Основные этапы развития кучного выщелачивания
Современная технология кучного выщелачивания благородных металлов. Извлечение золота методом цианирования. Способы дробления и подготовки руд к выщелачиванию. Окомкование руды при кучном выщелачивании золота. Химическое выветривание горных пород.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.10.2014 |
| Размер файла | 59,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В ближайшие годы планируется освоение следующих месторождений с применением технологии кучного выщелачивания: Светлинское (Челябинская область), Самсоновское (Красноярский край), Тас-Юрях (Хабаровский край), Чертово корыто (Иркутская область), Таборное и Куранажское (Республика Саха Якутия), Синюхинское (Горный Алтай), Любавинское и Дельманик (Читинская область), Южно-Кировское ( Оренбурская область), Маломырское (Амурская область), Мурзинское (Алтайский край).
В центральном научно-исследовательском институте цветных и благородных металлов (ЦНИГРИ, Москва) выполнена технологическая оценка более 100 рудных и техногенных месторождений золота на пригодность их к кучному выщелачиванию.
Окомкователь руды барабанного типа для кучного выщелачивания золота
Назначение окомкователя. окомкователь (барабан-окомкователь руды) - устройство непрерывного действия. Предназначен для окомкования измельченной руды в смеси с цементом и водным раствором цианидов.
Устройство окомкователя. Окомкователь состоит из рамы несущей на себе опорные и упорные катки. Опорные катки окомкователя сдвоенные обрезиненные с массивными шинами O800х160 мм. Упорные катки окомкователя одинарные обрезиненные с шиной O600х140 мм. Привод барабана-окомкователя от электродвигателя через эластичную муфту на редуктор и от редуктора в две стороны через муфтовые валы к двум опорным роликам. На опорных роликах свободно лежит барабан-окомкователь. Угол установки обеспечивается установкой рамы на фундаменте. окомкователь снабжен загрузочной воронкой и скребком для очистки прилипающих компонентов к внутренней поверхности барабана-окомкователя. В целях защиты барабан-окомкователь футерован изнутри конвейерной лентой. Разгрузка барабана-окомкователя через открытый торец. Для подачи растворов внутрь барабана-окомкователя предназначена система орошения с двумя подающими трубами.
Месторождения золота, использующие метод кучного выщелачивания.
В настоящее время на территории Казахстана методом кучного выщелачивания отрабатываются следующие месторождения: Васильковское, Пустынное, Жанан, Центральное Мукурское, Большевик, Мизек, Миялы, Суздальское, Карьерное (рудные отвалы). Отработка Жерека и Далабая из-за отсутствия финансовых средств приостановлены. Готовятся к отработке методом кучного выщелачивания месторождения окисленных руд (кор выветривания) Комаровское месторождение, Элеваторное месторождение, Центральный Карамурын.
Большой интерес к технологии кучного выщелачивания проявляют не только Россия и Казахстан, но и другие страны СНГ - Узбекистан, Таджикистан, Киргизия.
На горно-металлургическом предприятии в г. Навои, Узбекистан выполнен большой комплекс исследований по переработке заскладированного минерального сырья карьера Мурунтау методом кучного выщелачивания. С учетом сложных природно-климатических условий этого региона, были разработаны эффективные конструкции основания для кучного выщелачивания, которые позволяют вести замкнутый процесс без потерь и загрязнения окружающей среды. Для создания водонепроницаемого слоя предложено использовать местные глины в сочетании с полимерными материалами. В 1992 году компанией "Ньюмент ЛТД" (США), Государственным комитетом по геологии и минеральным ресурсам Республики Узбекистан и горно-металлургическим комбинатом г. Навои (НГМК) создано совместное предприятие "Заваршан - Ньюмент" для переработки методом кучного выщелачивания руды, накопленной на складах карьера Мурунтау за 25 лет. Совместному предприятию для переработки передано 220 млн. т руды с содержанием золота 1,4 г/т. За 1995-1998 гг. в кучи уложено 42,25 млн. т руды, получено 35,703 т золота.
Имеются сведения, что в Таджикистане для строительства золотодобывающего предприятия Jilau с использованием технологии кучного выщелачивания правительством Таджикистана и Nelson Gold учреждена компания Jeravshan Gold. Разведанные запасы, планируемые по подсчетам, утвержденным ГКЗ СССР, составляют 10,1 млн. т со средним содержанием золота 2,9 г на тонну при бортовом 1,2 г на 1 т. В соответствии с пересчетом, выполненным компанией RTZ (США), с учетом современных технологий переработки бедных руд достоверные запасы месторождения оцениваются в 28,3 млн. т со средним содержанием золота 1,43 г/т, прогнозные ресурсы в 42,1 млн. т со средним содержанием золота 1,03 г/т.
