RU2722675C1 - Method of enriching aqueous product solution during winter season and automatic control system for implementation thereof - Google Patents

Method of enriching aqueous product solution during winter season and automatic control system for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2722675C1
RU2722675C1 RU2019124823A RU2019124823A RU2722675C1 RU 2722675 C1 RU2722675 C1 RU 2722675C1 RU 2019124823 A RU2019124823 A RU 2019124823A RU 2019124823 A RU2019124823 A RU 2019124823A RU 2722675 C1 RU2722675 C1 RU 2722675C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pool
ice
water
sphere
aqueous
Prior art date
Application number
RU2019124823A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Сергеевич Лунев
Владимир Иванович Лунев
Original Assignee
Петр Сергеевич Лунев
Владимир Иванович Лунев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петр Сергеевич Лунев, Владимир Иванович Лунев filed Critical Петр Сергеевич Лунев
Priority to RU2019124823A priority Critical patent/RU2722675C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722675C1 publication Critical patent/RU2722675C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/28Dissolving 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)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: proposed group of inventions relates to mining, to geotechnological methods of extraction of solid minerals, in particular, by underground leaching (UL) method with subsequent enrichment of produced aqueous solution and its hydrometallurgical processing can be used at development of: deposits in heavily flooded and unstable sedimentary rocks, ores of oxidation zones of sulphide deposits, off-balance areas, deep-lying deposits with poor ore, dumps and tailing dumps. According to the method, supply of aqueous product solution is performed automatically proportionally to decrease of water table level. Water is removed from the pool automatically by accelerated freezing of ice in the form of spheres and their periodic extraction from the near-surface water layer of the pool with subsequent return of water after enrichment in the process of underground leaching by impregnating swamp peat deposits, overlapping the extraction section of the ore deposit during spring melting of ice. Collective concentrate output is performed automatically at achievement of specified level of collective concentrate in volume of pool fluid. Method is carried out using an automated control system comprising an outdoor pool on a day surface of the earth, filled with an aqueous solution, pipeline for water supply of productive solution, equipped with shutoff valves, ice retainer, device for extraction of ice from water surface of pool, pipeline for distribution of collective concentrate of useful components of ore for storage, equipped with shutoff valves. System further comprises a wind trap, a waterfree ball-shaped core of the ice sphere, axial soppler feed lines of the industrial product, equipped with shutoff and control valves, servo drive, basin mirror level sensor, industrial raw material tangential sipping pipelines, equipped with shutoff and control valves, servo drive, basin mirror level sensor, ice sphere immersion sensor, trawl mesh mechanism for extraction of ice sphere from pool, pipeline of collective concentrate delivery, equipped with shutoff-control valves, servo drive, collective concentrate level gauge.EFFECT: technical result is providing effective enrichment of aqueous product solution in continental climatic conditions of Siberian winter, as well as recycling commercial water in process of underground leaching.8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области горного дела, к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, в частности, методом подземного выщелачивания (ПВ) с последующим обогащением получаемого водного продуктивного раствора и его гидрометаллургическим переделом. 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 хвостохранилищ (Порцевский А.К., Катков Г.А. Геотехнология (физико-химическая), - М.: МГОУ, 2004. - С. 20).The invention relates to the field of mining, to geotechnological methods for the extraction of solid minerals, in particular, by the method of underground leaching (PV) with subsequent enrichment of the resulting aqueous productive solution and its hydrometallurgical redistribution. From the standpoint of physical and chemical geotechnology, PV can be used in the development of: deposits in heavily flooded and unstable sedimentary rocks; oxidation zones of sulfide deposits; off-balance plots; deep-seated deposits with poor ore; dumps and tailings (Portsevsky A.K., Katkov G.A. Geotechnology (physical and chemical), - M .: MGOU, 2004. - P. 20).

Предлагаемое техническое решение целесообразно применять для освоения глубокозалегающего обводненного железорудного месторождения в болотистой местности в условиях неразвитой транспортно-энергетической инфраструктуры и континентального климата, находящегося, например, в составе Западно-Сибирского железорудного бассейна.The proposed technical solution is expedient for applying for the development of a deep-lying irrigated iron ore deposit in a swampy area in the conditions of an undeveloped transport and energy infrastructure and continental climate, which is, for example, part of the West Siberian iron ore basin.

Принципиальная возможность такого применения показана в таких источниках информации, как Вогман Д.А. Железорудная база и геотехнологические методы добычи / Тез. докл. 11-й Всесоюз. конф. по геотехнологическим методам добычи. - М., 1976. - С. 39-42; А.с. СССР SV 1218082. Способ подземного выщелачивания железосодержащих руд / Авт.: В.П. Небера. И.Г. Абдульманов, К.И. Мусейнов. - Опубл. 15.03.1986; Вогман Д.А., Иванов С.В., Коробков Ю.И. Подземное выщелачивание железа из недр / Семинар №19 МГГУ «Перспективы развития физико-химических способов добычи полезных ископаемых» // http:science.msmu.ru.The fundamental possibility of such an application is shown in such sources of information as Vogman D.A. Iron ore base and geotechnological methods of mining / Abstract. doc. 11th All-Union. conf. on geotechnological mining methods. - M., 1976. - S. 39-42; A.S. USSR SV 1218082. The method of underground leaching of iron ores / Auth .: V.P. Nebera. I.G. Abdulmanov, K.I. Museynov. - Publ. 03/15/1986; Vogman D.A., Ivanov S.V., Korobkov Yu.I. Underground leaching of iron from the bowels / Seminar No. 19 of Moscow State University for the Humanities “Prospects for the development of physico-chemical methods of mining” // http: science.msmu.ru.

В качестве аналога может быть выбран способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения по патенту RU2600229, 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, 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, сетку технологических скважин образуют перемежающиеся параллельные ряды закачных и выдачных скважин, пробуренные вкрест направления течения обводняющего пласт полезного ископаемого потока.As an analogue, the method of geotechnological development of an irrigated deposit of brown-iron ore ores of an oolitic structure according to patent RU2600229, which consists in the fact that the section of the deposit to be developed, is drilled with technological wells on a specific grid, the wells are prepared for mining, and then through the mouth of the injection wells into a mineral layer is injected with a leaching agent, after which a productive solution is selected from the delivery wells using the pressure of the aquifer, the leaching agent is injected and the productive solution is delivered using the potential energy accumulated in the gas volume, namely, in the container with compressed gas at the mouth of the injection well and in a vacuum tank at the mouth of the production well, while the concentrated leaching agent is injected into the mineral layer upstream of the flooding mineral stream The transmission of a leaching agent diluted to an effective concentration through a certain thickness of the mineral layer in lateral strike is carried out in a homogeneous form together with the flood stream in the direction of its flow and with its characteristic natural filtration rate, and the resulting productive solution is collected and dispensed onto the day surface downstream of the flooding reservoir using the pressure of a given aquifer, a grid of technological wells is formed by alternating parallel rows of injection and delivery wells drilled across the direction of flow of the flooding reservoir of the mineral flow.

В качестве недостатков аналога можно отметить, отсутствие обогащения водного продуктивного раствора на добычном участке, необходимость иметь на добычном участке возобновляемые запасы потенциальной энергии, аккумулируемой в газовом объеме и затрудненность работы в условиях зимы.The disadvantages of the analogue are the lack of enrichment of the aqueous productive solution at the production site, the need to have renewable reserves of potential energy accumulated in the gas volume at the production site and the difficulty of working in winter conditions.

