаемого воду из ниже- или вышезалегающего напорного водоносного горизонта. Повышенные в этой связи капитальные и эксплуатационные затраты, например, при освоении обводненного глубокозалегающего железорудного месторождения, увеличивают себестоимость получаемых продуктивных растворов.
Поставлена задача - упростить геотехнологическое освоение обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения и удешевить получаемый промежуточный продукт в качестве исходного сырья для гидрометаллургического получения из него чистого железа.
Поставленная задача решена посредством сообразного использования физических свойств потока подземной воды, обводняющей продуктивный пласт, столбов жидкости в технологических скважинах, объемов сжатого и разреженного газа, нагретого и охлажденного атмосферного воздуха, солнечной и ветровой энергии.
Существо технического решения изложено в следующих пунктах формулы изобретения.
1. Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения, заключающийся в том, что участок месторождения, подлежащий разработке, разбуривают технологическими скважинами по определенной сетке, скважины подготавливают к добыче полезного ископаемого, затем через устья закачных скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего из выдачных скважин отбирают с использованием напора водоносного горизонта продуктивный раствор, отличающийся тем, что закачку выщелачивающего агента и выдачу продуктивного раствора осуществляют посредством использования потенциальной энергии, аккумулированной в газовом объеме, а именно, в емкости со сжатым газом на устье закачной скважины и в вакуумированной емкости на устье выдачной скважины, при этом закачку концентрированного выщелачивающего агента в пласт полезного ископаемого производят выше по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока, пропускание разбавленного до эффективной концентрации выщелачивающего агента через определенную толщу пласта полезного ископаемого в латеральном простирании осуществляют в гомогенном виде совместно с обводняющим пласт потоком в направлении его течения и с характерной для него естественной скорости фильтрации, а сбор и выдачу на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора производят ниже по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока с использованием напора данного водоносного горизонта.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сетку технологических скважин образуют перемежающиеся параллельные ряды закачных и выдачных скважин, пробуренные вкрест направления течения обводняющего пласт полезного ископаемого потока.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что межрядные расстояния выбираются исходя из гидродинамических характеристик потока, обводняющего данный отрабатываемый участок пласта полезного ископаемого в конкретном месте его латерального простирания, учитывая, в первую очередь, фильтрационные параметры, гидродинамический градиент, гидравлический уклон, определяющие расстояние, на котором закачиваемый концентрированный выщелачивающий агент достигает разбавления до величины эффективной концентрации.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что межскважинные расстояния в ряду закачных скважин выбирают исходя из коэффициента фильтрации и гидродинамического градиента потока, обводняющего пласт полезного ископаемого вкрест направления его течения.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что межскважинное расстояние в ряду выдачных скважин выбирают исходя из обеспечения возможности перехвата всего ареала распространения готового продуктивного раствора, его напора и приемистости скважин.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подготовку закачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем герметичного присоединения к устью каждой скважины емкости с выщелачивающим агентом, находящимся под давлением сжатого газа, при этом емкость оснащена запорно-регулирующей арматурой для подачи внутрь жидкого агента и рабочего газа, а также для закачки агента в пласт полезного ископаемого.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подготовку выдачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем герметичного присоединения к устью каждой скважины вакуумированной емкости, оснащенной запорно-регулирующей аппаратурой для вакуумирования и засасывания продуктивного раствора из пласта полезного ископаемого.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве выщелачивающего агента применяют концентрированную соляную кислоту.
9. Способ по пп. 1, 8, отличающийся тем, что разбавление концентрированной соляной кислоты водой напорного горизонта производят до величины эффективной концентрации 15-20%, обеспечивающий оптимальное растворение бурожелезняковых руд оолитового строения.
10. Способ по пп. 1, 8, 9, отличающийся тем, что выданный на дневную поверхность продуктивный раствор хлористого железа подвергают сгущению на месте его добычи.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в зимнее время сгущение хлористого железа производят вымораживанием.
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в летнее время сгущение хлористого железа производят выветриванием с нагревом.
13. Способ по пп. 1, 11, 12, отличающийся тем, что сгущенное хлористое железо выпаривают до сухого остатка на добычном участке.
14. Способ по пп. 1, 11-13, отличающийся тем, что посредством продувки сухого хлористого железа газообразным водородом получают товарный продукт в виде порошка железа на добычном участке.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что получаемая в процессе восстановления железа соляная кислота возвращается в геотехнологический процесс в качестве выщелачивающего агента.
16. Способ по пп. 2-5, отличающийся тем, что разбуривают универсальную сетку технологических скважин с постоянными межрядовыми и межскважинными расстояниями и при обработке добычного участка ряды закачных и выдачных скважин поочередно меняют свое функциональное назначение с соответствующим переоборудованием устьев скважин закачными и отсасывающими емкостями.
