Способ извлечения полезных компонентов из хвостов обогащения

Изобретение относится к области геотехнологии, физико-химических методов извлечения полезных компонентов и может быть использовано при кучном выщелачивании полезных компонентов из хвостов обогащения. Способ включает складирование массива хвостов обогащения, подачу выщелачивающего раствора, сбор продукционного раствора и извлечение из него полезных компонентов. Перед подачей выщелачивающего раствора массив хвостов обогащения осушают. На поверхность массива укладывают гигроскопический материал. Подачу в массив выщелачивающего раствора осуществляют до полного его насыщения. Накапливающийся в гигроскопическом слое продукционный раствор удаляют отжимом, испарением, волновыми колебаниями или самотеком. При этом подачу выщелачивающего раствора осуществляют соразмерно скорости удаления продукционного раствора из гигроскопического материала. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости и повышение извлечения полезных компонентов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области геотехнологии, физико-химических методов извлечения полезных компонентов и может быть использовано при кучном выщелачивании.

Известны способы подземного выщелачивания полезных компонентов (Горная энциклопедия. М.: Сов. Энциклопедия, в 5-ти т. 1991, т.1, с. 465-467), включающие проходку скважины, подачу реагента и его фильтрационный поток в массиве, растворение и перевод в жидкую фазу полезных компонентов и откачку продуктивных растворов на поверхность.

Более близким аналогом по совокупности существенных признаков и назначению является способ извлечения полезных компонентов из хвостов обогащения (RU 2166373 С1, МПК В03В 7/00, опубл. 10.05.2001), включающий складирование массива хвостов обогащения, подачу выщелачивающего раствора, сбор продукционного раствора и извлечение из него полезных компонентов.

Недостатками аналогов выщелачивания являются трудоемкость подготовительных операций и невысокая эффективность.

Целью предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и повышение извлечение полезных компонентов

Поставленная цель достигается тем, что перед подачей выщелачивающего раствора массив хвостов обогащения осушают. Осушение массива производят откачкой свободной воды через зумпф. Зумпф может быть один с размещением его в центральной части или из нескольких, распределенных равномерно по площади, если не удается удалить воду с одной точки. На поверхность массива укладывают гигроскопический материал. Гигроскопический материал, выложенный слоем по поверхности, призван впитывать и удерживать в слое продукционный раствор. Подачу в массив выщелачивающего раствора осуществляют до полного его насыщения. Накапливающийся в гигроскопическом слое продукционный раствор удаляют отжимом, испарением, волновыми колебаниями или самотеком, при этом подачу выщелачивающего раствора осуществляют соразмерно скорости удаления продукционного раствора из гигроскопического материала.

Исходный материал хвостов обогащения подвергают переукладке, причем в самый нижний слой укладывают крупную фракцию, а поверхность массива формируют с уклоном к месту сбора продукционного раствора. Переукладку материала хвостов обогащения осуществляют для обеспечения высокой скорости движения раствора по массиву. Поскольку движение раствора осуществляется снизу вверх, то крупнофракционный состав в основании массива обеспечит беспрепятственный равномерный подвод выщелачивающего раствора по всей площади основания. Кроме того, в процесс переукладки материала массива приведет к разрыхлению, что повысит коэффициент пористости массива. Дневную поверхность массива формируют с уклоном к месту сбора продукционного раствора. При переукладке рельеф поверхности может быть сформирован таким образом, что продукционный раствор, накапливаясь в слое гигроскопического материала, будет самотеком стекать по созданным уклонам к месту сбора, в приемный зумпф, откуда будет перекачиваться на извлечение.

Гигроскопический материал на поверхности укладывают в два слоя, причем верхним слоем укладывают материал, гигроскопические свойства которого выше нижнего, а поверхность верхнего слоя гидроизолируют. Нижний слой укладывают с обеспечением тесного капиллярного контакта с поверхностью массива. Верхний же слой, в силу более высоких гигроскопических свойств, обеспечивает надежное впитывание раствора и освобождение от него нижнего слоя, обусловливая постоянную его готовность к приему раствора их массива. Поверхность верхнего слоя гидроизолируют, что исключает попадание в продукционный раствор внешних осадков.

Массив хвостов обогащения обрабатывают низкочастотными акустическими колебаниями. Озвучивание массива колебаниями низкочастотного диапазона интенсифицирует массообменные процессы. Периодическая волновая обработка слоя гигроскопического материала позволит вытеснять из капилляров продукционный раствор, например, на его поверхность, откуда его можно свободно собирать и направлять на извлечение полезных компонентов. Периодическое освобождение капилляров в слое гигроскопического материала будет постоянно поддерживать свойства впитывания.

Между слоем гигроскопического материала и поверхностью массива хвостов обогащения укладывают геохимический барьер для осаждения и накапливания полезных компонентов при прохождении продукционного раствора из массива в слой гигроскопического материала. Геохимический барьер предназначен для осаждения в нем соединений полезных компонентов при прохождении продукционного раствора в гигроскопичекий слой.