Способ-аналог по патенту RU2594912 освоения глубокозалегающего обводненного месторождения бурожелезняковых оолитовых руд посредством подземного выщелачивания полезных компонентов руд путем разбуривания геотехнологическими скважинами добычного участка по сетке, образуемой перемежающимися параллельными рядами закачных и выдачных скважин, пробуренных вкрест направления течения обводняющего пласт полезного ископаемого напорного потока, подготовки геотехнологических скважин к добыче полезного ископаемого, закачки выщелачивающего агента через закачные скважины в пласт полезного ископаемого, растворения полезных компонентов руд с образованием продуктивного раствора, выдачи на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора через выдачные скважины, при этом подготовку закачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем присоединения к устью каждой скважины емкости с выщелачивающим агентом, которая оснащена запорно-регулирующей арматурой, включающей вентильный клапан, работающий на впуск жидкого выщелачивающего агента через скважину в пласт полезного ископаемого, подготовку выдачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем присоединения у устью каждой скважины емкости с выщелачивающим агентом, которая оснащена запорно-регулирующей арматурой, включающей вентильный клапан, работающий на впуск жидкого выщелачивающего агента через скважину в пласт полезного ископаемого, подготовку выдачных скважин к добыче полезного ископаемого в наземной части скважинного оборудования осуществляют путем присоединения к устью каждой скважины порожней сборной емкости, которая оснащена запорно-регулирующей арматурой, включающей вентильный клапан, работающий на выпуск продуктивного раствора из пласта полезного ископаемого через скважину в сборную емкость, а для подачи жидкого выщелачивающего агента в пласт полезного ископаемого и выдачи продуктивного раствора на дневную поверхность используют регулярное суточное действие приливной волны земной поверхности над месторождением путем включения вентильного клапана выдачной скважины в период земного прилива и включения клапана закачной скважины в период земного отлива.An analogous method according to patent RU2594912 for the development of a deep-lying watered deposit of brown iron ore oolitic ores by underground leaching of useful ore components by drilling geotechnological wells of a mining section along a grid formed by alternating parallel rows of injection and delivery wells drilled cross-section of the geological flow of the flowing stream from the flowing flood wells for mining, injecting the leaching agent through injection wells into the mineral layer, dissolving the mineral components of the ore to form a productive solution, dispensing the resulting productive solution through the producing wells to the day surface, while preparing the injection wells for mining in the surface part of the borehole equipment is carried out by attaching to the wellhead of each well a tank with a leaching agent, which is equipped with a shut-off and control arm atura, including a valve valve, which runs the inlet of the liquid leaching agent through the well into the mineral layer, the issuing wells are prepared for mining in the ground part of the downhole equipment by attaching a tank with a leaching agent at the mouth of each well, which is equipped with shut-off and control valves, including a valve valve working to inlet a liquid leaching agent through a well into a mineral layer, the production wells are prepared for mining in the ground part of the downhole equipment by connecting an empty collection tank to the wellhead of each well, which is equipped with shut-off and control valves, including a valve working to release the productive solution from the mineral reservoir through the well into the collection tank, and to supply the liquid leaching agent to the mineral reservoir and dispense the productive solution to the surface The river uses the regular daily action of the tidal wave of the earth’s surface over the field by turning on the valve valve of the dispensing well during the earth’s tide and turning on the valve of the injection well in the period of the low tide.

К недостатку аналога можно отнести отсутствие обогащения водного продуктивного раствора непосредственно на добычном участке.The disadvantage of the analogue is the lack of enrichment of the aqueous productive solution directly at the production site.

Наиболее близким аналогом - прототипом является способ по заявке № 2018139445, отличающийся тем, что добычный процесс организуется посредством циркуляции водного рабочего раствора, целенаправленно и периодически изменяющего свои свойства на разных стадиях геотехнологии, а именно, сначала болотная вода из поверхностных торфяных отложений аккумулируется в нижней емкости устьевого резервуара, затем ежесуточно во время земного отлива, она из нижней емкости через вертикальный ствол скважины большого диаметра и горизонтальные стволы малого диаметра подается в пласт полезного ископаемого, где, смешиваясь с обводняющим пласт потоком, оказывает выщелачивающее действие на железную руду и превращается в продуктивный раствор, который ежесуточно, во время земного прилива, выдается по горизонтальным и вертикальным стволам малого диаметра в верхнюю емкость устьевого резервуара, где из него извлекаются полезные компоненты, а освобожденная от металлов вода дренируется на непромерзающую поверхность торфяной залежи в окрестностях устья скважины и, проходя всю мощность торфяных отложений, снова становится болотной водой, которая повторно аккумулируется в нижней емкости устьевого резервуара и поступает в добычный процесс.The closest analogue to the prototype is the method according to application No. 2018139445, characterized in that the mining process is organized by circulating an aqueous working solution that purposefully and periodically changes its properties at different stages of geotechnology, namely, first the swamp water from surface peat deposits accumulates in the lower tank wellhead reservoir, then daily during low tide, it is fed from the lower reservoir through a vertical borehole of large diameter and horizontal boreholes of small diameter into a mineral layer, where, mixed with a stream flooding, it exerts a leaching effect on iron ore and turns into a productive solution , which daily, during the tide of the earth, is issued along horizontal and vertical trunks of small diameter to the upper capacity of the wellhead reservoir, where useful components are extracted from it, and water freed from metals is drained onto the non-freezing surface of peat In the vicinity of the wellhead, and passing through the entire thickness of peat deposits, it again becomes swamp water, which is re-accumulated in the lower capacity of the wellhead reservoir and enters the mining process.

При этом извлечение полезных компонентов из продуктивного раствора производят в приоритетном порядке, определяемом регулярно на очередном этапе освоения месторождения исходя из потребности в конкретном полезном компоненте железной руды, а именно, сначала посредством гидрометаллургии извлекают наиболее ценный в текущий период времени полезный компонент, затем, в порядке убывания ценности, селективно извлекают остальные полезные компоненты, если оказывается, что селективное извлечение средствами гидрометаллургии остальных полезных компонентов неэффективно, то продуктивный раствор, после извлечения самого ценного полезного компонента, в качестве промежуточного продукта, направляется на получение коллективного концентрата полезных компонентов для последующего селективного извлечения полезных компонентов другими способами, при этом концентрирование промежуточного продукта и его хранение осуществляют вблизи от устья универсальной эксплуатационной скважины.In this case, the extraction of useful components from the productive solution is carried out in a priority order, which is determined regularly at the next stage of field development on the basis of the need for a specific useful component of iron ore, namely, first, the most valuable useful component in the current time period is extracted by hydrometallurgy, then, in order decrease in value, selectively recover the remaining useful components, if it turns out that the selective extraction of the remaining useful components by hydrometallurgical means is ineffective, then the productive solution, after the most valuable useful component is extracted, as an intermediate product, is sent to obtain a collective concentrate of useful components for subsequent selective extraction of useful components in other ways, while the concentration of the intermediate product and its storage is carried out close to the mouth of a universal production well.

Согласно данному способу при обогащении водного продуктивного раствора (концентрации промежуточного продукта) предложено использовать технические предложения по патенту RU 26000229 (пункты №20 и №21 формулы изобретения по заявке №2018139445). Это улучшает предложенное техническое решение, но не ликвидирует проблему в целом.According to this method, when enriching an aqueous productive solution (concentration of an intermediate product), it is proposed to use the technical proposals for patent RU 26000229 (paragraphs No. 20 and No. 21 of the claims according to application No. 2018139445). This improves the proposed technical solution, but does not eliminate the problem as a whole.