17. Способ по пп. 1, 6, отличающийся тем, что в закачной емкости со сжатым газом, герметично соединенной устьем закачной скважины, создают противодавление напору воды обводняющей пласт полезного ископаемого, величина которого, с учетом гидростатического давления столба жидкого выщелачивающего агента в закачной скважине, достаточна для обеспечения режима диффузной инжекции концентрированного агента в отрабатываемый межрядный участок пласта бурожелезняковых руд оолитового строения.
18. Способ по пп. 1, 7, отличающийся тем, что в отсасывающей вакуумированной емкости, герметично соединенной с устьем выдачной скважины, создают разрежение, достаточное для постоянного поддерживания самоизлива продуктивного раствора под напором воды обводняющей пласт полезного ископаемого.
19. Способ по пп. 1, 7, 18, отличающийся тем, что создают разрежение, достаточное для обеспечения газлифтного режима подъема продуктивного раствора по выдачной скважине.
20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжатого газа используют атмосферный воздух.
21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжатого газа используют водород.
22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжатого газа используют кислород.
23. Способ по пп. 13, 21, 22, отличающийся тем, что сжигают водород и кислород, а полученное тепло используют для нагрева сгущенного продуктивного раствора при его выпаривании.
24. Способ по пп. 21, 22, отличающийся тем, что водород и кислород получают непосредственно на месторождении из местной подготовленной пресной воды.
25. Способ по п. 14, отличающийся тем, что полученный на месторождении товарный продукт в виде химически чистого порошка железа герметично упаковывают в прочной таре, удобной для переноса и транспортировки.
Описание способа геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения целесообразно сделать на примере конкретного геологического объекта, планируемого к освоению. В качестве такового может быть рассмотрено Бакчарское проявление железных руд в Томской области, входящее в состав Западно-Сибирского железорудного бассейна (Фиг. 1).
Бакчарское проявление является составной частью Бакчарского рудного узла, расположенного в Бакчарском административном районе в 200 км к западу от г. Томска. Площадь месторождения 1200 км2. Проявление открыто в 1957 г. Прогнозные ресурсы проявления различными исследованиями оцениваются от 18,3 млрд т [Западно-Сибирский железнорудный, 1964; Горюхин и др., 2000] до 28 млрд т по категориям Р1+Р2 [Геология…, 2000]. По оценке Е.В. Черняева [Черняев и др., 1997 ф] прогнозные ресурсы составляют 28,6 млрд т по категории P1 при среднем содержании Fe 34,12% и по категории Р2 - 23,6 млрд т.
Рудное тело Бакчарского проявления сложено бакчарским, колпашевским и нарымским горизонтам, достигающими совокупной мощности до 50 м, в составе которых имеются крепкие сцементированные руды и так называемая «рудная сыпучка». По данным Томской геологоразведочной экспедиции [Никонов и др., 2006] мощность «рудной сыпучки» бакчарского горизонта - 6,8 м, колпашевского - 8,5 м; общая мощность сыпучей бурожелезняково оолитовой руды составляет 15,3 м; в нарымском горизонте сыпучие руды отсутствуют (Фиг. 2). Эти рыхлые оолитовые гетитгидрогетитовые руды, в первую очередь, пригодны для применения таких геотехнологических методов как скважинная гидродобыча (СГД) и ПВ.
Минприроды России в период 2004-2014 гг. проводило геологоразведочные работы на Бакчарском проявлении, в том числе и с целью выявления возможности использования геотехнологий при его освоении [Тепляков и др., 2005; Лунев и др., 2009; Лунев и др., 2001; Тепляков и др., 2001].
Другой геотехнологической особенностью, кроме наличия «рудной сыпучки», является обводненность Бакчарского проявления. По сложности геолого-гидрологических и горно-геологических условий участок недр проявления относится ко 2-ой группе сложности (классификация запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технических и минеральных подземных вод).
Гидрогеологические условия Бакчарского железорудного проявления могут быть представлены на основе материалов региональной оценки ресурсов пресных и маломинерализованных подземных вод южной части Западно-Сибирского артезианского бассейна и результатов гидрогеологических исследований для организации централизованного водоснабжения населенных пунктов южных районов Томской области.
Характерной особенностью залегания железорудных горизонтов проявления и их обводнения является согласованное падение горизонтов с ЮЮЗ на ССВ и направление грунтового потока по Аз=18° (Фиг. 3).
В региональном плане гидрогеологический разрез характеризуется двухэтажным строением, объединяющим две гидродинамические зоны: интенсивного и замедленного водообмена. Максимальная мощность зоны активного водообмена контролируется глубиной вреза гидрографической сети. При залегании рудной толщи на глубинах близких к 200 м, участок проявления, планируемый к первоочередной отработке, попадает в пределы нижней части активного водообмена. Гидрогеологический разрез характеризуется наличием нескольких выдержанных в плане и в разрезе мощных водоносных горизонтов, часть из которых используется для организации централизованного водоснабжения населенных пунктов. Подземные воды этих горизонтов являются частью единой гидродинамической системы Западно-Сибирского артезианского бассейна.
Для данного технического решения интерес представляет четвертый водоносный горизонт, приуроченный к отложениям ганькинской свиты (K2gn). Он образован обводненными песками и обладает большим гидростатическим напором и без разделяющего водоупора переходит непосредственно в железорудную толщу, обладающую пониженными фильтрационными параметрами. Воды ганькинской свиты пресные.
По данным источника «Гидрогеология СССР, т. XVI, Западно-Сибирская равнина» [Булыгин и др., 1970] воды рудной толщи имеют напор 160-200 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубине от -6 м ниже поверхности земли до +4,5 м выше ее. Дебиты скважин составляют 9,5-4,8 л/сек, удельные дебиты 0,95 л/сек·м. Коэффициенты фильтрации по лабораторным данным 1,64 м/сут, по данным откачки из скважин 1,56 м/сут.
Другой характерной особенностью рассматриваемого геологического объекта является его расположенность в труднодоступной таежно-болотистой местности в зоне крупнейшего в мире Васюганского болота, в условиях отсутствия развитой транспортно-энергетической инфраструктуры малозаселенной территории. Из опыта освоения нефтегазовых месторождений Томской области (60-е - 90-е годы) известно, что доставка грузов на месторождения возможна с середины ноября по февраль по зимникам, два месяца весной по половодью и круглогодично вертолетами. Это обстоятельство существенно удорожает освоение месторождений, практически, строительство одного километра дороги, ЛЭП, трубопровода обходилось стоимостью не менее одного миллиона долларов США (в ценах тех лет). Еще дороже обходится доставка грузов по воздуху.
Таким образом, громадные запасы бакчарских бурых железняков, до трети объема которых находится в рыхлом, слабосвязанном состоянии, обводненных напорным потоком, и необходимость минимизации транспортно-энергетических затрат инициирует применение автономного ПВ с получением товарного продукта непосредственно на добычном участке месторождения.
Сетку технологических скважин с ячейкой D×d (Фиг. 4) ориентируют вдоль направления течения потока 1, обводняющего пласт «рудной сыпучки». При этом сетку образуют перемежающиеся параллельные ряды 1-7 закачных 2 и выдачных 3 скважин, пробуренных вкрест направления течения 1. Параметры ячейки D - межрядное расстояние и d - межскважинное расстояние выбираются исходя из гидродинамических условий поведения флюидов в пласте «рудной сыпучки» с целью обеспечения оптимальных условий взаимодействия скважин 2 и 3 в межрядном промежутке и закачных скважин 2 в межскважинных промежутках а-ж, а также выдачных скважин 3 в межскважинных промежутках а-ж.
В зависимости от производительности переработки продуктивных растворов на добычном участке сетка технологических скважин может эксплуатироваться по параллельной или по последовательной схемам. При параллельной (интенсивной) схеме добычи отрабатываются сначала межрядные интервалы D12, D34, D56, а затем D23, D45, D67. При последовательной (экстенсивной) схеме добычи по порядку отрабатываются межрядные интервалы D12, D23, D34, D45, D56 и D67. Следует отметить, что в этих схемах происходит попеременное чередование функционального назначения технологических скважин, из закачных они становятся выдачными и наоборот.
Схема взаимодействующих геотехнологических скважин в пласте бурожелезняковых руд оолитового строения («рудной сыпучки») представлена на Фиг. 5, где 4 - ареал распространения рабочего флюида (выщелачивающего агента, смеси агента с продуктивным раствором, продуктивного раствора); 5 - эжекционная/инжекционная компонента ареала; 6 - диффузионная компонента ареала. Взаимодействие закачной скважины 3 может производиться в двух режимах, эжекционном или инжекционном, а межскважинное взаимодействие в ряду закачных скважин 2 и в ряду выдачных скважин 3 происходит, преимущественно, в дифузионном режиме. Эжекционный режим обеспечивается «подхватом» выщелачивающего агента из закачной скважины напорным потоком, обводняющим «рудную сыпучку», при этом условие вовлечения агента в водный подземный поток обеспечивается, в основном, гидростатическим противодавлением столба жидкого агента в скважине. Инжекционный режим обеспечивается и гидростатическим давлением, и давлением расширяющегося сжатого газа в закачной емкости на устье скважины 2. Учитывая упомянутые выше гидродинамические характеристики добычного участка Бакчарского проявления параметром D и d выбираются значения, равные D=10 м и d=5 м. Это значит, что при дебите выдачной скважины 3, равном дебиту самоизливающихся скважин 17-16 м3/час, межрядовый целик D=10 м будет отработан за 1 неделю, и при наличии 7 выдачных скважин в ряду в 7-рядной сетке (Фиг. 4) добычный участок с размерами в плане 30 м × 60 м обеспечит:
- при последовательной схеме отработки получения за 6 недель 720 тыс. м3 продуктивного раствора с содержанием до 50 г/л железа при содержании железа в сыпучих оолитах 40% и разбавлении концентрированной соляной кислоты напорными водами рудного пласта до концентрации 17%;
- при параллельной схеме отработки сетки технологических скважин 30 м × 60 м, D=10 м и d=5 м это же количество продуктивного раствора будет получено всего за 2 недели.
