СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ В ВИДЕ ГЛИНИСТОГО РУДНОГО МАТЕРИАЛА.
EXTRACTION OF USEFUL COMPONENTS FROM SLIMES OF CLAY-BEARING ROCK

Изобретение относится к области обогащения кучным выщелачиванием и физико-химических методов извлечения полезных компонентов.
Известны способы кучного выщелачивания полезных компонентов, включающие укладку материала на площадках; его орошение выщелачивающим раствором; дренаж; сбор продукционных растворов и извлечение металла из раствора (Г.Д. Лисовский, Д.П. Лобанов, В.П. Назаркин и др. Под ред. Волощука С.Н. Кучное и подземное выщелачивание металлов. - М.: Недра, 1982. - 113 с.).
Недостатком способов является низкая эффективность выщелачивания глинистого материала.
Более близким аналогом по технической сущности является технологическое решение по кучному выщелачиванию металлов (см. патент Российской Федерации 2283879, С22В 3/04 (2006.01), С22В 11/00 (2006.01), 20.09.2006), включающее подготовку исходного материала посредством разделения на узкие фракции и последовательную укладку по фракциям в штабель.
Недостатком такого решения кучного выщелачивания является трудоемкость подготовительных операций.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и повышение эффективности извлечения полезных компонентов из техногенных объектов.
Для решения поставленной задачи предлагается глинистый материал укладывать наклонными слоями в штабель, чередуя слой исходного материала со слоем волокнистого капиллярно-пористого материала. Слоевая укладка глинистого материала и наличие смежных слоев из волокнистого капиллярно-пористого материала позволяет сохранить высокие фильтрационные свойства штабеля в целом. Свойства волокнистого капиллярно-пористого материала обеспечивают перемещение выщелачивающих растворов сверху вниз вдоль слоя. Применение наклонных слоев обеспечивает постоянную подпитку выщелачиваемого материала раствором по нижней плоскости контакта слоя волокнистого капиллярно-пористого материала для условий воздействия гравитационных сил при передвижении растворов по штабелю сверху вниз. Это обусловливает полное и равномерное распределение выщелачивающих растворов по всему материалу штабеля, обеспечивая проницаемость штабеля на протяжении всего процесса выщелачивания.
Слой волокнистого капиллярно-пористого материала армируют. Для того чтобы исключить нарушение капиллярной пористости при формировании штабеля и в процессе эксплуатации из-за смятия, толщину слоя волокнистого капиллярно-пористого материала фиксируют, например, каркасными силовыми элементами.
Волокнистый капиллярно-пористый материал укладывают в штабель одновременно с исходным глинистым материалом, причем предварительно волокнистому капиллярно-пористому материалу придают кусковую форму. Равномерное распределение волокнистого капиллярно-пористого материала в кусковой форме по всему объему штабеля препятствует уплотнению глинистого исходного материала в штабеле при его увлажнении и движении по нему растворов. Даже в случае уплотнения глинистого материала до полного нарушения пористости в участках между кусками волокнистого капиллярно-пористого материала в объеме штабеля движение выщелачивающих растворов не прекратится и будет осуществляться по кускам волокнистого капиллярно-пористого материала, осуществляя при этом смачивание глинистого материала по границам куска. Процесс извлечения выщелачиванием в таком варианте хоть и замедлится, но не прекратится.
Исходный глинистый материал руды смешивают с волокнистым капиллярно-пористым материалом и затем укладывают в штабель. Дополнение пористости при равномерном перемешивании снизит долю глинистости и соответственно уменьшит возможность полного нарушения пористости материала в штабеле.
Волокнистый капиллярно-пористый материал предварительно перед укладкой пропитывают концентрированным выщелачивающим реагентом, а штабель в процессе выщелачивания орошают водой. Применение волокнистого капиллярно-пористого материала в массиве штабеля играет организующую роль в распределении по массиву и в траектории перемещения растворов. А поскольку раствор первоначально поступает в поры волокнистого капиллярно-пористого материала, то логичным решением служит закладывание реагента в этот материал, что позволяет равномерно распределить реагент по массиву и упростить операцию орошения штабеля (в том числе исключает применение специального оросительного оборудования).
Волокнистый капиллярно-пористый материал изготавливают непосредственно из выщелачивающих реагентов.
Рассмотрим способ на примере конкретного исполнения.
На фиг. 1 показана схема хвостохранилища, где 1 - массив хвостов обогащения, 2 - зумпф, 3 - слой гигроскопического материала, 4 - геохимический барьер, 5 - наклонные слои волокнистого материала.
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.
Технический результат представленного способа извлечения полезных компонентов из хвостов обогащения заключается в:
- повышении эффективности добычи за счет использования природных механизмов и ресурсов недр;
- расширении минерально-сырьевой базы за счет вовлечения в разработку техногенных объектов;
- доизвлечении полезных компонентов из хвостов обогащения.