Особенностью экологической геотехнологии освоения железорудного месторождения по прототипу (заявка №2018139445) является экстенсивный характер ПВ, характеризующийся большим водооборотом при относительно малых удельных концентрациях полезных компонентов железной руды в водном продуктивном растворе. Это обуславливает необходимость обеспечения эффективного удаления достаточно больших количеств воды из продуктивного раствора в достаточно короткие сроки в течение всех сезонов года.A feature of environmental geotechnology for the development of an iron ore deposit according to the prototype (application No. 2018139445) is the extensive nature of PV, characterized by a large water circulation at relatively low specific concentrations of useful components of iron ore in an aqueous productive solution. This necessitates ensuring the effective removal of large enough quantities of water from the productive solution in a fairly short time during all seasons of the year.

По оценкам авторов, в течение суток может добываться и выдаваться на дневную поверхность в сборную емкость приустьевого резервуара каждой эксплуатационной скважины до 40 куб. м водного продуктивного раствора. Из них до 30 куб. м, в качестве промпродукта, содержащего коллективный концентрат полезных компонентов железной руды, может подаваться в открытый бассейн - отстойник вблизи устья эксплуатационной скважины. Поверхность зеркала бассейна, при принятых в прототипе размерах добычной ячейки (100 м x 150 м), с учетом землеотведения под дорогу, буровую площадку, склады, хранилище и другое, может составлять не более 1 тыс. кв. м. Если принять соотношение объема коллективного концентрата ко всему объему промпродукта как 1:10, то это означает, что с 1 кв. м зеркала бассейна в течение суток должен быть удален слой воды толщиной 27 мм. В естественных условиях темп удаления воды на порядок меньше (первые миллиметры), а в техническом предложении по прототипу - в несколько раз меньше (по оценке авторов - 5÷8 мм/сут).According to the authors, within a day it can be mined and delivered to the surface in the collection tank of the wellhead reservoir of each production well up to 40 cubic meters per day. m of aqueous productive solution. Of these, up to 30 cubic meters. m, as an intermediate product containing a collective concentrate of useful components of iron ore, can be fed into an outdoor pool - a sump near the mouth of a production well. The surface of the pool mirror, with the dimensions of the mining cell adopted in the prototype (100 mx 150 m), taking into account land allotment for the road, drilling site, warehouses, storage and others, can be no more than 1 thousand square meters. m. If we take the ratio of the volume of collective concentrate to the entire volume of industrial product as 1:10, then this means that with 1 square. m of the pool mirror, a layer of water 27 mm thick should be removed during the day. Under natural conditions, the rate of water removal is an order of magnitude lower (first millimeters), and in the technical proposal for the prototype it is several times lower (according to the authors, 5–8 mm / day).

Поставлена задача - предложить способ ускоренного обогащения водного продуктивного раствора в условиях зимнего сезона.The task is to propose a method of accelerated enrichment of an aqueous productive solution in the winter season.

Существо нового технического решения целесообразно рассмотреть на конкретном примере, типичном для возможного применения предлагаемого изобретения. В качестве объекта применения технического новшества может быть использовано Бакчарское железорудное месторождение (БЖРМ) в Томской области Сибирского федерального округа Российской Федерации.The essence of the new technical solution, it is advisable to consider a specific example, typical for the possible application of the invention. The Bakcharsky iron ore deposit (BZHRM) in the Tomsk Region of the Siberian Federal District of the Russian Federation can be used as an object of application of technical innovation.

Представим краткое описание характеристики климатических условий в зоне БЖРМ, которые используются в предлагаемом техническом решении. Сведения заимствованы из коллективного труда томских ученых Данченко А.М., Задде Г.О., Земцов А.А., Земцов В.А., Инишева Л.И., Лукутин Б. В., Мезенцев А.В., Маслов С.Г, Назаров А.Д., Обухов С.Г., Севостьянов В.В., Севостьянова Л.М., Слуцкий В.И. Кадастр возможностей / Под ред. Б.В. Лукутина. - Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - 280 с.Let us provide a brief description of the characteristics of climatic conditions in the BZHRM zone, which are used in the proposed technical solution. The information was borrowed from the collective work of Tomsk scientists Danchenko A.M., Zadde G.O., Zemtsov A.A., Zemtsov V.A., Inisheva L.I., Lukutin B.V., Mezentsev A.V., Maslov S.G., Nazarov A.D., Obukhov S.G., Sevostyanov V.V., Sevostyanova L.M., Slutsky V.I. Cadastre of Opportunities / Ed. B.V. Lukutin. - Tomsk: NTL Publishing House, 2002 .-- 280 p.

В состав характеристики климатических условий, влияющих на интенсивность протекания процесса удаления воды с поверхности бассейна - отстойника, включены: радиационный режим; атмосферная циркуляция; температура воздуха; ветровой режим и осадки.The composition of the characteristics of climatic conditions affecting the intensity of the process of removing water from the surface of the pool - sump includes: radiation regime; atmospheric circulation; air temperature; wind regime and precipitation.

В пределах контура БЖРМ (охватываемая площадь 560 кв. км) в период зимнего сезона реализуются следующие климатические условия.Within the BZHRM contour (covered area of 560 sq. Km), the following climatic conditions are realized during the winter season.

Радиационный режим. Приход солнечной радиации определяется продолжительностью дня и высотой Солнца. Среднее солнечное время восхода и захода Солнца и продолжительность дня (ч, мин) на 15-е число и месяца : ноябрь - 7, 45/15, 43/ 7, 58; декабрь - 8, 40 / 15, 10/ 6, 30; январь - 8, 35 / 15, 43 / 7, 08; февраль - 7, 35 / 16, 53 / 9, 18; март - 6, 18 / 18, 00 / 11, 42. Высота Солнца (градусы) в истинный полдень на 15-е число месяца: ноябрь - 13, 6; декабрь - 8, 7; январь - 10, 8; февраль - 18, 9; март - 29, 8. Приход солнечной радиации зимой составляет до 0, 15 МВтхч/м2. Radiation mode. The arrival of solar radiation is determined by the length of the day and the height of the sun. The average solar time of sunrise and sunset and the length of the day (h, min) on the 15th day and month: November - 7, 45/15, 43/7, 58; December - 8, 40/15, 10/6, 30; January - 8, 35/15, 43/7, 08; February - 7, 35/16, 53/9, 18; March - 6, 18/18, 00/11, 42. The height of the Sun (degrees) at true noon on the 15th day of the month: November - 13, 6; December - 8, 7; January - 10, 8; February - 18, 9; March - 29, 8. The arrival of solar radiation in winter is up to 0, 15 MWh / m 2 .

Атмосферная циркуляция. Основной воздушной массой, формирующей климат, является континентальный арктический холодный и сухой воздух. Азиатские антициклоны также очень устойчивы и создают сильные морозы, продолжаются более 15-ти дней подряд, которые нередко сопровождаются значительными скоростями ветра, что усиливает суровость зимы. Циклоны зимой более часты и выражены более редко, изменяя погоду в течение суток, вызывая выпадение снега на атмосферных фронтах. Atmospheric circulation. The main air mass forming the climate is the continental Arctic cold and dry air. Asian anticyclones are also very stable and create severe frosts, lasting more than 15 consecutive days, which are often accompanied by significant wind speeds, which increases the severity of winter. Cyclones in winter are more frequent and more rarely expressed, changing the weather during the day, causing snow to fall on atmospheric fronts.

