способ кучного выщелачивания металлов из мерзлых пород в любое время года

Формула изобретения

Способ кучного выщелачивания в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление оттаявшего грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля, укладку антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора и укладку на приготовленное основание штабеля выщелачиваемых пород, отличающийся тем, что штабель формируют из мерзлых окомкованных или мерзлых разбитых морозобойными трещинами пород в открытой емкости из негорючих материалов с герметически закрывающимися воротами в ее торцах для удобства создания штабеля и его удаления при многократном ее использовании, вводят в него до полного насыщения порового пространства горючую жидкость, воспламеняют ее и после ее выгорания в протаявший штабель пород подают раствор реагентов, в который вводят легкорастворимые соли металлов с низкой температурой эвтектики, не вступающие в реакции с рабочими реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, до концентрации, близкой к насыщению, тем самым предохраняют талые выщелачиваемые породы от повторного промерзания и в результате обеспечивают производство процесса выщелачивания металлов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для кучного выщелачивания металлов.

Известен способ кучного выщелачивания металлов в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля, формирование антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора и укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород [1] - прототип.

Недостатком известного способа является краткость периода возможности использования процесса выщелачивания, ограниченного началом весеннего протаивания грунта и временем наступления низких температур.

Предлагаемый способ кучного выщелачивания в условиях многолетней мерзлоты, включающий удаление оттаявшего грунта с участка, предназначенного для возведения штабеля, укладку антифильтрационного основания, установку оборудования для откачки продуктивного раствора и укладку на подготовленное основание выщелачиваемых пород, предусматривает, что штабель формируют из мерзлых окомкованных или мерзлых разбитых морозобойными трещинами пород в открытой емкости из негорючих материалов с герметически закрывающимися воротами в ее торцах для удобства создания штабеля и его удаления при многократном ее использовании, вводят в него до полного насыщения порового пространства горючую жидкость, воспламеняют ее и после ее выгорания в штабель пород подают раствор реагентов, в который вводят легкорастворимые соли металлов с низкой температурой эвтектики, не вступающие в реакции с рабочими реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, до концентрации, близкой к насыщению, тем самым предохраняют талые выщелачиваемые породы от повторного промерзания и в результате обеспечивают производство процесса выщелачивания металлов.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как то, что штабель состоит из мерзлых окомкованных или разбитых морозобойными трещинами пород позволяет вследствие большого значения их коэффициента фильтрации быстро заполнить горючей жидкостью поровое пространство штабеля во всем его объеме.

Существенный признак, что поровое пространство штабеля пород заполняется горючей жидкостью, позволяет в результате ее горения оттаять мерзлые породы полностью или почти полностью.

Существенный признак, что в раствор реагентов вводят легкорастворимые соли металлов (присадки) с низкой эвтектической температурой, не вступающие в реакцию с реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, до концентрации, близкой к насыщению, позволяет понизить температуру замерзания породы вплоть до эвтектической для данной соли, завершить при необходимости процесс оттаивания штабеля, предотвратить или резко замедлить повторное замерзание штабеля зимой и в любое время года довести процесс выщелачивания до его завершения.

Способ осуществляют следующим способом.

С участка, отведенного под сооружение штабеля, удаляют грунт, формируют на нем антифильтрационное основание, устанавливают оборудование для откачки продуктивного раствора и укладывают на подготовленное основание выщелачиваемые породы. Штабель формируют из мерзлых окомкованных или мерзлых разбитых морозобойными трещинами и потому имеющих большое значение коэффициента фильтрации пород в открытой емкости из негорючих материалов с герметически закрывающимися воротами в ее торцах для удобства создания и удаления штабеля при многократном ее использовании. Далее в штабель подают горючую жидкость до полного заполнения его перового пространства и воспламеняют ее. В результате мерзлые породы полностью или почти полностью оттаивают, причем оттаивание идет сверху вниз по мере выгорания горючей жидкости. В случае неполного протаивания штабеля, что легко устанавливается по состоянию верхней части штабеля, наиболее охлажденной, эту операцию - ввод горючей жидкости и ее сжигание - повторяют. После завершения процесса горения в штабель вводят раствор реагентов с присадками - растворами легкорастворимых солей металлов, имеющими низкую эвтектическую температуру и не вступающими в реакции с реагентами и возможными промежуточными продуктами химических реакций, с близкой к насыщению концентрацией, что позволяет понизить температуру замерзания породы вплоть до эвтектической для данной соли, сохраняя породы от повторного промерзания или значительно замедляя его. Дополнительно для предупреждения охлаждения штабеля до температуры ниже эвтектической могут быть использованы легко раскладываемые и легко удаляемые гибкие теплоизоляционные покрытия, в частности снег, раскладываемый на поверхности штабеля греющий кабель с током, обваловывание штабеля с боков грунтом, вынутым при формировании выемки под штабель, пропускание постоянного тока между оголенными металлическими сетками в основании и на поверхности штабеля, что в случае одновалентных ионов вдвое повышает их подвижность, - все эти операции порознь, совместно или в той, или иной комбинации. Допустимо и некоторое промерзание штабеля сверху, после завершения в этой части процесса выщелачивания, которое будет замедляться повышением концентрации раствора присадок перед фронтом промерзания вследствие оттеснения им ионов раствора и будет ограничено эвтектической температурой. Продвижение фронта промерзания создаст перед ним напорное давление, что улучшит проникновение растворов в мельчайшие поры породы и, следовательно, доставку раствора реагентов к выщелачиваемым компонентам породы. Использование в качестве присадок солей Na, К и т.д. диспергирует грунт, облегчая тем самым доступ раствора реагентов к выщелачиваемым металлам. Для подачи растворов реагентов и присадок в рабочую зону под слоем промерзшей породы можно использовать предварительно заложенные в штабель перфорированные трубы. Используют горячий раствор, что помимо нагрева штабеля ускоряет диффузию ионов в породе и увеличивает скорость реакций выщелачивания.

Преимуществами способа являются:

- возможность производства выщелачивания металлов из мерзлых окомкованных или разбитых морозобойными трещинами пород в любое время года;

- простота и экономичность способа.

Источники информации

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