На Фиг. 6 представлена схема вертикального разреза взаимодействующих геотехнологических скважин со следующими обозначениями позиций: 7 - закачная герметичная емкость; 8 - отсасывающая герметичная емкость; 9 - отрабатываемый межрядный участок пласта «рудной сыпучки»; 10 - налегающие на пласт «рудной сыпучки» породы кровли; 11 - подлежащие породы подошвы пласта «рудной сыпучки»; 12 - выщелачивающий агент; 13 - продуктивный раствор; 14 - объем верхней части закачной емкости, занятый сжатым газом; 15 - вакуумированный верхний объем отсасывающей емкости.
Схема на Фиг. 6 иллюстрирует новизну технического решения и его существенные отличия от аналога-прототипа, заключающиеся в том, что закачку выщелачивающего агента 12 и выдачу продуктивного раствора 13 осуществляют посредством использования потенциальной энергии аккумулированной в газовом объеме 14 закачной емкости 7 и в вакуумированном объеме 15 отсасывающей емкости 8, при этом закачку концентрированного выщелачивающего агента 12 в пласт полезного ископаемого 9 производят посредством закачной скважины 2, размещенной выше по течению обводняющего отрабатываемый межрядный участок пласта «рудной сыпучки» потока 1, пропускание разбавленного до эффективной концентрации выщелачивающего агента 7 через межрядную толщу «рудной сыпучки» D в латеральном простирании осуществляют в гомогенном виде совместно с обводняющим пласт потоком в направлении его течения 1 и с характерной для него естественной скоростью фильтрации (поз. 4-6 на Фиг. 5), а сбор и выдачу на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора 13 производят посредством выдачной скважины 3, размещенной ниже по течению обводняющего толщу D потока 1 с использованием напора рудного водоносного горизонта.
Подготовку закачных скважин 2 к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем герметичного присоединения к устью каждой скважины емкости 7 с выщелачивающим агентом 12, находящимся под давлением сжатого газа 14, при этом емкость 7 оснащена запорно-регулирующей арматурой для подачи внутрь жидкого агента 12 и рабочего газа 14, а также для закачки агента 12 в отрабатываемый пласт полезного ископаемого 9. Рабочий газ 14 может подаваться от компрессора или из заправленных сжатым газов баллонов.
Подготовку выдачных скважин 3 к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем герметичного присоединения к устью каждой скважины отсасывающей вакуумированной емкости 8, оснащенной запорно-регулирующей арматурой для вакуумирования и засасывания продуктивного раствора 13 из отрабываемого пласта полезного ископаемого 9. Вакуумирование емкости 8 может осуществляться как непосредственно вакуумным насосом, например, типа VE-180 ("www.amplika.ru) или посредством подключения вакуумированных баллонов.
В качестве материала обсадных колонн скважин 2 и 3, а также емкостей 7 и 8 должны использоваться кислотоупорные полиэтилен, титановые сплавы, сталь гуммированная и т.п.
Положительные результаты лабораторных опытов по полному растворению бакчарской бурожелезняковой руды оолитового строения (Казанский, Усов, 1960; Чинакал и др., 1967) в соляной кислоте позволяют предложить ее в качестве выщелачивающего агента и при ПВ участков Бакчарского проявления. Так в 1965-1966 гг. в Институте горного дела СО АН СССР (г. Новосибирск) в лабораторных условиях было изучено влияние на растворение железа концентрации соляной кислоты, отношения Ж : Т, времени контакта растворителя с рудой, температуры раствора и крупности руды на керновом материале, полученном при колонковом бурении поисково-оценочных скважин. Опытным путем установлены следующие оптимальные параметры для ПВ: концентрация соляной кислоты 17,5% (достигается извлечение 93,0% Fe); отношение Ж : Τ=3:1; время контакта кислоты с рудой 5 часов; температура раствора +80°С; крупность руды -1+0 мм. С целью решения проблемы извлечения полезных компонентов из продуктивных растворов (Чинакал и др., 1966; Тепляков и др., 2005) экономически целесообразным образом путем сокращения потребных капитальных затрат на строительство выпарных аппаратов (для выпаривания больших суточных объемов растворов FeCl3, FeCl2) предлагается на обычном участке производить сгущение растворов, используя сибирские климатические ресурсы: в зимнее время сгущение производят вымораживанием, а в летнее - выветриванием с нагревом.
Рисунки на Фиг. 7-9 иллюстрируют эти возможности. На Фиг. 7 представлена схема сгущения продуктивного раствора 13 в зимних условиях: 16 - ванна; 17 - льдоудаляющая решетка; 18 - лед; 19 - сгущенный раствор. На Фиг. 8 представлена диаграмма состояния «соль-вода» - зависимость массовой доли соли в растворе от понижения температуры при морозе.
На Фиг. 9 представлена схема сгущения продуктивного раствора 13 в летних условиях: 20 - «земляная» ванна; 21 - солнечная инсоляция; 22 - ветровой поток; 23 - концентратор энергии.
Для сгущения продуктивного раствора 13 зимой в кислотоупорную ванну 16, заполненную раствором, погружают в приповерхностный слой жидкости льдоудаляющую решетку 17 (Фиг. 7а) и подвергают снаряженную емкость действию мороза (Фиг. 7б). При температурах от -10°С до -37°С происходит вымораживание воды в составе льда 18 в ячеях решетки 17 с получением массовой доли соли в растворе 20-30% (Фиг. 8), вынимая решетку из ванны (Фиг. 7в) получают сгущенный раствор 19.
Для сгущения продуктивного раствора 13 летом в «земляную» ванну 20, устланную кислородоупорным материалом, заливают добытый раствор и оставляют его для естественного сгущения под действием солнечной инсоляции 21 и ветра 22 (по аналогии с получением рапы на мелких водоемах с поваренной солью).
Для интенсификации процесса используют концентратор 23 солнечной и ветровой энергии, выполненной по образу и подобию с аэродромным ветроукзателем, например, типа TWI 10, производимым фирмой TRANSCON (www.transcon.cz). Модернизируя ветровой усеченный конус диаметром 0,9 м и длиной 3,75 м, выполненный из текстильного материала с минимальным пределом прочности 667 Н и установленный на мачте высотой 6,5 м, путем устройства обруча входной корзины под углом 45° к мачте и покрытия внутренней поверхности конуса отражающим солнечные лучи напылением, получают простое устройство 23 для совместной концентрации и ускорения ветрового потока и потока солнечных лучей. Нагретый воздушный поток будет более интенсивно испарять влагу продуктивного раствора, сгущая последний. В условиях Бакчарского проявления бурожелезняковых руд в середине лета (июль) ориентируя обруч входной корзины на юг при типичном юго-западном направлении ветра на выходе концентратора 23 может быть получен поток нагретого до 30-35°С воздуха, движущегося со скоростью 28 км/час.
Для избежания разубоживания сгущаемого продуктивного раствора осадками, ванны на время выпадения осадков укрываются укрывным материалом, а выпадающие осадки отводятся дренажной системой.
Следующим после сгущения продуктивного раствора этапом освоения месторождения является выпаривание полученного сиропа до образования сухого остатка непосредственно на добычном участке. Известно, что растворимость FeCl3 в воде с разложением в результате гидролиза составляет 91,9 г/100 г воды или 48% (Химический энциклопедический словарь / Гл. ред. И.Л. Кнунянц - М.: Сов. энцикл., 1983. - С. 201). Это значит, что для выделения из воды кристаллогидрата FeCl3 × 12Η2Ο необходимо удалить воду из сильно концентрированных сиропов выпариванием. Выпариватели достаточно хорошо разработаны (см., например, Бакластов A.M. и др. Промышленные теплообменные процессы и установки. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 327 с.). Так для выпаривания раствора 13 может быть применен выпарной аппарат группы 122, типа II, исполнения 2 с естественной циркуляцией, вынесенной греющей камерой и кипением раствора в трубках для упаривания растворов, образующих на греющей поверхности осадок FeCl3, удаляемый механическим способом (расход греющего до 650°С пара на 1 кг выпаренной воды составляет 1,1 кг/кг при скорости пара в трубках теплообменника 30-70 м/с с коэффициентом теплоотдачи 20-120).
Далее полученное сухое хлористое железо продувается газообразным водородом с получением порошка железа и соляной кислоты, которая возвращается в геотехнологический процесс в качестве выщелачивающего агента 12.
На добычном участке целесообразно иметь такие технологические газы как водород и кислород, которые можно получать дешевым способом, например, из воды по патенту RU 2142905 путем получения в незамкнутом пространстве перегретого до 500-550°С водяного пара и пропускания его в проточном устройстве со скоростью 2 м/с через межэлектродное пространство в поле тока высокого напряжения 6 кВ. Как и атмосферный воздух эти газы могут быть носителями потенциальной энергии в сжатом состоянии и после ее израсходования могут быть сожжены, а получаемое тепло - использовано в выпарном аппарате, при этом другая часть водорода будет восстанавливать железо из соли.
