способ селективного внутриотвального обогащения пород

Формула изобретения

1. СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ВНУТРИОТВАЛЬНОГО ОБОГАЩЕНИЯ ПОРОД, включающий формирование дренажного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев пород, обработку последнего выщелачивающим раствором и селективное осаждение металлов в обогащаемом слое, отличающийся тем, что обогащаемый слой формируют из глинистых пород, а при осаждении металлов создают щелочную геохимическую обстановку, при этом выщелачиваемый слой формируют из многокомпонентных металлосодержащих пород.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для создания щелочной геохимической обстановки обработку выщелачиваемого слоя ведут раствором щелочи.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для создания щелочной геохимической обстановки, обработку выщелачиваемого слоя ведут раствором слабой угольной или борной или фосфорной кислот, образующих в процессе миграции щелочи.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на обогащаемом слое укладывают перфорированные трубопроводы, а для создания щелочной геохимической обстановки в них подают растворы карбонатов, при этом обработку выщелачиваемого слоя ведут раствором неогранических кислот.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для создания щелочной геохимической обстановки на поверхности обогащаемого слоя укладывают слой карбонатных пород.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве глинистых пород для барьерного слоя используют каолин или монтмориллонит.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при внутриотвальном обогащении пород.

Известен способ складирования горных пород (а.с. N 1639148, 1990), включающий формирование антифильтрационного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев, растворение и осаждение металлов за счет испарения растворов.

Недостатками данного метода являются его низкая эффективность и невозможность селективного внутриотвального обогащения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ складирования пород (а. с. N 1662167, 1991), включающий формирование дренажного, антифильтрационного, выщелачиваемого и обогащаемого слоев и обеспечение внутриотвального обогащения некондиционных руд.

Недостатком данного способа является недостаток, указанный выше.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса внутриотвального обогащения за счет создания щелочной геохимической обстановки и селективного осаждения металлов.

Цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование дренажного, обогащаемого и выщелачиваемого слоев и обработку технологическими растворами, на дренажном слое формируют слой глин, затем выщелачиваемый слой из многокомпонентных металлосодержащих пород, обработку которого ведут щелочными или кислотными растворами, т.е. обеспечивают щелочную геохимическую обстановку. В последнем случае применяют или кислоты, образующие в процессе миграции щелочи (угольная, борная и фосфорная кислоты, гидролизуясь, образуют гидроксильные ионы, обуславливающие щелочные свойства растворов) (Зенин А.А и др. Гидрохимический словарь, Л. Гидрометеоиздат, 1988, с. 223), либо вещества, обеспечивающие образование щелочей (растворы или слои карбонатов).

При обработке выщелачиваемого слоя растворами активных агентов происходит растворение большой группы металлов, миграция металлоносных растворов в обогащаемый барьерный слой, где происходит селективное осаждение металлов в щелочной обстановке.

Так, монтмориллонитом из растворов металлы извлекаются в следующей последовательности Рb>Cu>Ca>Ba>Mg>Hg, а каолинитом Hg>Cu>Pb (Алексеенко В. А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М. Высшая школа, 1989, с. 27). При этом глины в щелочной обстановке сорбируют металлы лучше, чем в кислой, в результате в каолините за счет сорбции из металлоносного раствора, с низкой концентрацией меди содержание металла достигает 0,8 мас.

Указанные процессы, известные из геохимии и природных процессов выветривания, не применялись в технике и технологии.

На чертеже представлен вариант схемы формирования отвала по предложенному способу.

Отвал включает дренажный 1, барьерный 2, карбонатный 4 и выщелачиваемый 5 слои, перфорированный трубопровод 3, источник 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально формируют дренажный слой 1, затем слой 2 глин (монтмориллонита или каолинита). На поверхности слоя 2 в необходимых случаях (например, когда применяют сильные кислоты в качестве растворителя) собирают сеть перфорированного трубопровода 3. В указанных случаях возможно и формирование (вместо или совместно с трубопроводом 3) слоя 4 пород, создающих щелочную геохимическую обстановку, например карбонатных. Затем формируют выщелачиваемый слой 5 из многокомпонентных металлосодержащих пород.

При обработке отвала из источника 6 растворами активных агентов происходит растворение металлов (Рb, Cu, Ca, Ba, Mg, Hg и др.) из слоя 5, миграция металлоносных растворов вниз,где в слое 2 происходит их последовательное, в определенном порядке, осаждение. Щелочную обстановку обеспечивают либо применением щелочных выщелачивающих растворов, либо подачей в трубопровод 3 соответствующих (например, щелочных) растворов, либо созданием щелочной обстановки формированием слоя 4 карбонатных пород, и пропусканием через него мигрирующих металлоносных растворов. Боковые поверхности отвала в необходимых условиях для предотвращения, утечки растворов покрывают экраном (на чертеже не показан).

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит складирование металлосодержащих пород, содержащих Рb, Cu, Ca, Ba, Mg, Hg и др. металлы Жайремского месторождения, расположенного в Центральном Казахстане.

Первоначально подготавливается площадка под отвал. Затем металлосодержащие породы, вынимаемые селективно, складируются в отвал. Жайремское месторождение представлено углисто-глинисто-кремнисто-карбонатными породами.

Отвал формируют следующим образом.

Формируют дренажное основание (слой 1), из щебня мощностью 1 м. Затем формируют барьерный слой 2 из монтмориллонита или каолинита мощностью 2-5 м. Затем формируют слой 4 карбонатных пород мощностью 0,3-0,5 м. В необходимых случаях предварительно собирают сеть перфорированного трубопровода 3. Последним формируют выщелачиваемый слой 5 из металлосодержащих пород, содержащих Рb, Cu, Ca, Ba, Mg, Hg и др. металлы мощностью 12-20 м. При обработке слоя 5 из источника 6 растворами, например, щелочей, содержащих, например, растворы карбоната и бикарбоната натрия или карбоната и бикарбоната алюминия (обычно применяемых в кучном выщелачивании), происходит выщелачивание металлов, их миграция вниз, где в слое 2 происходит их последовательное осаждение. Для обеспечения эффективности селективного осаждения металлов создают (путем подачи в трубопровод 3 щелочных или карбонатных растворов или пропусканием металлоносных растворов через слой 4 карбонатсодержащих пород) щелочную обстановку.

В результате в барьерном слое 2 содержание металлов достигнет промышленных содержаний, а их селективное осаждение обуславливает эффективность последующей его селективной отработки и переработки.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса внутриотвального обогащения путем пород.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при внутриотвальном обогащении пород.