Способ скважинного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпей

Авторы патента:

Лавров Александр Юрьевич (RU)

Опарин Виктор Николаевич (RU)

Секисов Артур Геннадиевич (RU)

Тапсиев Александр Петрович (RU)

Смоляницкий Борис Николаевич (RU)

Зыков Николай Васильевич (RU)

E21B43/28 - добыча полезных ископаемых иных, чем углеводороды, растворением, например с помощью щелочного или кислотного выщелачивающего вещества (E21B 43/241 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2609030:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") (RU)

Изобретение относится к технологии подземного выщелачивания золота из песков глубокозалегающих россыпей и может быть использовано при отработке россыпных месторождений, преимущественно глубокозалегающих, с тонким, мелким и дисперсным золотом. Способ скважинного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпей включает подачу в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов через систему закачных скважин с последующим извлечением золота. Перед подачей в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов осуществляют дренаж пластовых вод через систему дренажных скважин. В качестве активированных выщелачивающих растворов применяют электроактивированный концентрированный цианидный раствор, подготовленный на основе гидрокарбонатного, подвергнутого фотоэлектрохимической обработке, который подают в пласт через систему закачных скважин и скважин двойного назначения (закачных-откачных) в верхнюю и нижнюю части продуктивного пласта до полного влагонасыщения песков. После диффузионного выщелачивания основной части золота осуществляют подачу слабого электроактивированного цианидного раствора. Производят откачку продуктивного раствора через скважины двойного назначения и дренажные скважины. Технический результат - повышение эффективности выщелачивания.

Известен способ подземного выщелачивания металлов, в частности золота и серебра, осуществляемого в две стадии. На первой стадии выщелачивания используют раствор хлора, причем подачу хлора регулируют так, чтобы откачной раствор имел рН не ниже 3. Избыток активного хлора в продуктивном растворе восстанавливают перед его переработкой, а переработку раствора осуществляют одним из известных способов - сорбции, цементации или электролиза. На второй стадии отработку пласта продолжают раствором тиосульфата натрия. При этом одновременно происходит восстановление непрореагировавшего активного хлора и нейтрализация вод, чем обеспечиваются экологические требования к пластовым водам рудовмещающего горизонта (см. патент РФ №2074958, МПК Е21В 43/28, опубл. 10.03.97 г.).

Недостатком известного способа является невысокое извлечение металла, обусловленное его потерями с рабочими растворами, и ограничение области его использования для подземного выщелачивания золота из песков россыпей по экологическим соображениям из-за возможных утечек продуктивных растворов с высоким содержанием в них хлорида натрия.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ скважинного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпей и техногенных минеральных образований, включающий подачу в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов через систему закачных скважин, с последующим извлечением золота. Подачу выщелачивающих растворов через систему закачных скважин производят путем инъекции раствора раздельными струями. Первоначально осуществляют подачу гидрокарбонатно-пероксидного раствора, подвергнутого фотоэлектрохимической обработке, затем после паузы осуществляют подачу раствора соляной кислоты с добавлением перекиси водорода, подвергнутого перед подачей ультрафиолетовому облучению. После выстаивания раствора в продуктивном пласте до достижения перехода основной части золота из минеральной массы в продуктивный раствор в скважинах размещают перфорированные капсулы с сорбентом, снабженные электродами, подают на электроды напряжение для обеспечения направленной диффузии ионов растворенного золота к сорбенту и его сорбции, а также довыщелачивания оставшегося в рудном пласте золота, затем насыщенный золотом сорбент извлекают и подвергают регенерации (см. патент РФ №2504648, МПК Е21В 43/28, опубл. 20.01.14 г.).

Недостатком известного способа является продолжительное время извлечения металла, обусловленное низкой скоростью его электродиффузии и потери растворенного золота вследствие переосаждения в прикатодных зонах на частицы глинистых минералов, обладающих сорбционно-активными свойствами, а также ограниченная область использования: при низкой пробности золота его выщелачиванию препятствуют образующиеся при использовании предложенного в изобретении состава растворы хлоридов серебра.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности выщелачивания за счет интенсификации массообменных процессов и снижения потерь золота, обусловленных переосаждением золота на минералы глин и блокированием его нерастворимыми хлоридами серебра.

