способ подземного выщелачивания руд цветных металлов

Формула изобретения

Способ подземного выщелачивания руд цветных металлов, в частности никеля, на месте их залегания, включающий создание закачных и откачных горных выработок, подачу выщелачивающих растворов кислоты в закачные выработки с закислением и последующей отработкой рудного пласта, вывод продуктивного раствора через откачные выработки, переработку раствора, отличающийся тем, что закисление серно-кислыми растворами с их выстаиванием в пласте ведут при рН 1,5, а выводят продуктивные растворы при рН 1,0.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для подземного выщелачивания руд цветных металлов, в частности никеля, кобальта и пр.

Известен способ [1] подземного выщелачивания металлов из руд, который включает вскрытие рудной залежи скважинами, размещение в них обсадных колонн, фильтров, оголовков и электродов, подачу технологических растворов и электроэнергии. Новым является то, что при подаче технологических растворов и электроэнергии направляют миграцию растворов и электрический ток поперек слоистости выщелачиваемых минералов.

Недостатком данного способа является сложность технологии, требующая знания точной структуры пластов, специального электрооборудования и характеризуется недостаточно высокой извлекаемостью металлов вследствие зависимости данного процесса от малейшего несовпадения слоистости пластов и кристаллических решеток. минералов с электропараметрами.

Прототипом нашему изобретению является способ [2] подземного выщелачивания руд цветных металлов на месте их залегания, включающий создание закачных и откачных горных выработок, подачу выщелачивающих растворов кислоты в закачные выработки с закислением и последующей отработкой рудного пласта, вывод продуктивного раствора через откачные выработки, переработку раствора, который заключается в том, что закисление ведут с выстаиванием растворов в пласте и доведением рН до >3,0 в присутствии окислителя, выводят продуктивные растворы при рН 1,5-2,5 и постепенно поднимают его к концу выщелачивания до 3,0, затем рН в пласте повышают выше 3,0 при вводе окислителя.

Недостатком данного способа является сложность технологии, по которой необходимо за один технологический цикл,как минимум, 4 раза менять рН, что требует создания сложной технологии подачи к рудному телу дорогостоящих реагентов, не достигая при этом высоких показателей по извлечению в раствор основного металла.

Задачами, на решение которых направлено данное изобретение, является упрощение технологии, снижение расхода реагентов и повышение выхода основного металла, в данном случае никеля.

Данная задача решается тем, что в способе подземного выщелачивания руд цветных металлов, в частности никеля и кобальта, на месте их залегания, включающем создание закачных и откачных горных выработок, подачу выщелачивающих растворов кислоты в закачные выработки с закислением и последующей отработкой рудного пласта, вывод продуктивного раствора через откачные выработки, переработку раствора, закисление сернокислыми растворами с их выстаиванием в пласте ведут при рН 1,5, а выводят продуктивные растворы при рН 1,0.

При закислении сернокислыми растворами с их выстаиванием в пласте при рН 1,5 выщелачивается максимальное количество никеля. Однако при этом в раствор переходит и достаточно большое (от 10 до 35 г/л) трехвалентного железа. Последнее при неизменности рН растворов в виде гидроокиси начнет выпадать еще при нахождении в рудном пласте, соосаждая вместе с собой никель. Содержание последнего в свежевыпавших осадках достигает 1,5-3.0%, что снижает его извлечение на 10-20%.

При закислении сернокислыми растворами с их выстаиванием в пласте при рН 1,5 и выводе продуктивных растворов при рН 1,0 выпадение гидроокиси железа, сопровождающееся осаждением никеля, предотвращается, что позволяет наряду с упрощением технологии (не надо несколько раз менять рН закисляющих растворов), снижением расхода реагентов (подкисление идет однажды с небольшим расходом кислоты) добиться повышения выхода основного металла, в данном случае никеля. Примеры осуществления приведены в таблице.

Таблица
№	Тип и характеристика окисленной никелевой руды	Время подземного выщелачивания, суток	Содержание Fe в продуктивном растворе, г/л	Содержание Ni в продуктивном растворе, г/л	рН		Извлечение никеля в раствор, %
					при закислении	продуктивного раствора
	Руда 1-го типа, состав вес.%
	Железо - 30%
	Оксид магния - 14%
	Оксид кремния - 35%
	Никель - 1,2%
1		30	35	2,5	1,3	1,0	60
2		30	33	2,5	1,5	1,0	60
3		30	1,9	2,0	>2,0	>1,5	40
	Руда 2-го типа, состав вес.%
	Железо - 10%
	Оксид магния - 40%
	Оксид кремния - 20%
	Никель - 0,7%
1		30	12	1,0	1,3	1,0	70
2		30	10	1,0	1,5	1,0	70
3		30	0,9	0,8	>2,0	>1,5	50

Подачу выщелачивающих растворов кислоты в закачные выработки с закислением и последующей отработкой рудного пласта проводили при начальной кислотности растворов для руд первого состава 100 г/л, для второго 150 г/л., которая после частичной нейтрализации за счет взаимодействия с карбонатными составляющими горных пород выходила на уровень рН 1,3-1,5 (см. опыты 1-2 таблицы). Этот уровень выдерживался в течение 30 суток. Продуктивный раствор после подкисления до рН 1,0 через откачные выработки выводился и анализировался.

Как показывают результаты опытных работ, осуществление технологии согласно изобретению (опыты 1-2 таблицы) позволяет наряду с упрощением технологии (не надо несколько раз менять рН закисляющих растворов), при снижении расхода реагентов (на 4-5% (подкисление идет однажды с небольшим расходом кислоты) добиться повышения выхода основного металла, в данном случае никеля на 20% по сравнению с известным способом (опыты 3 таблицы).

Источники информации

1. Патент РФ №2092687, кл. Е 21 В 43/28 "Способ подземного выщелачивания металлов", заявители Воробьев А.Е., Забельский В.К. и др., опубл. 10.10.1997, заявка №95105622/03, 04.12.1995 г.

2. Патент РФ №2003106536, кл. Е 21 В 43/00 "Способ подземного выщелачивания руд цветных металлов, содержащих восстановители на месте залегания", заявители Гребнев Г.С., Заболоцкий А.И., Савеня Н.В. и др., опубл. 09.20.2004, заявка №2003106536/03, 03.07.2003 г.