Разработка месторождений методом выщелачивания в них полезных компонентов

26.09.2020

Выщелачиванием называют операцию, имеющую своей целью растворение отдельных составляющих данного материала и отделение полученных растворов от нерастворимого осадка. Процесс выщелачивания основан на способности того или другого извлекаемого вещества растворяться лучше, чем остальные составные части материала. Этот способ добычи применяется на месторождениях рудных и нерудных ископаемых.

Методом выщелачивания разрабатываются как массивные сплошные месторождения соли, так и месторождения соленосных глин, состоящие из глин, мергелей, гипса, ангидрита и каменной соли в количестве 30—60%. При этом разработка ведется с помощью выщелачивания в подземных выработках и в буровых скважинах. Соляные растворы (рассолы) выкачиваются на поверхность, где соль извлекается из них выпариванием.

Выщелачивание в подземных выработках (камерах) производится путем специальной подготовки месторождения для разделения его на камеры и целики, рассечки камер и образования отрезных щелей для ввода в последние растворителя (воды), проведения выработок для размещения трубопроводов воды и рассола.

В зависимости от мощности соляной залежи она разделяете на несколько горизонтов (рис. 236, а). На каждом горизонте от ствола проводятся основные и перпендикулярно к ним панельные штреки, а из последних — орты. Орты всех горизонтов соединяются скважинами, расширяемыми путем размыва до диаметра в 1,2—1,3 м. Из скважин по оси камер проводятся рассечки из расчета оставления надежных потолочин между будущими камерами смежных этажей. В рассечке камеры на ее высоту устраивается щель шириной 0,0—1,0 м и затем впускается вода до уровня на 2 м ниже кровли щели, в результате чего происходит выщелачивание боковых поверхностей щели и рассечки. Через определенный промежуток времени (10—15 дней) образовавшийся рассол выпускается через трубы в рассолопровод и в камеру вновь впускается вода (после заделки глиной обнаруженных в камере промоин). Соляной массив размывается до установленной ширины камер. Срок эксплуатации одной камеры 3—5 лет с выдачей в год около 50 тыс. м3 рассола крепостью 310 г/л. При годовой производительности шахты 2,5 млн. м3 рассола количество занятых рабочих составляет 35—40 чел., извлечение запасов 25—30%.

Процесс выщелачивания производится также с помощью предварительно вырабатываемых обычным способом камер с горизонтальными размерами 15—20x40—50 м, заполняемых содой до самой кровли. Соль выщелачивается из стенок и кровли каждой камеры. Нерастворимые материалы (глина, ангидрит и др.) выпадают па подошву камеры и этим предохраняют ее от воздействия воды. При большом количестве пустых пород в месторождении происходит самозакладка камер, поэтому данный метод наиболее целесообразен для разработки месторождений соленосных глин.

Заполнение камер водой и спуск рассолов по трубопроводам производятся периодически по мере насыщения рассолов.

Выщелачивание в буровых скважинах осуществляется с помощью скважин, проведенных с поверхности или из подземных выработок. Этот способ разработки является древнейшим и применяется для добычи соли и для содового производства обычно при разработке сплошных месторождений. При выщелачивании через буровые скважины, проведенные с поверхности, скважины углубляются до пласта соли и укрепляются обсадными трубами. Трубы имеют отверстия для поступления подземных вод, растворяющих соль. Соляной раствор выкачивается на поверхность поршневым или воздушным насосом (аэрлпфт).

В обсадную трубу вводится труба меньшего диаметра. Если почвенной воды недостаточно или она загрязнена различными примесями, то во внутреннюю трубу нагнетают под необходимым давлением чистую воду. Тогда насыщенный соляной раствор поднимается по кольцеобразному пространству между трубами. Нагнетаемая вода растворяет соль, образуя камеры, которые могут соединяться между собой на участке смежных скважин. В этом случае принимается другая схема: чистая вода накачивается через одну скважину, а соляной раствор выкачивается из других. После обрушения скважин пробуривают новые. Выщелачивание соли через буровые скважины дает извлечение запасов порядка 15%. Более рационально выщелачивание соли в камерах.

Извлечение металлов, главным образом меди, способом выщелачивания основано на положениях гидрометаллургии — раздела металлургии, охватывающего так называемые «мокрые» способы извлечения металлов из руд, рудных концентратов или отходов других производств. Разработка медного месторождения методом выщелачивания в основном сводится к растворению меди, находящейся в месторождении, водой или каким-либо раствором с последующей выдачей последнего на поверхность насосами (при вскрытии стволами) или самотеком по желобам (при вскрытии штольнями) и осаждением (восстановлением) меди железным скрапом. Наиболее легко растворяются из числа медных минералы халькоцит, борнит и в измельченном состоянии халькопирит.

Применение подземного выщелачивания показало возможность дополнительного извлечения меди из руды на месте ее залегания.

Опыт выщелачивания меди с целью разработки месторождений в промышленных масштабах имеется в условиях доработки месторождений и их участков, эксплуатировавшихся системами с обрушение и законсервированных в связи с низким содержанием меди-отработки пожарных участков при подземной добыче колчеданных руд и эксплуатации участков месторождений, подвергшихся искусственному поджогу с целью окисления руды в месте ее залегания.

В результате подземного выщелачивания получались растворы содержащие медь в количестве 2—9 г/л. Извлечение меди из растворов достигает 98—99%, тогда как из запасов в участках месторождений — 29—80%. Расход воды на 1 кг меди 0,45 м3. Себестоимость 1 т добытой меди получается в три и более раз дешевле чем при отработке добытых руд обогатительными способами с пирометаллургической переработкой концентратов. В особенности целесообразно применять метод выщелачивания окисленных медных руд, огромные запасы которых остаются почти не использованными, так как эти руды или не поддаются, или плохо поддаются флотационному обогащению.

Опыты и исследования показали, что подземное выщелачивание может быть осуществлено в условиях месторождений, породы которых нейтральны к действию растворителей, а в руде имеются минералы (например, пирит), могущие в соприкосновении с водой и воздухом образовывать на месте необходимые растворители для минералов извлекаемых компонентов (на медных месторождениях серной кислоты для окисленных руд и сульфатокиси железа для сульфидных руд).

Очень важным условием является степень измельчения рудного материала.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна