Рациональное формирование рудного штабеля при кучном выщелачивании руд Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

-------------------------------------- © А. В. Рашкин, П.Б. Авдеев,

И. А. Яшкин, 2005

УДК 622.775

А.В. Рашкин, П.Б. Авдеев, И.А. Яшкин

РАЦИОНАЛЬНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ РУДНОГО ШТАБЕЛЯ ПРИ КУЧНОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ РУД

Семинар № 14

Гехнология кучного выщелачивания (КВ) руд цветных, радиоактивных и благородных металлов приобретает широкое применение, так как в сравнении с традиционной технологией имеет более высокую производительность труда, низкие капитальные и эксплуатационные затраты. Вместе с тем наукоемкая технология КВ требует дальнейшего совершенствования, в особенности в суровых климатических условиях Забайкалья, в направлении повышения экологической безопасности и эффективности выщелачивания металлов из шламистых и глинистых руд и при низких температурах.

Для существенного снижения риска повреждения и повышения надежности противофильтрационного основания (ПФО) в экстремальных условиях (морозное пучение, землетрясение, воздействие взрыва при рыхлении), в ЧитГУ разработана конструкция ПФО (защищена патентом РФ № 2146762), основанная на использовании автогермети-

Рис. 1. Противофильтрационное основание рудного штабеля с гидроактивным герметиком: 1 - руда; 2 - коллектор подачи выщелачивающих растворов; 3 - система орошения кучи; 4 - защитно-

дренажный слой волокнистого материала; 5 - верхний гидроизолирующий слой; 6 - слой герметика; 7

- нижний гидроизолирующий слой; 8 - защитный слой из волокнистого материала; 9 - коллектор сбора технологического раствора; 10 - грунтовый массив.

ков и принципе самосклеивания эластичного полимерного экрана при возникновении разрывов и трещин. ПФО для КВ включает слои из гидроизоляционного материала (обыч-но из полиэтиленовой пленки толщиной 0,4-1,5 мм) и защитно-дренажный слой, дополнительно снабжено слоем гидроактивного герметика между гидроизолирующими слоями, при этом защитно-дренажные слои расположены над и под гидроизолирующими слоями и выполнены из гео-текстильного материала объемной плотностью 90-150 кг/м3 - поролон, дорнит и др. (рис. 1). Гидроактивный герметик (сухая смесь гидроалюмината кальция и сульфата кальция) обладает способностью поглощать в больших количествах жидкость и склеивать локальные участки при разрыве гидроизолирующего слоя и просачивании токсичного раствора.

Показатели Режим

штатный аварийный - при полном разрушении полиэтиленового экрана

вариант 1 вариант 2 вариант 1 вариант 2

Время промачивания ПФО растворами, сут. 112 563 1 313

Удельные фильтрационные потери растворов через основание, м3/(м2-сут.) - в период промачивания экрана - в процессе установившегося режима 3,1-10-4 3,04-10-3 6,2-10-5 1,81-10-3 7,1 -10-3 2,1-10-4

сти ПФО для штатного (установившегося) и аварийного режимов выщелачивания по двум конструктивным вариантам: 1 - типовое противофильтрационное устройство (ПФУ), включающее слой глины, гидроизолирующий слой (полиэтиленовая пленка), дренаж; 2 - предложенная выше конструкция ПФУ. В расчетах для установившегося и аварийного (полное разрушение полиэтиленового экрана) режимов определялись средний напор растворов в рабочем дренаже, удельные (относительно 1 м2 площади) фильтрационные потери растворов через основание (экраны), длительность промачивания комбинированного экрана и удельные фильтрационные потери растворов в период промачивания.

Результаты расчетов показали, что конструкция ПФО с гидроактивным герметиком в сравнении с типовым ПФУ эффективнее по времени промачивания растворами при штатном режиме

Рис. 2. Слоевая конструкция рудного штабеля: 1 - нижний слой штабеля фракции (+15)...(-20) мм; 2

- верхний слой штабеля фракции (5) мм; 3 - система орошения и питания штабеля; 4 - боковые поверхности штабеля руды; 5 - коллекторы сбора технологических растворов; 6 - основание штабеля; 7 -перфорированная полимерная пленка; 8 - дуговые опоры; 9 - водорастворонепроницаемая светопрозрачная пленка; 10 - теплоизолятор.

в 5 раз, при аварийном - в 313 раз, удельные фильтрационные потери растворов через основание при штатном режиме в период промачивания экрана меньше в 5 раз, в процессе установившегося режима в 1,7 раза, при аварийном режиме в процессе установившегося режима в 33 раза (таблица).

При кучном выщелачивании шлами-стых и глинистых руд сравнительно быстро снижается скорость выщелачивания и уменьшается полнота извлечения металла из-за кольматации порового пространства в нижней части штабеля вследствие суффозии мелких частиц из верхней части штабеля в нижнюю. Для нейтрализации этого явления применяют окомкование с применением цемента, извести и природных соединений на основе гуминовых кислот, например из углей Харанорского буроугольного месторождения, рыхление, в

том числе буровзрывными работами (БВР), насыщение кислородом и др. Эти способы обладают определенными недостатками - большой расход цемента, высокая вероятность повреждения полиэтиленового экрана БВР, существенное удорожание технологии.

Авторами предложено изменить традиционную схему отсыпки рудного штабеля путем фракционирования руды и отсыпки ее в штабель однородными слоями, уменьшая крупность руды от нижнего слоя к верхнему слою. Противокольмата-ционный эффект значительно усиливается, если руду отсыпать наклонными слоями с разделением слоев перфорированным геотекстильным материалом (рис. 2).

Для повышения температуры выщелачивающего раствора и руду орошают

под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой. В зимний период поверх пленки размещают искусственный теплоизолятор. В условиях Забайкалья целесообразно площадку для КВ размещать на склонах с южной экспозицией. Для этой же цели штабель формируют таким образом, чтобы наибольшая его поверхность была ориентирована на юг.

Предлагаемые конструкции ПФО и способы формирования рудного штабеля позволяют при незначительном удорожании повысить эффективность процесса выщелачивания, полноту извлечения металла и экологическую безопасность прогрессивной технологии КВ руд.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------------

Рашкин А.В. - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Открытые горные работы»,

Авдеев П.Б. - кандидат технических наук, доцент, директор,

Яшкин И.А.,

Читинский государственный университет.

------------------------------------ ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Г.И. НОСОВА

КОРНЕЕВ Сергей Александрович Обоснование параметров рудопотоков при освоении медно-колчеданных месторождений комбинированной геотехнологией 25.00.22 к. т. н.

КРАСАВИН Алексей Викторович Разработка методики математического моделирования технологических схем перехода к комбинированной геотехнологии при освоении рудных месторождений 25.00.22 к. т. н.