Продукционный раствор испаряют в слое гигроскопического материала. Удаление части воды из продукционного раствора в слое гигроскопического материала испарением позволит поддерживать гигроскопические свойства материала длительный период в работоспособном состоянии без принудительного освобождения емкости слоя. При испарении воды полезные компоненты будут кристаллизоваться и осаждаться в твердом виде в капиллярах. По мере заполнения гигроскопического материала твердой фазой впитывающие свойства слоя будут снижаться. В этом варианте предусматривают периодическую замену слоя гигроскопического материала. Для осуществления испарения воды может быть применена, к примеру, встроенная спираль накаливания.

Удаление продукционного раствора из слоя гигроскопического материала осуществляют посредством волновой обработки. Периодическая волновая обработка слоя гигроскопического материала позволит вытеснять из капилляров продукционный раствор, например, на его поверхность, откуда его можно свободно собирать и направлять на извлечение полезных компонентов. Периодическое освобождение капилляров в слое гигроскопического материала будет постоянно поддерживать свойства впитывания.

Между слоем гигроскопического материала и поверхностью массива хвостов обогащения укладывают геохимический барьер, в котором осаждают и накапливают полезные компоненты при прохождении продукционного раствора из массива в слой гигроскопического материала. Геохимический барьер предназначен для осаждения в нем соединений полезных компонентов при прохождении продукционного раствора в гигроскопический слой.

Рассмотрим способ на примере конкретного исполнения.

На чертеже показана схема хвостохранилища, где 1 - массив хвостов обогащения, 2 - зумпф, 3 - слой гигроскопического материала, 4 - геохимический барьер.

В центральной части хвостохранилища, до его ложа массива хвостов 1, проходит зумпф 2. Откачиванием воды из зумпфа 2 проводят осушение всего массива хвостов обогащения 1. Во время осушения на поверхность хвостов обогащения 1 укладывают слой гигроскопического материала 3 После того, как массив хвостов обогащения 1 осушен и уложен слой гигроскопического материала 3, массив хвостов обогащения 1 насыщают выщелачивающим раствором. Насыщение осуществляют подачей раствора через зумпф 2. Выщелачивающий раствор заполняет массив 1. После заполнения выщелачивающим раствором до уровня поверхности, слой гигроскопического материала начинает впитывать продукционный раствор по всей поверхности и накапливать его внутри слоя. По мере заполнения гигроскопического слоя 3 продуктивный раствор удаляют либо принудительно методом отжима, испарением или волновыми колебаниями, либо самотеком по сформированным уклонам по поверхности к месту сбора. Продукционный раствор откачивают на извлечение из него полезных компонентов и восстановление выщелачивающих свойств. Восстановленный выщелачивающий раствор вновь подают в массив.

При наличии слоя геохимического барьера 4 перед слоем гигроскопического материала 3, продукционный раствор перед впитыванием слоем гигроскопического материала 3 проходит через геохимический барьер 4. В нем происходит осаждение и накапливание полезных компонентов, а сам раствор откачивают, восстанавливают выщелачивающие свойства и затем также возвращают в массив.

Представленный способ извлечения полезных компонентов из хвостов обогащения позволяет:

- повысить эффективность добычи за счет использования природных механизмов и ресурсов недр;

- расширить минерально-сырьевую базу за счет вовлечения в разработку техногенных объектов;

- осуществлять доизвлечение полезных компонентов из хвостов обогащения.

1. Способ извлечения полезных компонентов из хвостов обогащения, включающий складирование массива хвостов обогащения, подачу выщелачивающего раствора, сбор продукционного раствора и извлечение из него полезных компонентов, отличающийся тем, что перед подачей выщелачивающего раствора массив хвостов обогащения осушают, на поверхность массива укладывают гигроскопический материал, подачу в массив выщелачивающего раствора осуществляют до полного его насыщения и накапливающийся в гигроскопическом слое продукционный раствор удаляют отжимом, испарением, волновыми колебаниями или самотеком, при этом подачу выщелачивающего раствора осуществляют соразмерно скорости удаления продукционного раствора из гигроскопического материала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходный материал хвостов обогащения подвергают переукладке, причем в самый нижний слой укладывают крупную фракцию, а поверхность массива формируют с уклоном к месту сбора продукционного раствора.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гигроскопический материал на поверхности укладывают в два слоя, причем верхним слоем укладывают материал, гигроскопические свойства которого выше нижнего, и поверхность верхнего слоя гидроизолируют.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что массив хвостов обогащения обрабатывают низкочастотными акустическими колебаниями.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что между слоем гигроскопического материала и поверхностью массива хвостов обогащения укладывают геохимический барьер для осаждения и накапливания полезных компонентов при прохождении продукционного раствора из массива в слой гигроскопического материала.