Температура воздуха. Среднегодовая температура воздуха - 1, 4°С, а зимняя среднемесячная (°С): за ноябрь - 11,2; за декабрь - 18,9; за январь - 20,5; за февраль - 18,4; за март - 10,7. Средняя максимальная (дневная) температура воздуха (°С) составляет: в ноябре - 7,6; в декабре - 14,8; в январе - 16,4; в феврале - 13,3; в марте - 4,8. Средняя минимальная (ночная) температура воздуха (°С) - составляет: в ноябре - 15,2; в декабре - 23,7; в январе - 25,1; в феврале - 23,8; в марте - 16,4. Air temperature. The average annual air temperature is 1.4 ° C, and the monthly average winter temperature (° C): in November - 11.2; for December - 18.9; for January - 20.5; for February - 18.4; for March - 10.7. The average maximum (daily) air temperature (° C) is: in November - 7.6; in December - 14.8; in January - 16.4; in February - 13.3; in March - 4.8. The average minimum (night) air temperature (° C) - is: in November - 15.2; in December - 23.7; in January - 25.1; in February - 23.8; in March - 16.4.

Даты поступления отрицательных суточных температур воздуха выше и ниже определенных пределов и число дней с температурой, превышающих ее пределы: для предела - 5°С - 1.04/28.10/209; для предела - 10°С - 17.03/9.11/236; для предела 15°С - 2.03/22.11/264; для предела - 20°С - 31.01/21.12/323.The dates of arrival of negative daily air temperatures above and below certain limits and the number of days with temperatures exceeding its limits: for the limit - 5 ° C - 1.04 / 28.10 / 209; for the limit - 10 ° C - 17.03 / 9.11 / 236; for the limit of 15 ° C - 2.03 / 22.11 / 264; for the limit - 20 ° C - 31.01 / 21.12 / 323.

Ветровой режим. В зимний период до 58 % ветров, дует с юга и юго-запада, значительно реже бывают ветра северные и восточные (5-11%). Повторяемость (%) направлений ветра и штилей в центральный месяц зимы январь: С - 3; СВ - 8; В - 5; ЮВ - 10; Ю - 29; ЮЗ - 28; З - 10; СЗ - 7; штиль - 21. Wind mode. In winter, up to 58% of the winds blowing from the south and south-west, there are much less frequent winds north and east (5-11%). Repeatability (%) of wind and calm directions in the central month of winter January: C - 3; SV - 8; AT 5; SE - 10; S - 29; SW - 28; S - 10; SZ - 7; calm - 21.

Среднемесячная скорость ветра (м/с) составляет: в ноябре - 4,1; в декабре - 3,6; в январе - 3,4; в феврале - 3,5; в марте - 3,8. The average monthly wind speed (m / s) is: in November - 4.1; in December - 3.6; in January - 3.4; in February - 3.5; in March - 3.8.

Среднее число дней с сильным ветром (более 15 м/с): в ноябре - 1,4; в декабре - 1,6; в январе - 0,9, в феврале - 0,9; в марте - 2,4. Удельная мощность ветра зимой составляет 146 Вт/м2.The average number of days with strong winds (more than 15 m / s): in November - 1.4; in December - 1.6; in January - 0.9, in February - 0.9; in March - 2.4. The specific wind power in winter is 146 W / m 2 .

Осадки. На территории БЖРМ выпадает в среднем за год более 500 мм осадков, на зимний период приходится до 25% среднегодового объема осадков. Толщина снежного покрова варьируется от 60 до 150 см. Ледостав обычно происходит в ноябре, а ледоход - в апреле. Precipitation. On the territory of the BZHRM, an average of more than 500 mm of precipitation falls annually; in the winter, up to 25% of the average annual rainfall. The thickness of the snow cover varies from 60 to 150 cm. Freeze-up usually occurs in November, and ice drift in April.

Принимая к сведению приведенную выше характеристику климатических условий в контуре БЖРМ необходимо отметить, что в период зимнего сезона (пять месяцев в году) складывается благоприятная обстановка для организации процесса обогащения водного продуктивного раствора путем удаления воды намораживанием льда. В самом деле, при таких среднезимних показателях, как температура воздуха около - 16°С; скорость ветра - 3,6м/с; удельная мощность ветра 146 Вт/м2, ледостав в водоемах осуществляется за 2-3-е суток на поверхности водоема образуется слой льда толщиной до 10 см. Предлагаемый в прототипе способ обогащения путем статического намораживания пласта льда на поверхности бассейна во вмещающую лед опалубку обладает естественным темпом заморозки ~3 см/сут и существенным недостатком - необходимостью вырубки/отрезки опалубки со льдом из ледяных закраин для обеспечения возможности его удаления из бассейна.Taking into account the above characteristic of climatic conditions in the BZHRM circuit, it should be noted that during the winter season (five months a year), a favorable situation is formed for organizing the process of enrichment of an aqueous productive solution by removing water by freezing ice. In fact, with such average winter indicators as air temperature around - 16 ° С; wind speed - 3.6m / s; the specific wind power is 146 W / m 2 , ice formation in reservoirs is carried out in 2-3 days on the surface of the reservoir, an ice layer up to 10 cm thick is formed. The enrichment method proposed by the prototype by static freezing of an ice layer on the pool surface into a formwork containing ice has a natural with a freezing rate of ~ 3 cm / day and a significant drawback - the need for cutting / cutting of formwork with ice from ice rims to enable its removal from the pool.

В предлагаемых обстоятельствах, поставленная задача по усовершенствованию прототипа может быть решена путем использования новых технических решений в виде способа и реализующего его устройства, ускоряющих ход обогатительного процесса в зимних условиях работы добычного участка.In the proposed circumstances, the task of improving the prototype can be solved by using new technical solutions in the form of a method and a device that implements it, accelerating the course of the enrichment process in the winter conditions of the mining site.

1. Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона, включающий сбор водного продуктивного раствора в устьевом резервуаре эксплуатационной скважины добычного участка подземного выщелачивания полезных компонентов руд выщелачивающим агентом на основе болотной воды из перекрывающих месторождение руды торфяных отложений, подачу по трубопроводу водного продуктивного раствора после извлечения, при необходимости, самого ценного полезного компонента руды, в открытый бассейн на дневной поверхности земли вблизи от устья эксплуатационной скважины, стратификацию путем отстоя жидкости в бассейне на водную фракцию у зеркала бассейна и фракцию коллективного концентрата полезных компонентов руды у дна бассейна, удаление воды с поверхности зеркала бассейна путем намораживания льда и последующего его извлечения из бассейна, выдачу по трубопроводу коллективного концентрата на хранение, отличающийся тем, что подачу водного продуктивного раствора производят автоматически пропорционально падению уровня зеркала бассейна, удаление воды из бассейна производят автоматически посредством ускоренного намораживания льда в форме сфер и их периодического извлечения из приповерхностного водного слоя бассейна с последующим возвращением воды после обогащения в процесс подземного выщелачивания путем пропитки болотных торфяных отложений, перекрывающих добычной участок месторождения руды, при весеннем таянии льда, выдачу коллективного концентрата производят автоматически при достижении заданного уровня коллективного концентрата в объеме жидкости бассейна. 1. A method of enrichment of an aqueous productive solution during the winter season, including collecting an aqueous productive solution in the wellhead of a production well of a production site of an underground leaching of useful ore components by a leaching agent based on swamp water from peat deposits blocking the ore deposit, supplying an aqueous productive solution through the pipeline after extraction , if necessary, of the most valuable useful ore component, to an open pool on the surface of the earth near the mouth of the production well, stratification by settling liquid in the pool to the water fraction at the pool mirror and the fraction of the collective concentrate of useful ore components at the bottom of the pool, removing water from the surface pool mirrors by freezing ice and then removing it from the pool, dispensing collective concentrate through the pipeline for storage, characterized in that the supply of the aqueous productive solution is automatically proportional To reduce the level of the pool mirror, the water is removed from the pool automatically by accelerated freezing of ice in the form of spheres and their periodic extraction from the near-surface water layer of the pool with the subsequent return of water after enrichment to the underground leaching process by impregnation of wetland peat deposits that overlap the mining section of the ore deposit, during spring ice melting, the issuance of collective concentrate is carried out automatically when the specified level of collective concentrate is reached in the volume of the pool liquid.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ускоренное намораживание льда в форме сферы производят путем вращения сферы вокруг центра симметрии.2. The method according to p. 1, characterized in that the accelerated freezing of ice in the form of a sphere is carried out by rotating the sphere around the center of symmetry.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что вращение сферы создают путем истечения в атмосфере сопловых струй подаваемого водного продуктивного раствора на сферическую поверхность намерзания.3. The method according to p. 2, characterized in that the rotation of the sphere is created by the outflow in the atmosphere of nozzle jets of the supplied aqueous productive solution onto the spherical freezing surface.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что истечение сопловых струй подаваемого водного продуктивного раствора осуществляют тангенциально в водном приповерхностном слое бассейна круглой формы.4. The method according to p. 3, characterized in that the outflow of nozzle jets of the supplied aqueous productive solution is carried out tangentially in the aqueous surface of the circular pool.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что ускоренное намораживание производят до момента погружения сферы в приповерхностный водный слой бассейна на глубину, соответствующую покрытию водой более трех четвертей сферической поверхности. 5. The method according to p. 2, characterized in that accelerated freezing is carried out until the sphere is immersed in the surface layer of the pool to a depth corresponding to covering more than three quarters of the spherical surface with water.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ускоренное намораживание льда в форме сферы производят путем направленного обдува атмосферным воздухом поверхности намерзающего льда.6. The method according to p. 1, characterized in that the accelerated freezing of ice in the form of a sphere is carried out by directed blowing with atmospheric air of the surface of the freezing ice.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что периодическое извлечение намороженного льда в форме сфер из бассейна производят путем траления.7. The method according to p. 1, characterized in that the periodic extraction of frozen ice in the form of spheres from the pool is carried out by trawling.

8. Система автоматизированного регулирования для реализации способа по п. 1, содержащая открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный водным продуктивным раствором, трубопровод подачи водного продуктивного раствора, снабженный запорной арматурой, фиксатор льда, устройство извлечения льда с водной поверхности бассейна, трубопровод выдачи коллективного концентрата полезных компонентов руды на хранение, снабженный запорной арматурой, отличающаяся тем, что содержит ветроулавливатель, водоплавающую шаровидную сердцевину ледяной сферы, аксиальные сопельные трубопроводы подачи промпродукта, оснащенные запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня зеркала бассейна, тангенциальные сопельные трубопроводы подачи промпродука, оснащенные запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня зеркала бассейна, датчик погружения ледяной сферы, траловый сетчатый механизм извлечения ледяной сферы из бассейна, трубопровод выдачи коллективного концентрата, оснащенный запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня коллективного концентрата.8. An automated control system for implementing the method according to claim 1, comprising an outdoor pool on the day surface of the earth filled with an aqueous productive solution, an aqueous productive solution supply pipe equipped with shutoff valves, an ice fixer, an ice extraction device from the pool’s water surface, a collective dispensing pipe concentrate of useful ore components for storage, equipped with shutoff valves, characterized in that it contains a scoop, a water-melting spherical core of the ice sphere, axial nozzle pipelines for supplying industrial products, equipped with shut-off and regulating valves, a servo drive, a mirror level sensor for the pool, tangential nozzle pipelines for supplying industrial products equipped with shut-off and control valves, servo-driver, pool mirror level sensor, ice sphere immersion sensor, trawl net mechanism for extracting the ice sphere from the pool, collective concentrate discharge pipeline equipped shut-off and control valves, servo-drive, collective concentrate level sensor.

Предлагаемый способ включен в водооборотную схему (Фиг. 1) экологической геотехнологии освоения железорудного месторождения, осуществляя операции обогащения водного продуктивного раствора и/или промпродукта и утилизации воды после обогащения, возвращая ее в процесс подземного выщелачивания полезных компонентов железной руды. Новое техническое решение локально интенсифицирует естественный процесс ледообразования на открытых водоемах и ускоряет ход намораживания льда из отстоянной воды в бассейне-отстойнике с последующем удалением льда за пределы бассейна, предложенный в способе прототипе, за счет более полного использования холодовых и ветроэнергетических ресурсов, имеющихся в зоне БЖРМ в период зимнего сезона с середины ноября по середину марта.The proposed method is included in the water circulation scheme (Fig. 1) of ecological geotechnology for the development of an iron ore deposit, carrying out the operations of enriching an aqueous productive solution and / or industrial product and utilizing water after enrichment, returning it to the underground leaching of useful components of iron ore. The new technical solution locally intensifies the natural process of ice formation in open water bodies and accelerates the freezing of ice from the settled water in the settling basin with the subsequent removal of ice outside the basin, proposed in the prototype method, due to more complete use of cold and wind energy resources available in the BZHRM zone during the winter season from mid-November to mid-March.

Совокупность операций, усовершенствующих способ-прототип, реализуется в следующем виде.The set of operations that improve the prototype method is implemented as follows.

Подачу по трубопроводу водного раствора и/или промпродукта в бассейн-отстойник производят автоматически в объемах, компенсирующих падение уровня зеркала бассейна из-за удаления воды в виде намороженного льда. Выдачу по трубопроводу коллективного концентрата на хранение производят автоматически в объемах, определяемых производительностью обогатительного процесса (количеством удаляемой водной фракции из объема жидкости бассейна).The supply of an aqueous solution and / or by-product through the pipeline to the settling pool is carried out automatically in volumes that compensate for the drop in the level of the pool mirror due to the removal of water in the form of frozen ice. Collective concentrate is piped out for storage automatically in volumes determined by the capacity of the concentration process (the amount of water fraction removed from the pool liquid volume).

Удаление воды из бассейна происходит как путем естественного намораживания льда на носитель (по прототипу), но не статическим, а динамическим способом, так и посредством искусственного усиления ледообразования за счет направленного на участок ледообразования ветрового потока с увеличенной удельной мощностью и за счет дополнительного охлаждения воды промороженным бортом бассейна специальной формы.Water is removed from the pool both by natural freezing of ice on a carrier (according to the prototype), but not by a static but by a dynamic method, and by artificially enhancing ice formation due to the wind flow directed to the ice formation site with increased specific power and due to additional cooling of the water with frozen side of the pool of a special form.