Регулируя степень ваккуумирования отсасывающей емкости можно обеспечить более экономичную (самоизлив) и более производительную (газлифт) выдачу продуктивного раствора 13 на дневную поверхность.
Герметично упаковывая получаемый железный порошок, склонный к интенсивному окислению кислородом воздуха, обеспечивают пожаробезопасность товарного продукта при хранении и транспортировке.
Таким образом, достигаемый технический результат от использования изобретения может быть представлен следующими положениями:
- предложенный способ позволяет эффективно отработать методом подземного выщелачивания глубокозалегающий пласт рыхлых бурожелезняковых руд оолитового строения, обводненный напорным потоком пресной воды;
- геотехнологическое освоение месторождения в труднодоступных условиях таежно-болотистой местности при отсутствии развитой транспортно-энергетической инфраструктуры завершается получением товарного продукта - железного порошка - непосредственно на добычном участке;
- в операциях, реализующих предложенный способ, используются вещественно-энергетические ресурсы природной среды - земных недр и надземного пространства, в том числе пресной подземной воды и ее напора; атмосферного воздуха; ветра; солнечной инсоляции; мороза;
- примененные на этапе добычи полезного компонента руды технологические режимы обеспечивают экологическую безопасность на дневной поверхности (отсутствие мульд проседания кровли за счет постоянного поддерживания пластового давления) и в недрах (отсутствие загрязнения подземных вод выщелачивающим агентом и продуктивным раствором за пределами добычного участка).
Claims (25)
1. Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения, заключающийся в том, что участок месторождения, подлежащий разработке, разбуривают технологическими скважинами по определенной сетке, скважины подготавливают к добыче полезного ископаемого, затем через устья закачных скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего из выдачных скважин отбирают с использованием напора водоносного горизонта продуктивный раствор, отличающийся тем, что закачку выщелачивающего агента и выдачу продуктивного раствора осуществляют посредством использования потенциальной энергии, аккумулированной в газовом объеме, а именно в емкости со сжатым газом на устье закачной скважины и в вакуумированной емкости на устье выдачной скважины, при этом закачку концентрированного выщелачивающего агента в пласт полезного ископаемого производят выше по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока, пропускание разбавленного до эффективной концентрации выщелачивающего агента через определенную толщу пласта полезного ископаемого в латеральном простирании осуществляют в гомогенном виде совместно с обводняющим пласт потоком в направлении его течения и с характерной для него естественной скоростью фильтрации, а сбор и выдачу на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора производят ниже по течению обводняющего пласт полезного ископаемого потока с использованием напора данного водоносного горизонта.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сетку технологических скважин образуют перемежающиеся параллельные ряды закачных и выдачных скважин, пробуренные вкрест направления течения обводняющего пласт полезного ископаемого потока.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что межрядные расстояния выбираются исходя из гидродинамических характеристик потока, обводняющего данный отрабатываемый участок пласта полезного ископаемого в конкретном месте его латерального простирания, учитывая в первую очередь фильтрационные параметры, гидродинамический градиент, гидравлический уклон, определяющие расстояние, на котором закачиваемый концентрированный выщелачивающий агент достигает разбавления до величины эффективной концентрации.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что межскважинные расстояния в ряду закачных скважин выбирают исходя из коэффициента фильтрации и гидродинамического градиента потока, обводняющего пласт полезного ископаемого вкрест направления его течения.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что межскважинное расстояние в ряду выдачных скважин выбирают исходя из обеспечения возможности перехвата всего ареала распространения готового продуктивного раствора, его напора и приемистости скважин.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подготовку закачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем герметичного присоединения к устью каждой скважины емкости с выщелачивающим агентом, находящимся под давлением сжатого газа, при этом емкость оснащена запорно-регулирующей арматурой для подачи внутрь жидкого агента и рабочего газа, а также для закачки агента в пласт полезного ископаемого.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подготовку выдачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем герметичного присоединения к устью каждой скважины вакуумированной емкости, оснащенной запорно-регулирующей аппаратурой для вакуумирования и засасывания продуктивного раствора из пласта полезного ископаемого.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве выщелачивающего агента применяют концентрированную соляную кислоту.
9. Способ по п. 1 или 8, отличающийся тем, что разбавление концентрированной соляной кислоты водой напорного горизонта производят до величины эффективной концентрации 15-20%, обеспечивающий оптимальное растворение бурожелезняковых руд оолитового строения.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выданный на дневную поверхность продуктивный раствор хлористого железа подвергают сгущению на месте его добычи.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в зимнее время сгущение хлористого железа производят вымораживанием.
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в летнее время сгущение хлористого железа производят выветриванием с нагревом.
