Выщелачивающие аппараты

Туркебаева Айгерим-65-70

65. Индексы степени  дробления породы. Естественная проницаемость и степень вскрытия большинства пород вулканического происхождения, с которыми часто связаны залежи сульфидов меди, обычно очень низкие, и доступ выщелачивающих растворов к частицам минерала затруднен. Для подземного выщелачивания часто бывает необходимо дальнейшее дробление породы на месте залегания с помощью взрывов. При кучном выщелачивании дробление осуществляется в дробильной установке. Специальным случаем выщелачивания на месте залегания является бактериальное выщелачивание, которое проводится в выработанных забоях и даже в новых горнорудных выработках. При дроблении породы взрывом с последующим измельчением оба эти процесса необходимо очень тщательно планировать, так как их стоимость может оказаться решающей при оценке рентабельности выщелачивания в целом. Для оценки затрат на бурение используют индексы буримости – это шкала буримости, получившая название коэффициента прочности породы.

66. Продвижение  выщелачивающего потока внутри  раздробленной породы и факторы  на него влияющие. Скорость извлечения металлов и компонентов породы зависит от таких факторов, как потребление кислоты, скорость проникновения выщелачивающих растворов в раздробленную массу породы и влияние крупности выщелачиваемых частиц, скоростей стока, величины рН и температуры на потребление кислорода.

67. Предварительные  испытания. Выщелачивание на месте  залегания. Прежде, чем приступать к конкретной разработке деталей процесса бактериального выщелачивания, необходимо провести предварительные исследования и испытания (оценивается пригодность руды к бактериальному выщелачиванию и определяются параметры этого процесса: кинетика растворения и извлечение полезного компонента, связанные с распределением по размеру частиц в раздробленной рудной породе, скорость и периодичность орошения, оптимальная температура, потребление серной кислоты, состав питательного вещества), чтобы оценить его рентабельность и оптимальные технико-экономические условия осуществления.

Эти испытания проводятся в колбах и на качалках, в эрлифтных перколяторах, в колонках и на опытных отвалах.

Для всех трех методов выщелачивания необходимы исследования минералогического и химического состава руды.

Выщелачивание на месте залегания.

Подземное выщелачивание можно проводить в подземных забоях или в ранее неразрабатывавшихся месторождениях, либо после применения традиционных методов добычи. В последнем случае дальнейшее применение традиционных методов может оказаться нерентабельным и опасным вследствие:

- обрушения боковой породы,

- низкого содержания ценного компонента,

- неустойчивости горных выработок.

С точки зрения перевода металлов в раствор и необходимого оборудования эти два случая не отличаются друг от друга, но они требуют различных подготовительных работ. Этот же тип выщелачивания может применяться для залежей или частей залежей, выходящих на поверхность, вместо обычных методов добычи в карьере.

Необходимо подчеркнуть следующее:

1) подземное бактериальное выщелачивание, в целом, не сильно отличается от непосредственного химического подземного выщелачивания; микроорганизмы только катализируют или ускоряют химический процесс;

2) промышленное использование этих методов ограничивалось эксплуатацией тех медных и урановых месторождений, где известные методы до извлечения металлов были нерентабельными;

3) невозможно точно прогнозировать эффективность подземного выщелачивания, так как отсутствуют надежные методы для определения содержания ценного компонента и запасов руды до и после выщелачивания.

68. Типы выщелачивания  на месте залегания: технологический  принцип, условия и особенности. Способы подачи выщелачивающих растворов:

1) «нисходящая» перколяция или просачивание под воздействием силы тяжести: выщелачивающий раствор обтекает поверхность частиц, не затопляя их. Это дает возможность газовой фазе диффундировать через жидкую пленку, обволакивающую частицы. Способ применим только в случае раздробленной (буровзрывным способом или гидроразрывом) горной породы.

2) Затопление горной породы: ток выщелачивающих растворов может быть либо «восходящим», либо «нисходящим», но в этом случае может нарушаться режим аэрации. Затопление может оказаться единственным приемлемым методом. Применяют в случаях, когда нет доступа к раздробленной рудной массе, например, в небольших забоях, наполненных рудой.

3) Опрыскивание поверхности  обнаженных стен в забоях водной  струей, с помощью водосточных  желобов, а также дождевальными  установками и распылителями.

69. Бактериальное  выщелачивание выработанных рудных  залежей на месте залегания. На руднике выщелачивающие растворы готовят в специальном прудке - регенераторе, в который подается воздух. Затем растворы закачиваются по полиэтиленовым трубам в нагнетательные скважины, после чего они начинают просачиваться сквозь блоки руды, лежащие над выработанными забоями и соответствующими штольнями и штреками. Продуктивные растворы поступают по дренажному колодцу в растворосборник, откуда они подаются на поверхность насосами. Затем растворы поступают на лимниграфную установку (определяют концентрацию микроорганизмов) → в прудок-отстойник (происходит осаждение оставшихся в суспензии твердых частиц) → цементационные желоба (медь извлекается осаждением). Отработанный раствор поступает обратно в регенерационный прудок и на орошение руды (рисунок 12.1).

Рисунок 12.1 – Бактериальное выщелачивание: 1 - аэрация рециркулирующего раствора; 2 - насосная станция; 3 - распределительный трубопровод для подачи растворов; 4 - клапан; 5 - разветвленный трубопровод; 6 - трубопровод; 7 - нагнетательные скважины; 8 - рудное тело; 9 -дренажные желоба; 10- насос для подачи продуктивных растворов; 11-лимниграфная установка; 12 - отстойник; 13 - желоб для осаждения; 14 - бункеры для цементной меди; 15 - компрессорная станция

70. Технологическая  схема бактериального выщелачивания  выработанных рудных залежей  на месте залегания. На участках, подлежащих выщелачиванию, порода сначала подвергается дроблению буровзрывным методом с использованием обычных взрывчатых веществ. Затем через скважины, пробуренные в стенках штолен и штреков, закачиваются выщелачивающие растворы.

Медь в рудном теле месторождения содержится в количестве 0,2-1,0% и представлена, в основном, окисленными формами, которые являются трудными для переработки традиционным способом. Выщелачиваемая порода состоит из столбов руды, раздробленной при выемке с разделением на блоки, руды, оставшейся между первоначальными выпускными отверстиями, использовавшимися для выпуска обрушенных блоков, и частей рудного тела, которые не разрабатывались из-за низкого содержания ценного компонента. Поскольку вмещающая порода является весьма твердой, потери продуктивных растворов были незначительными. Потери из-за испарения составляют около 10%, что ниже, чем на первых стадиях процесса, так как со временем увеличивалось насыщение породы растворами (рисунок 12.2).

Рисунок 12.2 – Блок-схема бактериального выщелачивания