Ускорение хода намораживания льда осуществляется путем:Acceleration of ice freezing is carried out by:

- обдува участка ледообразования ветром с удельной мощностью до N=1,5 кВт/м2 (при обычных для зимы параметрах в зоне БЖРМ: N=146 Вт/м2, средняя скорость ветра Vф=3,6 м/с; плотность воздуха ρ=1.34 кг/м3);- blowing of the ice-forming area by wind with a specific power of up to N = 1.5 kW / m 2 (with the usual parameters for winter in the BZHRM zone: N = 146 W / m 2 , average wind speed Vf = 3.6 m / s; air density ρ = 1.34 kg / m 3 );

- охлаждения слоя воды снизу промороженным до -20°С грунтом;- cooling the water layer from below with soil frozen to -20 ° C;

- перемещения намерзающего слоя льда в зону действия искусственных охлаждающих воду факторов.- moving the freezing layer of ice into the zone of action of artificial water-cooling factors.

На Фиг. 2 изображено: 1 - сердцевина ледяного ролла; 2 - ледяная сфера; 3 - ветроулавливатель; 4 - аксиальные сопельные трубопроводы подачи промпродукта; 5 - тангенциальные сопельные трубопроводы подачи промпродукта; 6 - сетчатый механизм извлечения ледяной сферы из воды; 7 - открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный промпродуктом из устьевого резервуара эксплуатационный скважины; 8 - зеркало бассейна; 9 - трубопровод выдачи коллективного концентрата на хранение; 10 - датчик уровня коллективного концентрата.In FIG. 2 shows: 1 - the core of the ice roll; 2 - ice sphere; 3 - scoop; 4 - axial nozzle pipelines for the supply of industrial product; 5 - tangential nozzle pipelines for the supply of industrial product; 6 - mesh mechanism for extracting an ice sphere from water; 7 - an outdoor pool on the day surface of the earth, filled with industrial products from the wellhead production wells; 8 - pool mirror; 9 - pipeline for the issuance of collective concentrate for storage; 10 - collective concentrate level sensor.

Сферическая сердцевина 1 служит для фиксации слоя намораживаемого льда 2 на сферической поверхности и изготавливается из прочного водоплавающего материала, например, из дерева. Ветроулавливатель 3 забирает движущийся поток морозного воздуха, концентрирует его и направляет на ледяную сферу 2. Сопла 4 обеспечивают вращение сферы 2 в вертикальной плоскости, а сопла 5 - в горизонтальной плоскости, намораживая лед по всей поверхности сферы 2. Датчик контроля погружения сферы 2 в воду (на фигуре не обозначен) контролирует объем намороженного на сердцевину 1 льда, датчик уровня зеркала 8 бассейна 7 (на фигуре не обозначен) контролирует установленный уровень жидкости в бассейне, датчик уровня коллективного концентрата 10 следит за достижением установленных максимальных и минимальных значений уровня. Трал 6 извлекает намороженный лед в виде сферы в накопитель, из которого сферы 2 регулярно извлекаются и доставляются на отложения торфа для весеннего таяния и преобразования в болотную воду, на основе которой получают выщелачивающий агент для подземного выщелачивания руды. The spherical core 1 serves to fix the layer of freezing ice 2 on a spherical surface and is made of durable water-floating material, for example, wood. A scoop 3 picks up a moving stream of frosty air, concentrates it and directs it to the ice sphere 2. Nozzles 4 provide rotation of the sphere 2 in the vertical plane, and nozzles 5 - in the horizontal plane, freezing ice over the entire surface of the sphere 2. Sensor for monitoring the immersion of the sphere 2 in water (not shown in the figure) controls the volume of ice frozen on the core 1, the level sensor 8 of the pool 7 (not indicated in the figure) controls the installed liquid level in the pool, the collective concentrate level sensor 10 monitors the achievement of the set maximum and minimum level values. Trawl 6 extracts frozen ice in the form of a sphere into a reservoir, from which spheres 2 are regularly removed and delivered to peat deposits for spring thawing and conversion into swamp water, on the basis of which a leaching agent for underground ore leaching is obtained.

Общую схему действия системы автоматического регулирования, реализующую способ, иллюстрирует Фиг. 3.The general scheme of an automatic control system implementing the method is illustrated in FIG. 3.

На Фиг. 3 изображено: 2 - ледяная сфера; 3 - ветроулавливатель; 4 - аксиальные трубопроводы подачи промпродукта; 5 - тангенциальные трубопроводы подачи промпродука; 6 - сетчатый механизм извлечения ледяной сферы из воды; 7 - открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный промпродуктом из устьевого резервуара эксплуатационной скважины; 9 - трубопровод выдачи коллективного концентрата на хранение; 10 - датчик уровня коллективного концентрата; 11 - датчик уровня зеркала бассейна; 12 - сервопривод; 13 - запорно-регулирующая арматура.In FIG. 3 shows: 2 - an ice sphere; 3 - scoop; 4 - axial pipelines for the supply of industrial product; 5 - tangential pipelines for industrial product supply; 6 - mesh mechanism for extracting an ice sphere from water; 7 - an outdoor pool on the day surface of the earth, filled with intermediate from the wellhead reservoir of a production well; 9 - pipeline for the issuance of collective concentrate for storage; 10 - collective concentrate level sensor; 11 - level sensor of the pool mirror; 12 - servo drive; 13 - shut-off and control valves.

Работа системы организована одновременно по трем автоматическим каналам: каналу подачи промпродукта из устьевого резервуара эксплуатационной скважины; каналу выдачи коллективного концентрата на хранение; каналу возврата воды после обогащения в процесс подземного выщелачивания руды.The system’s work is organized simultaneously through three automatic channels: a product supply channel from the wellhead of the production well; collective concentrate storage channel; water return channel after enrichment in the process of underground leaching of ore.

Канал подачи действует следующим образом. При опускании уровня зеркала 8 в бассейне 7 датчик 11 вырабатывает управляющий сигнал для сервопривода 12 на приведение в действие запорно-регулирующей арматуры 13, которая открывает запор на сопельных аксиальных 4 и тангенциальных 5 трубопроводах, которые, вращая ледяную сферу 2, производят регулируемый отпуск промпродукта в бассейн 7. Когда уровень зеркала 8 поднимется до установленного положения, датчик 11 вырабатывает сигнал для сервопривода 12 на уменьшение подачи промпродукта или запирания арматуры 13. The feed channel operates as follows. When lowering the level of the mirror 8 in the pool 7, the sensor 11 generates a control signal for the servo drive 12 to actuate the shut-off and control valves 13, which opens the lock on the axial nozzle 4 and tangential 5 pipelines, which, rotating the ice sphere 2, produce controlled tempering of the product in pool 7. When the level of the mirror 8 rises to the set position, the sensor 11 generates a signal for the servo drive 12 to reduce the flow of industrial product or shutoff valves 13.

Канал выдачи действует следующим образом. При достижении датчиком уровня коллективного концентрата 10 верхнего (максимального) установленного уровня вырабатывается управляющий сигнал для сервопривода 12 на отпирание запорно-регулирующей арматуры 13 и производство регулируемой выдачи коллективного концентрата через трубопровод 9 на хранение. После достижения датчиком 10 нижнего (минимального) установленного уровня вырабатывается управляющий сигнал для сервопривода 12 на запирание запорно-регулирующей арматуры 13 и прекращение выдачи по трубопроводу 9 коллективного концентрата. The delivery channel operates as follows. When the sensor reaches the level of collective concentrate 10 of the upper (maximum) set level, a control signal is generated for the servo drive 12 to unlock the shut-off and control valves 13 and the production of controlled delivery of collective concentrate through the pipeline 9 for storage. After the sensor 10 reaches the lower (minimum) set level, a control signal is generated for the servo drive 12 to lock the shut-off and control valves 13 and stop the delivery of collective concentrate through the pipeline 9.