Результат достигается тем, что способ скважинного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпей, включающий подачу в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов через систему закачных скважин с последующим извлечением золота, отличается тем, что перед подачей в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов осуществляют дренаж пластовых вод через систему дренажных скважин, в качестве активированных выщелачивающих растворов применяют электроактивированный концентрированный цианидный раствор, подготовленный на основе гидрокарбонатного, подвергнутого фотоэлектрохимической обработке, который подают в пласт через систему закачных скважин и скважин двойного назначения (закачных-откачных) в верхнюю и нижнюю части продуктивного пласта до полного влагонасыщения песков, затем после диффузионного выщелачивания основной части золота осуществляют подачу слабоконцентрированного электроактивированного цианидного раствора, затем производят откачку продуктивного раствора через скважины двойного назначения и дренажные скважины.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят бурение и оборудование технологических скважин - дренажных, закачных и скважин двойного назначения (закачных-откачных). Дренажные скважины бурят горизонтально из траншей, пройденных вкрест простирания продуктивного пласта песков на его границе по падению, и оборудуют их сетчатыми или микропористыми фильтрами. Оборудование закачных скважин осуществляют путем установки щелевых цилиндрических распределителей растворов на обсадных трубах в верхней и нижней (припочвенной) частях продуктивного пласта. Оборудование скважин двойного назначения (закачных-откачных) осуществляют путем установки щелевых цилиндрических распределителей растворов на обсадных трубах в верхней части продуктивного пласта, а в его нижней (припочвенной) части устанавливают щелевой фильтр с внешней гравийной засыпкой в зоне локального расширения скважины.

Через дренажные скважины и скважины двойного назначения осуществляют дренаж и откачку пластовых вод. После завершения дренажа через систему закачных скважин и скважин двойного назначения подают электроактивированный концентрированный цианидный раствор, подготовленный на базе гидрокарбонатного, предварительно подвергнутого фотоэлектрохимической обработке, в верхнюю и нижнюю части продуктивного пласта до полного влагонасыщения золотосодержащих песков. Насыщенная выщелачивающим раствором минеральная масса пласта песков россыпи выстаивается в течение 3-10 суток для осуществления диффузионного выщелачивания основной части золота. В этот период продолжают откачку грунтовых и подземных вод только через дренажные скважины. По завершении процесса диффузионного выщелачивания в продуктивный пласт осуществляют подачу слабого электроактивированного цианидного раствора в количестве, обеспечивающем продолжение выщелачивания золота в инфильтрационном или фильтрационном гидродинамическом режиме. Откачку продуктивного раствора производят через скважины двойного назначения и дренажные скважины. Для наблюдения за ходом процесса выщелачивания и исключения утечек выщелачивающих и продуктивных растворов в днище траншей бурят наблюдательные и аварийные скважины.

Пример конкретного использования способа.

Глубокозалегающая (более 15 м по кровле пласта) россыпь золота с мощностью слоя песков от 3.5 до 4.3 м, представленная песчано-гравийными отложениями с преимущественно мелкими (до 0.5 мм) и тонкими (0.1-0.25 мм) частицами золота различной морфологии, а также и его дисперсными формами (золото, сорбированное минералами глин, включенное в решетку магнетита и других шлиховых минералов).

