Способ разработки рудных тел и первичных ореолов месторождений ртути

 

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых при эксплуатации месторождений ртути. Цель изобретения - наиболее полное извлечение ртути и обеспечение при этом экологической безопасности добычи. Поставленная цель достигается тем, что ртуть, переведенная в газовую фазу путем прогрева рудной залежи, собирается с помощью сорбентов на месте ее добычи или на месте перевода в газообразное состояние для последующего технологического извлечения.

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых при эксплуатации месторождений ртути.

В практике добычи ртутных и других руд ведущим способом является дробление их с помощью взрывчатых веществ и доставка на земную поверхность. Обычная технология последующего извлечения ртути из руд сводится к окислительно-дистилляционному обжигу (при T=500-600^oС) с выделением металла из газовой фазы путем сбора жидкой ртути после ее конденсации [1] Сравнительно новым является способ разработки гидротермальных месторождений полезных ископаемых (ртутные и сурьмяные руды, арсенопирит), взятый за прототип, путем перевода элементов из твердой фазы в газообразную [2] При добыче ртути из киновари (альфа-HgS) рудное тело вскрывают горными выработками, изолируют реакционное пространство от смежных выработок кирпичными перемычками и обжигают стенки подземных горных выработок путем сжигания жидкого топлива, распыляемого форсункой. Газы с парами ртути отсасывают на поверхность вентилятором и охлаждают в кессонном конденсаторе. Отработанные газы выбрасывают в атмосферу. Собирают образовавшуюся ртуть, содержащую ступпу в конденсаторе, и извлекают чистое вещество.

Данный способ имеет ряд недостатков: неполное извлечение ртути из ртутьсодержащих газов; способ экологически вреден, т.к. не полностью очищенные газы, выбрасываемые в атмосферу, являются источником загрязнения; потеря ртути вследствие осаждения на стенках газовыводящих труб; время использования конденсатора ограничено, т.к. стенки конденсатора разрушаются при снятии ступпо, представляющего собой окалину стенок конденсатора.

Цель изобретения наиболее полное извлечение ртути и обеспечение при этом экологической безопасности добычи.

Эта цель достигается тем, что в способе разработки рудных тел и первичных ореолов месторождений ртути, основанном на ее переводе в газовую фазу путем прогрева рудной залежи, сорбции ртути из газов и получении чистого вещества, ртуть собирается с помощью сорбентов на месте ее добычи или на месте перевода в газообразное состояние для последующего технологического извлечения.

В качестве сорбентов предлагается использовать в измельченном виде ряд сульфидов (борнит, галенит, пирит), исключительные свойства которых в этом отношении благодаря повышенной металличности связей недавно обнаружены. Как показывает расчет, наиболее эффективный из них борнит (Cu₅FeS₄) с размерами частиц 0,01 мм, должен сорбировать около 7 кг Hg на тонну. В роли сорбента могут быть использованы металлические порошки, например, железа, применяемого для очистки от Hg сточных вод. Глинистые минералы (каолин, монтмориллонит и др. ), активно поглощающие Нg благодаря огромной геометрической поверхности, также пригодны для решения поставленной задачи.

Возможность использовать в качестве сорбентов широко распространенные минералы делает предлагаемое решение экономически эффективным. Важным в этом отношении обстоятельством является то, что названные сорбенты можно использовать многократно в циклах извлечения по схеме сорбция-десорбция. Попутно отметим, что расходы на десорбцию Hg незначительны, т.к. ее полное испарение происходит при низкой температуре 350-400^oC. Наконец, эффективность предлагаемого метода может быть повышена за счет комплексного извлечения летучих элементов (Hg, As, Sb и др.).

Сорбционный способ сбора Hg применим при прогреве рудных тел одним из энергоносителей по системам подземных горных выработок. При этом, как нами установлено, Hg извлекается не только из киновари и других собственных минералов, но также из рудных и жильных минералов, содержащих ее, главным образом, в сорбированных формах.

Рассматриваемый метод сбора паров Hg может быть использован также при эксплуатации околорудных метасоматитов и первичных ореолов ртути нового нетрадиционного перспективного источника этого металла. Важным моментом при этом является то, что резко повышается коэффициент извлечения Hg из ее ореолов при размещении названных сорбентов во вскрывающих их рассечках, шпурах и мелких скважинах.

На Акташском ртутном эпитермальном месторождении (Горный Алтай) закачивают в штольни (из которых ранее добывалась киноварь) горячий газ с температурой до 1000^oС, который прогревает стенки выработок и тем самым переводит ртуть разных форм ее нахождения из рудных и жильных минералов в газовую фазу. Перед этим на стеллажах и полотне штолен выбранный сорбент рассыпается в ящики с сетчатым дном или подвешивается в цилиндрических проницаемых упаковках. В процессе естественного охлаждения энергоносителя на сорбенте конденсируются пары ртути. После чего его отправляют на рядом расположенное предприятие для извлечения ртути.

Следующий этап эксплуатации Акташского месторождения сводится к вскрытию горными выработками его околорудных метасоматитов и первичных ореолов ртути. Как и в предыдущем случае, сорбент размещают в специально пройденные рассечки. В шпуры и мелкие скважины вставляют цилиндрический каркас соответствующего диаметра с вложенным в него сорбентом. Прогрев названных выработок производят раскаленным газом или с помощью электрообогревателей, перемещаемых от края ореола в направлении к рудному телу. "Термические" шпуры и скважины в шахматном порядке чередуются с "сорбционными". Сорбент извлекают и отправляют на предприятие для отгонки из него ртути.

Более полное извлечение ртути из ореолов может быть достигнуто путем повторного цикла прогревания пород и сбора паров металла на сорбентах.

Применение данного способа разработки рудных тел и первичных ореолов месторождений ртути обеспечивает: максимально возможное извлечение ртути при разработке рудных тел и первичных ореолов месторождений ртути; резкое снижение уровня опасности для здоровья горняков и окружающей среды при добыче ртути; новый источник добычи использование нетрадиционного сырья (первичные ореолы ртутных месторождений).

Формула изобретения

Способ разработки рудных тел и первичных ореолов месторождений ртути, основанный на ее переводе в газовую фазу путем прогрева рудной залежи, сорбции ртути из газов и получении чистого вещества, отличающийся тем, что сорбцию ртути для последующего технологического извлечения осуществляют на месте ее добычи или перевода в газообразное состояние с помощью размещенных там сорбентов.