13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что сгущенное хлористое железо выпаривают до сухого остатка на добычном участке.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что посредством продувки сухого хлористого железа газообразным водородом получают товарный продукт в виде порошка железа на добычном участке.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что получаемая в процессе восстановления железа соляная кислота возвращается в геотехнологический процесс в качестве выщелачивающего агента.
16. Способ по пп. 2, или 3, или 4, 5, отличающийся тем, что разбуривают универсальную сетку технологических скважин с постоянными межрядовыми и межскважинными расстояниями и при обработке добычного участка ряды закачных и выдачных скважин поочередно меняют свое функциональное назначение с соответствующим переоборудованием устьев скважин закачными и отсасывающими емкостями.
17. Способ по п. 1 или 6, отличающийся тем, что в закачной емкости со сжатым газом, герметично соединенной устьем закачной скважины, создают противодавление напору воды, обводняющей пласт полезного ископаемого, величина которого, с учетом гидростатического давления столба жидкого выщелачивающего агента в закачной скважине, достаточна для обеспечения режима диффузной инжекции концентрированного агента в отрабатываемый межрядный участок пласта бурожелезняковых руд оолитового строения.
18. Способ по п. 1 или 7, отличающийся тем, что в отсасывающей вакуумированной емкости, герметично соединенной с устьем выдачной скважины, создают разрежение, достаточное для постоянного поддерживания самоизлива продуктивного раствора под напором воды, обводняющей пласт полезного ископаемого.
19. Способ по п. 1 или 7, отличающийся тем, что создают разрежение, достаточное для обеспечения газлифтного режима подъема продуктивного раствора по выдачной скважине.
20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжатого газа используют атмосферный воздух.
21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжатого газа используют водород.
22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжатого газа используют кислород.
23. Способ по п. 13, или 21, или 22, отличающийся тем, что сжигают водород и кислород, а полученное тепло используют для нагрева сгущенного продуктивного раствора при его выпаривании.
24. Способ по п. 21 или 22, отличающийся тем, что водород и кислород получают непосредственно на месторождении из местной подготовленной пресной воды.
25. Способ по п. 14, отличающийся тем, что полученный на месторождении товарный продукт в виде химически чистого порошка железа герметично упаковывают в прочной таре, удобной для переноса и транспортировки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015130935/03A RU2600229C2 (ru) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015130935/03A RU2600229C2 (ru) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015130935A RU2015130935A (ru) | 2016-02-10 |
| RU2600229C2 true RU2600229C2 (ru) | 2016-10-20 |
Family
ID=55313266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015130935/03A RU2600229C2 (ru) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2600229C2 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707611C2 (ru) * | 2018-11-07 | 2019-11-28 | Петр Сергеевич Лунев | Способ экологического освоения железорудного месторождения |
| RU2713268C2 (ru) * | 2019-08-15 | 2020-02-04 | Петр Сергеевич Лунев | Кибернетическое устройство для управления процессом подземного выщелачивания и способ его работы |
| RU2722675C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-06-03 | Петр Сергеевич Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и система автоматического регулирования для его реализации |
| RU2722677C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-06-03 | Петр Сергеевич Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период демисезонья и самонастраивающаяся система автоматического регулирования для реализации способа |
| RU2722676C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-06-03 | Владимир Иванович Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и исполнительное устройство для его реализации |
| RU2728035C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-07-28 | Владимир Иванович Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и автоматическое устройство для его реализации |
| RU2728040C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-07-28 | Владимир Иванович Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период летнего сезона и роботизированное устройство для реализации способа |
| RU2732781C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-09-22 | Владимир Иванович Лунев | Способ селективного извлечения металлов из жидкого коллективного концентрата полезных компонентов руды на добычном участке при подземном выщелачивании и автоматическое устройство для его реализации |
| RU2732778C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-09-22 | Владимир Иванович Лунев | Способ извлечения полезных компонентов руды из продуктивного раствора на добычном промысле и роботизированный комплекс для реализации способа |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117808266B (zh) * | 2024-01-02 | 2024-06-21 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 离子型稀土智能矿山管控系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU300598A1 (ru) * | В. П. Новик Качан | Способ выщелачивания полезного ископаемого | ||
| SU1444507A1 (ru) * | 1987-04-30 | 1988-12-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Устройство дл подземного выщелачивани полезных ископаемых |
| RU2001122130A (ru) * | 2001-08-07 | 2003-06-20 | ООО "ТомГДК" | Способ добычи твердого полезного ископаемого выщелачиванием (варианты) |
| RU2014133926A (ru) * | 2014-08-18 | 2015-01-20 | Владимир Иванович Лунёв | Способ переработки железной руды оолитового строения и устройство для его реализации |