Первоначально в нижней части россыпи (по падению) осуществляют проходку 5-ти дренажных траншей вкрест простирания пласта песков, из нижней части бортов которых бурят горизонтально по его простиранию дренажные скважины диаметром 250 мм с шагом 15 м, которые оборудуют сетчатыми фильтрами. Затем осуществляют бурение и оборудование основных технологических скважин: закачных и скважин двойного назначения (закачных-откачных). Обсадку закачных скважин производят пластиковыми трубами диаметром 150 мм, на которые устанавливают щелевые цилиндрические распределители выщелачивающих растворов, длиной 700 мм, на уровне верхней и нижней (припочвенной) частей продуктивного пласта. Оборудование скважин двойного назначения осуществляют путем установки щелевых цилиндрических распределителей растворов, длиной 700 мм, на обсадных трубах в верхней части продуктивного пласта, а в его нижней (припочвенной) части устанавливают щелевой фильтр длиной 700 мм с внешней гравийной засыпкой в зоне локального расширения скважины до 350 мм. Сеть скважин 5*5 м. Через дренажные скважины и скважины двойного назначения предварительно осуществляют дренаж пластовых вод в течение 3-х суток. После этого откачку вод ведут только из дренажных скважин. После завершения дренажа через систему закачных скважин и скважин двойного назначения в верхнюю и нижнюю части продуктивного пласта до полного (10%-ного) влагонасыщения песков подают активный концентрированный цианидный раствор (3 г/л), подготовленный на базе карбонатного раствора, обработанного предварительно в специальном фотоэлектрохимическом реакторе. Карбонатный раствор готовят из 0.5%-ного водного раствора карбоната натрия путем его электролиза, последующего облучения полученной водно-газовой эмульсии ультрафиолетовой лампой типа ДРТ-230. Активный цианидный раствор готовят путем ввода в обработанный в фотоэлектрохимическом реакторе карбонатный раствор цианида натрия, до концентрации его 5 г/л, и последующей обработки полученной смеси в электрохимическом реакторе при напряжении на электродах 8 В. Насыщенная активным выщелачивающим раствором минеральная масса пласта песков россыпи выстаивается в течение 7 суток для осуществления диффузионного выщелачивания основной части золота. По завершении этого процесса в продуктивный пласт подают электроактивированный цианидный раствор концентрацией 0.02% в количестве 20 м³/сут на каждую скважину, обеспечивающий продолжение выщелачивания золота в инфильтрационном гидродинамическом режиме. Откачку продуктивного раствора производят через скважины двойного назначения и дренажные скважины. После извлечения золота из продуктивного раствора полученный маточный раствор насыщают кислородом, доукрепляют цианидом натрия, реактивируют в электрохимическом реакторе и закачивают в пласт золотосодержащих песков россыпи. Циклы повторяют до достижения экономически оправданного уровня извлечения золота. После окончания выщелачивания золота в продуктивный пласт песков россыпи подают техническую воду, обработанную в фотоэлектрохимическом реакторе, и откачивают получаемый дренажный раствор с остаточными цианидами, частично трансформируемыми в цианаты активным кислородом, образованным при обработке закачиваемой воды, до достижения остаточного уровня содержания цианидов, равного принятой ПДК.

Способ скважинного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпей, включающий подачу в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов через систему закачных скважин с последующим извлечением золота, отличающийся тем, что перед подачей в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов осуществляют дренаж пластовых вод через систему дренажных скважин, в качестве активированных выщелачивающих растворов применяют электроактивированный концентрированный цианидный раствор, подготовленный на основе гидрокарбонатного, подвергнутого фотоэлектрохимической обработке, который подают в пласт через систему закачных скважин и скважин двойного назначения (закачных-откачных) в верхнюю и нижнюю части продуктивного пласта до полного влагонасыщения песков, затем после диффузионного выщелачивания основной части золота осуществляют подачу слабого электроактивированного цианидного раствора, затем производят откачку продуктивного раствора через скважины двойного назначения и дренажные скважины.

Изобретение относится к области горного дела, к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, в частности методом подземного выщелачивания. Способ геотехнологического освоения обводненного месторождения бурожелезняковых руд оолитового строения заключается в том, что участок месторождения, подлежащий разработке, разбуривают технологическими скважинами по определенной сетке, скважины подготавливают к добыче полезного ископаемого, затем через устья закачных скважин в пласт полезного ископаемого закачивают выщелачивающий агент, после чего из выдачных скважин отбирают с использованием напора водоносного горизонта продуктивный раствор.

Способ освоения глубокозалегающего обводненного месторождения бурожелезняковых оолитовых руд // 2594912

Изобретение относится к области горного дела, а именно к геотехнологическому способу добычи твердых полезных ископаемых методом подземного выщелачивания. Способ освоения глубокозалегающего обводненного месторождения бурожелезняковых оолитовых руд посредством подземного выщелачивания полезных компонентов руд включает разбуривание геотехнологическими скважинами добычного участка по сетке, образуемой перемежающимися параллельными рядами закачных и выдачных скважин, пробуренных вкрест направления течения обводняющего пласт полезного ископаемого напорного потока, подготовку геотехнологических скважин к добыче полезного ископаемого, закачку выщелачивающего агента через закачные скважины в пласт полезного ископаемого, растворение полезных компонентов руд с образованием продуктивного раствора, выдачу на дневную поверхность получаемого продуктивного раствора через выдачные скважины.

