способ кучного выщелачивания металлов из мерзлых пород

Формула изобретения

Способ кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля из горных пород для выщелачивания из них металлов, формирование антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород и подачу в штабель растворов рабочих реагентов, отличающийся тем, что в штабеле размещаются вертикальные перфорированные полимерные трубы для подачи горячего раствора рабочих реагентов и присадок - концентрированных растворов легкорастворимых солей щелочных и иных металлов с низкой температурой эвтектики, верхняя поверхность штабеля мерзлых или промерзших до начала кучного выщелачивания пород делается вогнутой, на нее укладывается прочная пленка или на ней устраивается дощатый настил для перемещения по ним генераторной установки, далее в углубление на штабеле, под пленку или настил, подается горячий раствор рабочих реагентов и присадок и штабель подвергается воздействию сверхвысокочастотного (СВЧ) электромагнитного поля генераторной установкой, перемещаемой по верхней поверхности штабеля челночным способом для равномерного его прогрева и образования сверху талой рабочей зоны и далее с постепенной подачей в штабель через вертикальные перфорированные полимерные трубы под давлением горячего раствора рабочих реагентов и присадок по мере увеличения объема талой рабочей зоны и продвижения фронта протаивания вниз, вплоть до основания штабеля и завершения процесса выщелачивания металлов из штабеля независимо от времени года.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для кучного выщелачивания металлов из мерзлых пород, преимущественно в условиях многолетней мерзлоты.

Известен способ кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление грунта с участка, отведенного для возведения штабеля из горных пород, предназначенных для выщелачивания из них металлов, формирование антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород и подачу в штабель растворов рабочих реагентов [1] - прототип.

Недостатком известного способа является краткость периода возможности использования процесса выщелачивания, ограниченного весенним протаиванием грунта и наступлением низких температур с промерзанием штабеля пород, подготовленных для выщелачивания из них металлов.

Технической задачей является выщелачивание металлов из мерзлых пород и в результате продление процесса выщелачивания на весь год.

Технический результат заключается в образовании в верхней части штабеля мерзлых пород под вогнутой их поверхностью после подачи на нее горячего раствора рабочих реагентов и присадок под воздействием СВЧ электромагнитного поля с продолжением подачи в штабель горячего раствора рабочих реагентов и присадок через вертикальные перфорированные полимерные трубы талой рабочей зоны, нижняя граница которой постепенно смещается вниз до основания штабеля и завершения процесса выщелачивания независимо от времени года.

Предлагаемый способ включает удаление грунта с участка, отведенного для возведения штабеля из горных пород, предназначенных для выщелачивания из них металлов, формирование антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород и подачу в штабель растворов реагентов и предусматривает, что в штабеле размещаются вертикальные перфорированные полимерные трубы для подачи горячего раствора рабочих реагентов и присадок - концентрированных растворов легкорастворимых солей щелочных и иных металлов с низкой температурой эвтектики, верхняя поверхность штабеля мерзлых или промерзших до начала кучного выщелачивания пород делается вогнутой, на нее укладывается прочная пленка или на ней устраивается дощатый настил для перемещения по ним генераторной установки, далее в углубление на штабеле, под пленку или настил, подается горячий раствор рабочих реагентов и присадок и штабель подвергается воздействию сверхвысокочастотного (СВЧ) электромагнитного поля генераторной установкой, перемещаемой по верхней поверхности штабеля челночным способом для равномерного его прогрева по площади и образования сверху талой рабочей зоны и далее с постепенной подачей в штабель через вертикальные перфорированные полимерные трубы под давлением горячего раствора рабочих реагентов и присадок увеличения объема талой рабочей зоны и продвижения фронта протаивания вниз, вплоть до основания штабеля и завершения процесса выщелачивания металлов из штабеля независимо от времени года.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как то, что верхняя поверхность штабеля устраивается вогнутой, позволяет налить горячий раствор рабочих реагентов и присадок в образовавшуюся ванну без их потери и начать протаивание штабеля сверху и одновременно выщелачивание металлов.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как то, что в штабель помещают перфорированные полимерные трубы, позволяет подавать в него под давлением растворы рабочих реагентов и присадок.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как то, что штабель подвергается воздействию СВЧ электромагнитного поля, позволяет за счет быстрого и сильного нагрева раствора рабочих реагентов и присадок в верхней части штабеля с постепенным продвижением фронта протаивания вниз создать талую рабочую зону, распространить ее постепенно на весь объем штабеля и обеспечить производство выщелачивания металлов из первоначально мерзлых пород, а следовательно, производство выщелачивания в течение всего года.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как то, что используются полимерные трубы, обладающие низкой электропроводностью, позволяет избежать искажения СВЧ-поля в штабеле и таким образом сохранить его однородность, а отсюда примерно одинаковые условия нагрева штабеля.

Способ осуществляется следующим образом. Он включает удаление грунта с участка, отведенного для возведения штабеля из горных пород, предназначенных для выщелачивания из них металлов, формирование антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора, укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород и подачу в штабель растворов рабочих реагентов и предусматривает, что штабель пород, предназначенных для выщелачивания из них металлов, формируют либо из изначально мерзлых пород, либо из талых с последующим их промерзанием. Верхнюю поверхность штабеля делают вогнутой, образуя на нем замкнутое углубление. Она покрывается прочной пленкой или над ней устраивается дощатый настил для перемещения по ним генераторной установки. В штабеле размещают вертикальные перфорированные полимерные трубы для подачи растворов рабочих реагентов и присадок. Процесс выщелачивания начинают с налива в углубление на поверхности штабеля горячего раствора рабочих реагентов и присадок - концентрированных растворов легкорастворимых солей щелочных и иных металлов с низкой температурой эвтектики, и далее воздействия на штабель СВЧ электромагнитным полем с помощью генераторной установки, перемещаемой челночно по верхней поверхности штабеля для равномерного его прогрева по площади. Под воздействием горячего раствора рабочих реагентов и присадок и далее СВЧ-поля поверхностный слой нагревается быстрее и сильнее, чем весь штабель, и начинает оттаивать из-за многократного усиления поглощения в нем энергии СВЧ-поля с выделением тепла вследствие многократного увеличения электропроводности слоя, насыщенного раствором. Это приводит к образованию в верхней части штабеля талой рабочей зоны, нижняя граница которой постепенно смещается вниз, увеличивая объем рабочей зоны, в которой идет процесс выщелачивания металлов, вплоть до его завершения во всем объеме штабеля.

Преимуществами способа являются:

- возможность производства кучного выщелачивания металлов из мерзлых пород, следовательно, в течение всего года;

- простота и экономичность способа.

Источник информации

1. Патент РФ №2183743, Е 21 В 43/28, 2002 г.