| RU2550764C1 (ru) * | 2013-11-11 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ извлечения металлов из руд |
-
2015
- 2015-07-24 RU RU2015130935/03A patent/RU2600229C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU300598A1 (ru) * | В. П. Новик Качан | Способ выщелачивания полезного ископаемого | ||
| SU1444507A1 (ru) * | 1987-04-30 | 1988-12-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Устройство дл подземного выщелачивани полезных ископаемых |
| RU2001122130A (ru) * | 2001-08-07 | 2003-06-20 | ООО "ТомГДК" | Способ добычи твердого полезного ископаемого выщелачиванием (варианты) |
| RU2550764C1 (ru) * | 2013-11-11 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ извлечения металлов из руд |
| RU2014133926A (ru) * | 2014-08-18 | 2015-01-20 | Владимир Иванович Лунёв | Способ переработки железной руды оолитового строения и устройство для его реализации |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЧИНАКАЛ Н.А. и др., "Извлечение железа из окисленных руд методом выщелачивания", Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, N2, март-апрель 1967, Новосибирск, "Наука" Сиб.отделение, с.88-91. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707611C2 (ru) * | 2018-11-07 | 2019-11-28 | Петр Сергеевич Лунев | Способ экологического освоения железорудного месторождения |
| RU2722675C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-06-03 | Петр Сергеевич Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и система автоматического регулирования для его реализации |
| RU2722676C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-06-03 | Владимир Иванович Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и исполнительное устройство для его реализации |
| RU2728035C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-07-28 | Владимир Иванович Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и автоматическое устройство для его реализации |
| RU2722677C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-06-03 | Петр Сергеевич Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период демисезонья и самонастраивающаяся система автоматического регулирования для реализации способа |
| RU2728040C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-07-28 | Владимир Иванович Лунев | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период летнего сезона и роботизированное устройство для реализации способа |
| RU2732781C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-09-22 | Владимир Иванович Лунев | Способ селективного извлечения металлов из жидкого коллективного концентрата полезных компонентов руды на добычном участке при подземном выщелачивании и автоматическое устройство для его реализации |
| RU2732778C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-09-22 | Владимир Иванович Лунев | Способ извлечения полезных компонентов руды из продуктивного раствора на добычном промысле и роботизированный комплекс для реализации способа |
| RU2732778C9 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-11-12 | Владимир Иванович Лунев | Способ извлечения полезных компонентов руды из продуктивного раствора на добычном промысле и роботизированный комплекс для реализации способа |
| RU2713268C2 (ru) * | 2019-08-15 | 2020-02-04 | Петр Сергеевич Лунев | Кибернетическое устройство для управления процессом подземного выщелачивания и способ его работы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015130935A (ru) | 2016-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2600229C2 (ru) | Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения | |
| RU2594912C2 (ru) | Способ освоения глубокозалегающего обводненного месторождения бурожелезняковых оолитовых руд | |
| Lydon | Ore deposit models# 14. Volcanogenic massive sulphide deposits Part 2: Genetic models | |
| US4211613A (en) | Geothermal mineral extraction system | |
| Şimşek et al. | Developmental and environmental effects of the Kızıldere geothermal power project, Turkey | |
| CN105003237A (zh) | 地热开采天然气水合物与co2废气回注处理一体化的装置及方法 | |
| CN104806205B (zh) | 一种陆域天然气水合物开采的方法 | |
| RU2707611C2 (ru) | Способ экологического освоения железорудного месторождения | |
| Fyk et al. | Resource evaluation of geothermal power plant under the conditions of carboniferous deposits usage in the Dnipro-Donetsk depression | |
| RU2547847C1 (ru) | Способ разработки сланцевых нефтегазоносных залежей и технологический комплекс оборудования для его осуществления | |
| Iwuji et al. | Earth resources exploitation and sustainable development: Geological and engineering perspectives | |
| Svalova | Mineral extraction from brines and geothermal resources complex use in Russia | |
| Garrett et al. | Solution mining | |
| RU2722675C1 (ru) | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и система автоматического регулирования для его реализации | |
| RU2722677C1 (ru) | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период демисезонья и самонастраивающаяся система автоматического регулирования для реализации способа | |
| RU2722676C1 (ru) | Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона и исполнительное устройство для его реализации | |
| RU2790345C1 (ru) | Способ утилизации промышленных стоков предприятия в условиях криолитозоны | |
| Moustafa et al. | Evaluation of Potential Hazards Associated With Qattara Depression as a National Hydropower Project in Egypt | |
| Svalova | Geothermal resources complex utilization in russia | |
| Moon et al. | Geothermal energy in India. Present status and future prospects | |
| Svalova | GEOTHERMAL ENERGY COMPLEX UTILIZATION | |
| Kirkland | National Cave and Karst Research Institute special paper 2: Role of hydrogen sulfide in the formation of cave and karst phenomena in the Guadalupe Mountains and Western Delaware Basin, New Mexico and Texas | |
| Svalova | Geothermal energy use in Russia: progress and future | |
| WATERS | 84 ARID LANDS | |
| Svalova | Mineral resources of geothermal waters and brines |