Канал возврата действует следующим образом. В условиях мороза, в поверхностном слое в бассейне 7 вода в зоне действия обдува ветроулавливателя 3 намораживается путем вращения ледяной сферы 2. Вращение сферы 2 обеспечивается напором потока сконцентрированного ветроуловителем 3 движущегося морозного воздуха и напором потоков, сконцентрированных соплами 4 и 5, подаваемого в бассейн 7 промпродукта. При достижении установленного объема намороженного в виде сферы 2 льда датчик контроля погружения сферы 2 в воду вырабатывает управляющий сигнал для исполнительного механизма траления 6 на извлечение сферы 2 из бассейна 7. Далее ледяные сферы 2 транспортируются на дренируемые полигоны, созданные на месторождении руды на перекрывающих отложениях болотного торфа, где в период весеннего таяния талая вода, пройдя отложения торфа, преобразуется болотную воду - основу выщелачивающего агента, используемого в подземном выщелачивании руды. The return channel operates as follows. Under freezing conditions, in the surface layer in the pool 7, the water in the area of blowing of the scoop 3 is frozen by rotating the ice sphere 2. The rotation of the sphere 2 is ensured by the pressure of the flow of moving frosty air concentrated by the scoop 3 and the pressure of the flows concentrated by nozzles 4 and 5 supplied to the pool 7 industrial product. Upon reaching the set volume of ice frozen in the form of a sphere 2, the sensor for monitoring the immersion of the sphere 2 in water generates a control signal for the trawling actuator 6 to extract the sphere 2 from the pool 7. Then, the ice spheres 2 are transported to drained landfills created on the ore deposit on the overlying deposits of the swamp peat, where during the spring thaw, melt water, having passed the deposits of peat, is converted into swamp water - the basis of the leaching agent used in underground leaching of ore.

Необходимо отметить роль геометрического фактора в росте намораживаемой поверхности на фиксаторе льда плоской, цилиндрической или сферической формы. Эксперимент подтвердил преимущество кривых поверхностей перед плоской по удельной производительности намораживания льда с 1 кв. м водной поверхности бассейна-отстойника при прочих равных условиях. Было установлено, что удельные производительности намораживания пластины, цилиндра и сферы соотносятся между собой как 1:3:4.It should be noted the role of the geometric factor in the growth of the freezing surface on the ice fixer of a flat, cylindrical or spherical shape. The experiment confirmed the advantage of curved surfaces over a flat one in terms of the specific productivity of freezing ice from 1 sq. Km. m of the water surface of the settling basin, ceteris paribus. It was found that the specific productivity of freezing the plate, cylinder and sphere are related to each other as 1: 3: 4.

Кроме того, применение динамического намораживания льда на вращающейся сфере не дает последней примерзать к закраинам льда и, поэтому, отпадает необходимость вырубки сферы из закраин льда при ее извлечении из бассейна-отстойника.In addition, the use of dynamic freezing of ice on a rotating sphere does not allow the latter to freeze to the edges of the ice and, therefore, there is no need to cut the sphere out of the edges of the ice when it is removed from the settling basin.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении эффективного обогащения водного продуктивного раствора в континентальных климатических условиях сибирской зимы при создании синтетического эколого-экономического эффекта за счет весеннего рециклинга технической воды в процесс подземного выщелачивания в геотехнологии освоения железорудного месторождения.The technical result from the use of the invention is to provide effective enrichment of the aqueous productive solution in the continental climatic conditions of the Siberian winter while creating a synthetic environmental and economic effect due to spring recycling of process water into the underground leaching process in the geotechnology of developing the iron ore deposit.

Claims (8)

1. Способ обогащения водного продуктивного раствора в период зимнего сезона, включающий сбор водного продуктивного раствора в устьевом резервуаре эксплуатационной скважины добычного участка подземного выщелачивания полезных компонентов руд выщелачивающим агентом на основе болотной воды из перекрывающих месторождение руды торфяных отложений, подачу по трубопроводу водного продуктивного раствора после извлечения, при необходимости, самого ценного полезного компонента руды, в открытый бассейн на дневной поверхности земли вблизи от устья эксплуатационной скважины, стратификацию путем отстоя жидкости в бассейне на водную фракцию у зеркала бассейна и фракцию коллективного концентрата полезных компонентов руды у дна бассейна, удаление воды с поверхности зеркала бассейна путем намораживания льда и последующего его извлечения из бассейна, выдачу по трубопроводу коллективного концентрата на хранение, отличающийся тем, что подачу водного продуктивного раствора производят автоматически пропорционально падению уровня зеркала бассейна, удаление воды из бассейна производят автоматически посредством ускоренного намораживания льда в форме сфер и их периодического извлечения из приповерхностного водного слоя бассейна с последующим возвращением воды после обогащения в процесс подземного выщелачивания путем пропитки болотных торфяных отложений, перекрывающих добычной участок месторождения руды при весеннем таянии льда, выдачу коллективного концентрата производят автоматически при достижении заданного уровня коллективного концентрата в объеме жидкости бассейна.1. A method of enrichment of an aqueous productive solution during the winter season, including collecting an aqueous productive solution in the wellhead of a production well of a production site of an underground leaching of useful ore components by a leaching agent based on swamp water from peat deposits blocking the ore deposit, supplying an aqueous productive solution through the pipeline after extraction , if necessary, of the most valuable useful ore component, to an open pool on the surface of the earth near the mouth of the production well, stratification by settling liquid in the pool to the water fraction at the pool mirror and the fraction of the collective concentrate of useful ore components at the bottom of the pool, removing water from the surface pool mirrors by freezing ice and then removing it from the pool, dispensing collective concentrate through the pipeline for storage, characterized in that the supply of the aqueous productive solution is automatically proportional To reduce the level of the pool mirror, the water is removed from the pool automatically by accelerated freezing of ice in the form of spheres and their periodic extraction from the near-surface water layer of the pool with subsequent return of water after enrichment to the underground leaching process by impregnation of swamp peat deposits that overlap the mining section of the ore deposit at spring melting of ice, the issuance of collective concentrate is carried out automatically upon reaching a predetermined level of collective concentrate in the volume of pool fluid. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ускоренное намораживание льда в форме сферы производят путем вращения сферы вокруг центра симметрии.2. The method according to p. 1, characterized in that the accelerated freezing of ice in the form of a sphere is carried out by rotating the sphere around the center of symmetry. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что вращение сферы создают путем истечения в атмосфере сопловых струй подаваемого водного продуктивного раствора на сферическую поверхность намерзания.3. The method according to p. 2, characterized in that the rotation of the sphere is created by the outflow in the atmosphere of nozzle jets of the supplied aqueous productive solution onto the spherical freezing surface. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что истечение сопловых струй подаваемого водного продуктивного раствора осуществляют тангенциально в водном приповерхностном слое бассейна круглой формы.4. The method according to p. 3, characterized in that the outflow of nozzle jets of the supplied aqueous productive solution is carried out tangentially in the aqueous surface of the circular pool. 5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что ускоренное намораживание производят до момента погружения сферы в приповерхностный водный слой бассейна на глубину, соответствующую покрытию водой более трех четвертей сферической поверхности.5. The method according to p. 2, characterized in that accelerated freezing is carried out until the sphere is immersed in the surface layer of the pool to a depth corresponding to covering more than three quarters of the spherical surface with water. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ускоренное намораживание льда в форме сферы производят путем направленного обдува атмосферным воздухом поверхности намерзающего льда.6. The method according to p. 1, characterized in that the accelerated freezing of ice in the form of a sphere is carried out by directed blowing with atmospheric air of the surface of the freezing ice. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что периодическое извлечение намороженного льда в форме сфер из бассейна производят путем траления.7. The method according to p. 1, characterized in that the periodic extraction of frozen ice in the form of spheres from the pool is carried out by trawling. 8. Система автоматизированного регулирования для реализации способа по п. 1, содержащая открытый бассейн на дневной поверхности земли, заполненный водным продуктивным раствором, трубопровод подачи водного продуктивного раствора, снабженный запорной арматурой, фиксатор льда, устройство извлечения льда с водной поверхности бассейна, трубопровод выдачи коллективного концентрата полезных компонентов руды на хранение, снабженный запорной арматурой, отличающаяся тем, что содержит ветроулавливатель, водоплавающую шаровидную сердцевину ледяной сферы, аксиальные сопельные трубопроводы подачи промпродукта, оснащенные запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня зеркала бассейна, тангенциальные сопельные трубопроводы подачи промпродука, оснащенные запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня зеркала бассейна, датчик погружения ледяной сферы, траловый сетчатый механизм извлечения ледяной сферы из бассейна, трубопровод выдачи коллективного концентрата, оснащенный запорно-регулирующей арматурой, сервоприводом, датчиком уровня коллективного концентрата.8. An automated control system for implementing the method according to claim 1, comprising an outdoor pool on the day surface of the earth filled with an aqueous productive solution, an aqueous productive solution supply pipe equipped with shutoff valves, an ice fixer, an ice extraction device from the pool’s water surface, a collective dispensing pipe concentrate of useful ore components for storage, equipped with shutoff valves, characterized in that it contains a scoop, a water-melting spherical core of the ice sphere, axial nozzle pipelines for supplying industrial products, equipped with shut-off and regulating valves, a servo drive, a mirror level sensor for the pool, tangential nozzle pipelines for supplying industrial products equipped with shut-off and control valves, servo-driver, pool mirror level sensor, ice sphere immersion sensor, trawl net mechanism for extracting the ice sphere from the pool, collective concentrate discharge pipeline equipped shut-off and control valves, servo-drive, collective concentrate level sensor.
RU2019124823A 2019-08-02 2019-08-02 Method of enriching aqueous product solution during winter season and automatic control system for implementation thereof RU2722675C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124823A RU2722675C1 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Method of enriching aqueous product solution during winter season and automatic control system for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124823A RU2722675C1 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Method of enriching aqueous product solution during winter season and automatic control system for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722675C1 true RU2722675C1 (en) 2020-06-03

