Способ выщелачивания металлов переменным электрическим током

 

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при кучном и подземном выщелачивании металлов из руд. Рудную залежь вскрывают скважиннами и оборудуют обсадными колоннами, фильтрами, оголовками и электродами. Частоту подаваемого переменного электрического тока выбирают в соответствии с частотой собственных оптических колебаний решетки выщелачиваемых минералов. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при кучном и подземном выщелачивании металлов из руд, в том числе и золота.

Известен способ подземного выщелачивания металлов [1] включающий вскрытия рудной залежи скважинами, подачу в них технологических растворов, выщелачивающих металлы из руд, откачку технологических продуктивных растворов.

Недостатком данного способа являются высокие экологические издержки вследствие засорения недр технологическими растворами, содержащими токсичные активные агенты (цианиды, кислоты, щелочи и др.).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ [2] включающий оконтуривание рудной залежи скважинами, размещение в них электродов и подачу на них постоянного или переменного электрического тока.

Недостатком данного способа является высокий расход электроэнергии на выщелачивание металлов.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности выщелачивания металлов за счет снижения расхода электроэнергии путем оптимального выбора частоты применяемого переменного электрического тока.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего бурение скважин, их обсадку, оборудование оголовками, размещение в них электродов, подачу технической воды и электроэнергии, частоту подаваемого переменного электрического тока определяют в соответствии с параметрами выщелачиваемых руд (металлов).

При этом необходимо учитывать широко известный в геологии и геохимии, но до сих пор не нашедший применения в технике и технологии, факт зависимости проводимости рудных минералов от частоты прикладываемого переменного электрического тока (Шуй Р.Т. Полупроводниковые рудные минералы. Л. Недра, 1979, с. 78). В этом случае электрическое сопротивление минералов зависит от того, насколько частота переменного электрического тока совпадает с частотой собственных оптических колебаний решетки выщелачиваемых минералов. И чем больше совпадение, тем меньше сопротивление минералов, от чего в значительной мере зависят потери электроэнергии, а следовательно, и эффективность процесса выщелачивания в целом.

На чертеже представлен вариант схемы подземного выщелачивания металлов переменным электрическим током, где 1 рудная залежь, 2 и 3 скважины с электродами; стрелками показано направление миграции растворов (вод) и электрического тока.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально рудную залежь 1 вскрывают скважинами 2 и 3. Скважины обсаждают (не показано) полиэтиленовыми трубами, затем в них размещают электроды (не показано). Если рудная залежь не обводнена, то в скважину 2 подают воды, в некоторых случаях интенсификации процесса выщелачивания металлов технологические растворы, содержащие активные агенты. Затем на электроды подают переменный электрический ток, Причем с частотой, соответствующей частоте собственных оптических колебаний решетки минералов выщелачиваемой залежи. В этом случае потери электроэнергии будут минимальными при максимальном извлечении металла из руд в растворы.

В результате будет происходить выщелачивание металлов из руд и миграция металлоносных растворов к откачной скважине 3, через которые их извлекают на дневную поверхность и направляют далее, на гидрометаллургический завод. В случае, если руды залежи 1 являются малопроницаемыми для растворов, то их предварительно взрыхляют, например, взрывами. Далее технология остается прежней.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит подземное выщелачивание золота из руд.

Первоначально вскрывают рудную залежь 1 скважинами 2 и 3 с внутренним диаметром 155 мм. Скважины обсаждают полиэтиленовыми трубами, оборудуют фильтрами КДФ-120-08 и оголовками, снабжают электродами (не показано). Бурение скважины осуществляют установкой БУ-20-2УШ. Затрубное пространство скважины заполняется гидроизоляционным материалом.

При подаче в скважину 2 технологических растворов, содержащих оксихлориды натрия, одновременно на электроды подают переменный электрический ток с параметрами: V 4 6B, плотность тока J_a 0,5-5 A·дм^-2 и частотой колебаний порядка 10¹³ Гц, создавая между электродами (и соответственно, скважинами 2 и 3) разность напряжений. В результате будет обеспечено электровыщелачивание золота из руд, его миграция в составе золотосодержащих воз к скважине 3 и извлечение через нее на поверхность. Так как при таком выщелачивании сопротивление горной массы понижается на 2,5 порядка, то и потери электроэнергии будут в 2,5 раза ниже.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса выщелачивания металлов за счет снижения расхода электроэнергии путем оптимального выбора частоты переменного электрического тока, Изобретение может быть использовано при подземном, кучном и автоклавном выщелачивании металлов.

Применение изобретения позволит расширить область геотехнологии за счет ведения процесса электровышелачивания металлов в подземных условиях.

Формула изобретения

1. Способ выщелачивания металлов переменным электрическим током, включающий вскрытие рудной залежи скважинами, размещение в них обсадных колонн, фильтров, оголовков и электродов, подачу технологических растворов и электроэнергии, отличающийся тем, что выщелачивание металлов из руд ведут при совпадении частоты подаваемого переменного электрического тока с частотой собственных оптических колебаний решетки выщелачиваемых минералов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что частоту подаваемого переменного электрического тока устанавливают равной 10¹³ Гц.

РИСУНКИ

Рисунок 1