Способ разработки наклонно залегающего продуктивного пласта полезных ископаемых // 2593849

Изобретение относится к горному и нефтегазовому делу и может быть использовано, в частности, при подземном скважинном выщелачивании соляного пласта, залегающего под определенным наклоном.

Способ разработки рудного массива и подготовки его к выщелачиванию // 2593668

Изобретение относится к технологии подземной разработки рудных месторождений и может быть использовано при шахтной подземной добыче и переработке руд. Способ включает бурение взрывных скважин, заряжание скважин зарядами ВВ, снаряженными контейнерами с выщелачивающими растворами реагентов, отбойку руды и зачистку забоя от продуктов отбойки.

Способ комбинированной разработки руд // 2585293

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземного выщелачивания металлов из руд и техногенных минеральных образований. Способ комбинированной разработки руд включает выемку богатой руды на поверхность, обогащение богатой руды, заполнение выработанного пространства дезинтегрированной закладкой, состоящей из хвостов обогащения богатой руды и рядовой руды, выщелачивание металлов из материалов закладки.

Способ получения металлического продукта на месторождении оолитовых железных руд и технологическая линия для его реализации // 2572896

Изобретение относится к горно-металлургическому комплексу, включая геотехнологии, гидрометаллургию и порошковую металлургию. Способ получения металлического продукта на месторождении оолитовых железных руд включает подземное выщелачивание железа путем первоначального растворения скорлупы оолитов в условиях перемешивания оолитов и раствора соляной кислоты в выемочной камере посредством организованного кругового вращательного движения смеси рудной массы с растворителем вокруг скважинного добычного снаряда, подъем полученного продуктивного раствора хлорида железа на дневную поверхность по скважине, перевод железа из жидкого в твердое агрегатное состояние в виде порошка железа.

Способ переработки бурого угля на месте его залегания // 2563260

Изобретение относится к горному делу. Способ переработки бурого угля на месте его залегания включает бурение вертикальных, наклонных или горизонтальных скважин с дневной поверхности до залежи, одновременное механическое воздействие аксиальной и радиальными гидромониторными струями из скважинного гидродобычного снаряда.

Способ кучного выщелачивания золота из руд // 2557024

Изобретение относится к технологии кучного выщелачивания благородных металлов, например золота, из руд и может быть использовано при освоении месторождений упорных руд.

Способ кучно-скважинного выщелачивания золота из техногенных минеральных образований или песков неглубокозалегающих россыпей // 2553811

Изобретение относится к технологии выщелачивания благородных металлов, например золота. Способ кучно-скважинного выщелачивания золота из техногенных минеральных образований или песков неглубокозалегающих россыпей включает бурение закачных скважин, подачу через них в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов, сбор продуктивных растворов, последующее сорбционное извлечение золота из продуктивных растворов.

Способ извлечения металлов из руд // 2550764

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к технологии выщелачивания металла, и может быть использовано при подземном выщелачивании металлов из руд.

Способ разработки калиевых солей из подземного месторождения // 2625358

Изобретение относится к способу разработки минерала, более конкретно к способу извлечения калиевых солей из подземных месторождений. Способ разработки калиевых солей из подземного месторождения включает введение в полость, образованную в подземном месторождении, водного растворителя калиевой соли и несмешивающейся с водой текучей среды через трубу в скважине, удаление рассола с растворенной калиевой солью через вторую трубу в скважине. Действие растворителя обеспечивает боковое расширение полости с образованием каверны. Несмешивающаяся с водой текучая среда образует изолирующую поверхность раздела между растворителем и потолком каверны. Осуществляют постепенное повышение точки введения водного растворителя калиевой соли и несмешивающейся с водой текучей среды с тем, чтобы обеспечить вертикальное расширение каверны регулируемым образом, причем боковое расширение каверны повторяется с каждым вертикальным повышением каверны. После конечного повышения точки введения водного растворителя калиевой соли и бокового расширения каверны в данной точке осуществляют введение воды через отверстия, перфорированные в трубах с тем, чтобы образовать сток на потолке каверны для приема несмешивающейся с водой текучей среды, которая затем выходит из потолка каверны, и введение второго водного растворителя для растворения калиевой соли, которая обнажается после того, как несмешивающаяся с водой текучая среда вышла в сток. Технический результат – повышение эффективности выщелачивания без увеличения воздействия на экологию. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.