Family

ID=71067461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124823A RU2722675C1 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Method of enriching aqueous product solution during winter season and automatic control system for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722675C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1816260A (en) * 1930-04-05 1931-07-28 Lee Robert Edward Method of repressuring and flowing of wells
RU2071671C1 (en) * 1994-09-23 1997-01-10 Акционерная компания трубопроводного транспорта нефтепродуктов АК "Транснефтепродукт" METHOD FOR CLEANING SOIL CONTAMINATED WITH OIL OR OIL PRODUCT
RU2569607C2 (en) * 2013-12-25 2015-11-27 Сергей Борисович Татауров Line for heap cryoleaching of gold-bearing rocks
RU2594912C2 (en) * 2015-08-07 2016-08-20 Владимир Иванович Лунев Method for development of deep water-flooded deposit of oolitic waste of ironstone ores
RU2600229C2 (en) * 2015-07-24 2016-10-20 Владимир Иванович Лунев Method of development of water-bearing deposit of ironstone ores of oolitic structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1816260A (en) * 1930-04-05 1931-07-28 Lee Robert Edward Method of repressuring and flowing of wells
RU2071671C1 (en) * 1994-09-23 1997-01-10 Акционерная компания трубопроводного транспорта нефтепродуктов АК "Транснефтепродукт" METHOD FOR CLEANING SOIL CONTAMINATED WITH OIL OR OIL PRODUCT
RU2569607C2 (en) * 2013-12-25 2015-11-27 Сергей Борисович Татауров Line for heap cryoleaching of gold-bearing rocks
RU2600229C2 (en) * 2015-07-24 2016-10-20 Владимир Иванович Лунев Method of development of water-bearing deposit of ironstone ores of oolitic structure
RU2594912C2 (en) * 2015-08-07 2016-08-20 Владимир Иванович Лунев Method for development of deep water-flooded deposit of oolitic waste of ironstone ores

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДОМАРЕНКО В.А. и др., "Возможности подземного выщелачивания с использованием минеральных кислот при разработке месторождений Западно-Сибирского железорудного бассейна", Вестник науки Сибири, N1(1), 2011, с. 39-44. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rao India's water wealth
Allison et al. Recharge in karst and dune elements of a semi-arid landscape as indicated by natural isotopes and chloride
RU2600229C2 (en) Method of development of water-bearing deposit of ironstone ores of oolitic structure
RU2594912C2 (en) Method for development of deep water-flooded deposit of oolitic waste of ironstone ores
Fortin et al. Hydrogeology and hydrochemistry of an aquifer-aquitard system within glacial deposits, Saskatchewan, Canada
Leap Geological occurrence of groundwater
RU2707611C2 (en) Method for environmental development of iron-ore deposit
RU2722675C1 (en) Method of enriching aqueous product solution during winter season and automatic control system for implementation thereof
Banin et al. Secondary desertification due to salinization of intensively irrigated lands: The Israeli experience
RU2722676C1 (en) Method of enrichment of aqueous product solution during winter season and actuator for implementation thereof
Rétháti Groundwater in civil engineering
RU2728035C1 (en) Method of enrichment of aqueous product solution during winter season and automatic device for implementation thereof
Bloyd Water resources of the Antelope Valley-East Kern Water Agency area, California
Berkstresser Data for springs in the northern Coast Ranges and Klamath Mountains of California
Mack Geology and ground-water features of Shasta Valley, Siskiyou County, California
RU2722677C1 (en) Method of enriching an aqueous product solution during the demi-season period and self-adjusting automatic control system for realizing the method
Cardwell Geology and ground water in Russian River Valley areas and in Round, Laytonville, and Little Lake Valleys, Sonoma and Mendocino Counties, California
Wood Geology and ground-water features of the Butte Valley region, Siskiyou County, California
Salis et al. Mining under a limestone aquifer in southern Sardinia: a multiobjective approach
Schad Western water resources: means to augment the supply
Trapp Jr et al. Geology and ground-water resources of Hettinger and Stark Counties
WATERS 84 ARID LANDS
Geraghty Ground water—a neglected resource
Shatz et al. MODERN CRYOECOLOGICAL CONDITIONS OF THE KYUCHUS GOLD-ANTIMONY DEPOSIT (NORTH-EASTERN YAKUTIA)
Li et al. Typical Cases and Analysis of Water and Mud Inrush in Tunnels