Опыт золотодобывающих предприятий, освоивших технологию кучного выщелачивания золота даже в суровых климатических условиях значительные запасы и прогнозные ресурсы рудного золота, многочисленность мелких и средних месторождений, а также огромные запасы золотосодержащего техногенного сырья, накопившегося за многие десятилетия в отвалах и хвостохранилищах золотоизвлекательных и обогатительных фабрик цветной и черной металлургии, и, наконец, улучшение инвестиционного климата в странах СНГ совершенствование правовой базы все это дает основание оптимистично смотреть на развитие здесь золотодобывающей промышленности, в частности, на расширение производства золота методом кучного выщелачивания.
Гидроизоляционное основание создается с помощью укладки и уплотнения труднофильтруемых местных глин (толщина слоя 300-500 мм), а также применения гидроизоляционных полиэтиленовых или поливинил-хлоридных пленок толщиной 0,45-1,0 мм. Непроницаемое
Доставка руды и формирование штабеля. Руда доставляется на штабель автосамосвалами или с помощью системы транспортеров (конвейеров). Формирование рудного штабеля производится в основном бульдозерами. Высота штабеля на российских предприятиях обычно 3-6 м.
Орошение осуществляется несколькими методами: затоплением (прудками) (месторождения: Майское, Чазы-Гол, Сопка Рудная), капельным орошением (месторождения: Колорадо, Лопуховское), разбрызгиванием (месторождение Кузнецовское). Система орошения выбирается индивидуально, исходя из климатических условий и ветрового режима.
В отечественной практике кучного выщелачивания применяется несколько способов осаждения золота. Наиболее распространенным и простым является цементация на цинковую стружку (месторождения: Майское, Кузнецовское, Сопка Рудная), цинковую пыль (месторождения: Муртыкты, Кировское, Комсомольская залежь, Покровское), на активный уголь зарубежного производства (месторождения: Лопуховское, Самолазовское), на ионообменную смолу АМ-2Б (месторождение Колорадо). Планируется перевод некоторых установок кучного выщелачивания на сорбцию золота с использованием активных высокопрочных углей отечественного производства типа АГ-90 и АГ-95.
Товарной продукцией почти всех предприятий кучного выщелачивания являются слитки лигатурного золота. Лишь на некоторых маломощных установках (месторождение Сопка Рудная) получают золотоцинковые осадки, которые, так же как и слитки, отправляют на аффинажные заводы.
Временной режим работы установок кучного выщелачивания зависит от ряда факторов. В первые годы освоения технологии в России растворение золота проводилось только сезонно, в теплое время года (от 2-3 до 5-7 месяцев), в зависимости от климатических условий района расположения предприятия. Уже несколько лет кучное выщелачивание на ряде предприятий круглогодично (месторождения: Покровское, Бамское, Воронцовское, Муртыкты и другие месторождения). Применяются разные способы утепления штабеля: засыпка крупной рудой слоем 1,5-4,0 метра, укрытие дешевой полиэтиленовой пленкой (Покровское месторождение), создание специальных каркасов, покрытых пленкой (Бамское месторождение), подогрев выщелачивающих растворов (Месторождение Колорадо), теплоизоляция трубопроводов и комбинирование перечисленных методов.
Типы руд, пригодные для кучного выщелачивания золота, горно-геологические особенности золоторудных месторождений.
Главными типами руд, пригодных для цианирования и цианидного кучного выщелачивания, являются:
1. окисленные вкрапленные руды;
2. сульфидные руды, в которых благородные металлы не являются тесно ассоциированными с сульфидными минералами;
3. руды коренных месторождений и россыпи, содержащие тонкое золото или частицы с высоким отношением площади поверхности к весу.
Ниже приводятся более детальные характеристики свойств руд, с точки зрения их пригодности для кучного выщелачивания цианидными растворами:
- наличие благородных металлов, поддающихся растворению цианидами;
- нахождение золота в форме очень тонких или же уплощенных частиц;
- высокая пористость и проницаемость пород, заключающих орудинение;
- отсутствие в руде углистого материала и других сорбентов - вызывающих преждевременную адсорбцию либо осаждение золота и серебра из выщелачивающего раствора;
- низкое содержание в руде цианисидов, металлоцианидных комплексов, "оттягивающих" на себя цианиды и нарушающих ход реакции растворения;
- низкое содержание в руде глинистого компонента и других тонких фракций, препятствующих равномерной циркуляции выщелачивающего раствора (если в исходном материале для штабеля чрезмерно много такого материала, необходима его предварительная агломерация);
- отсутствие в руде кислотообразующих ингредиентов, обуславливающих повышенное потребление цианида и материалов подстилки.
Следовательно, кучному выщелачиванию подвергают легкообогатимые руды, в которых золото и серебро находятся преимущественно в цианируемой форме, т.е. свободное (самородное) или в сростках в основной своей массе. К такому виду сырья можно отнести окисленные руды или коры выветривания коренных месторождений, отработка которых возможна открытым способом, а также смешанные руды без четкого разграничения между окисленными и первичными их разновидностями, забалансовые рудные отвалы, техногенное сырье (лежалые хвосты золотоизвлекательных фабрик и обогатительных фабрик) и текущие хвосты переработки золотосодержащих руд.
Не подлежат переработке методом кучного выщелачивания первичные руды, в которых золото или серебро тонко вкраплено в сульфиды, руды, в которых присутствует углеродистое вещество, сорбционноактивное к цианидному комплексу.
Важным фактором, ограничивающим использование технологии кучного выщелачивания является наличие глинистого материала в руде. Глины, обладая низкими фильтрационными свойствами и способностью к набуханию, препятствуют проницаемости продуктивных растворов, замедляя процесс выщелачивания и снижая извлечение золота. В этом случае действенным способом является предварительное окомкование или агломерация.
Основной принцип процесса цианирования состоит в том, что цианидные ионы образуют весьма устойчивые комплексы с золотом, серебром и другими металлами. Слабощелочные цианидные растворы вызывают растворение в первую очередь находящихся в рудах золота и серебра. Ионная реакция (известна как уравнение Эльсенера), которая обычно используется как основной способ перевода золота в раствор с помощью цианида, выглядит следующим образом:
4Au+8CN+O2+2H2O=4Au(CN)2+4OH (1)
Более поздние исследования механизма растворения указывают на то, что растворение протекает в две стадии. Основная часть золота растворяется в соответствии с реакцией:
2Au+4CN+O2+2H2O=2Au(CN)2+H2O+2OH (2)
а меньшая, но все-таки заметная его часть в соответствии с реакцией (1) - уравнением Эльсенера. Скорость растворения зависит от концентрации цианида натрия (NaCN) и щелочности раствора, причем оптимальное значение pH-10,3.
Исторически первые проекты кучного выщелачивания благородных металлов в США начали реализовываться в западных штатах, и, прежде всего, в Неваде. Предпочтение в территориальном размещении рудников обуславливалось несколькими факторами. Безусловно первостепенное значение имело наличие крупных золоторудных месторождений с бедными рудами, поддающимися выщелачиванию. На второе место можно поставить такие факторы, как рельеф и климатические условия местности, которые могли способствовать реализации простого проекта кучного выщелачивания при ограниченном использовании земельных площадей и минимальных правовых ограничениях. Более поздние проекты с использованием технологий кучного выщелачивания реализовывались уже по всей гористой местности, низких температур и повышенной влажности. Несмотря на то, что использование метода в этих условиях требует специальных конструкторских решений, многие проекты были успешно выполнены и продолжают осуществляться в районах, традиционно считавшихся неподходящими для использования рассматриваемых технологий. Тем не менее, следует сказать, что использование метода кучного выщелачивания (имея ввиду совокупность применяемого оборудования и технологий) часто ограничивается рамками территорий с более или менее умеренными климатическими условиями. Низкие температуры ограничивают эксплуатационную активность не столько из-за того, что они "угнетают" химическую реакцию выщелачивания, сколько из-за образования льда.
Гидрогеологический режим территории, где расположен объект кучного выщелачивания, связан с режимом выпадения осадков в данном районе и имеет отчетливо выраженное влияние на технологический процесс. Для того, чтобы эффективно выщелачивать благородные металлы и делать это экономично, необходимо относительно узкий диапазон концентраций выщелачивающего раствора. Сохранение постоянной концентрации выщелачивающего раствора (если оставить в стороне подаваемые в ходе работ химические добавки) зависит от гидрогеологического режима соответствующей местности. Аридный климат с высоким испарением может проявлять себя в весьма высоком потреблении воды для поддержания ее необходимого объема в контуре выщелачивания. Напротив, в районах с избыточным увлажнением может иметь место постоянное увеличение объемов раствора в контуре выщелачивания, что потребует отвода, нейтрализации и разгрузки излишнего количества химически активного раствора из системы. Такого рода факторы, безусловно, должны приниматься в расчет на стадии проектирования. Чтобы выбрать наиболее подходящий метод кучного выщелачивания для того или иного конкретного проекта, а так же оценить методы оптимизации технологического процесса на объекте, необходимо принять во внимание результаты технологических испытаний, рельеф местности и климатические особенности района расположения проекта, геолого-технические и геологические особенности месторождения, а так же способ добычи руды и годовую производительность рудника.
Не подлежат переработке методом кучного выщелачивания первичные руды, в которых золото или серебро тонко вкраплено в сульфиды, руды, в которых присутствует углеродистое вещество, сорбционноактивное к цианидному комплексу.
Обоснование целевых установок проекта кучного выщелачивания.
Для оценки минеральных ресурсов, определения их коммерческой ценности и эффективности освоения предполагается использовать системный подход к оценке и реализации проекта кучного выщелачивания. При этом применяемые методы должны учитывать разнообразие условий, в которых приходится осуществлять проекты - климатические особенности, разнообразие форм и размеров рудных тел, комплекса разрешительных процедур и т.д.
Одним из важнейших положений, выдвигаемых G.G. Snow и D.S. Michels (1986), является управление по целям (УПЦ). Управление по целям (УПЦ), это философия корпоративного управления, которая может быть применена и к управлению геологоразведочными процессами. Согласно этим авторам, конечной целью геологоразведочных работ на объекте является ввод горного предприятия в эксплуатацию. Используя управление по целям (УПЦ), компания может разбить задачу ввода горного предприятия в эксплуатацию на несколько последовательных шагов и узловых точек.
Выделяются следующие узловые точки развития проекта: оценка объекта (месторождения); составление и проверка предварительной модели освоения; принятие окончательной модели; подсчет запасов руды; подтверждение запасов; составление инженерного проекта; расчеты технико-экономической целесообразности осуществления проекта.
Для каждой стадии и узловой точки предложено устанавливать необходимый набор геологоразведочной, горнотехнической, экономической и природоохранной информации, которая должна быть получена по завершении стадии, тем самым определяется комплекс данных, с помощью которого можно было бы оценить степень достижения конкретной задачи, соответствующей данной точке. Так, например, узловая точка "Подсчет запасов руды" может считаться достигнутой лишь после того как будет завершена "Поисково-оценочная стадия -1" и связанная с ней геолого-экономическая оценка.
Для этой оценки потребуется информация о размерах и морфологии рудных тел, содержании полезных компонентов, наличии других перспективных объектов вблизи от изучаемых в рамках проекта, а также данные по апробации и оценке геологической модели.
Четкое определение генеральной цели проекта может иметь основное значение для разработки сетевого графика ее достижения; узловые точки играют здесь роль контрольных пунктов, по которым выполнение проекта отслеживается, начиная с геологического изучения недр до ввода предприятия в эксплуатацию.
Стадийность оценки месторождения и проектирования предприятия.
Этот процесс представляет собой последовательность оценок, имеющих своей задачей оконтуривание рудных тел на различных стадиях изучения объекта, на основе имеющейся технико-экономической информации.
Для каждого этапа оценки имеется четыре возможных варианта принимаемых решений:
- прекратить работы на объекте;
- отложить их на некоторое время;
- произвести разведку и перейти к эксплуатации (наилучший вариант из всех возможных);
- продолжить изучение месторождения и обосновать программу последующих уточняющих геологических исследований (наиболее вероятный результат выполнения первоначальной стадии работ по оценке объекта).
При выполнении работ на первых этапах оконтуривания рудных тел должны обязательно быть получены ответы на следующие два важных вопроса:
- какова вероятность открытия месторождения, рентабельного для освоения?
- какой должны быть методика дальнейшего изучения и разведки объекта?
Для того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо проводить оценку месторождения с точки зрения его использования как объекта для кучного выщелачивания. Фактически каждая из стадий последовательного приближения к истинным значениям оценочных параметров месторождения сводится к экономике. Однако, не смотря на то, что экономика имеет решающее значение в процессе принятия решений о целесообразности промышленного освоения объектов, все ее выводы базируются на использовании надежной геологоразведочной информации.
Таблица. Узловые точки реализации проекта.
|
Выявление промышленного оруденения. |
Подтверждение коммерческой значимости оруденения (основной инжиниринг) |
Принятие решения (технико-экономический инжиниринг) |
Освоение месторождения |
|
|
Оценка проекта 1. Окончательный геологический отчет. |
Оценка проекта 2. |
Составление ТЭО |
Строительство рудника |
Таблица отображает стадии или узловые точки реализации гипотетического проекта кучного выщелачивания. Авторы этой схемы (G.G. Snow; D.S. Michels) полагают, что имеют место пять точек принятия решений об экономической значимости разведуемого объекта ("узловых точек"), для каждой из которых требуется определенный набор исходных геолого-технических (оценочных) данных. Здесь представлены только три таких точки (которые можно назвать "экономическими"), наиболее важные с точки зрения вопросов, обсуждаемых в данном разделе. Очевидно, что количество узловых точек для каждого конкретного проекта будет зависеть от наличия факторов, специфичных для данного проекта. Трехстадийная оценка или процесс последовательного приближения к истинным значениям оценочных параметров для того или иного объекта определяет рамочную структуру экономической оценки проекта на базе трех различных уровней обеспеченности геолого-техническими данными.
Три основные точки принятия решений (узловые точки), более подробно рассматриваемые ниже, терминологически определяются как завершение этапов ("Оценка проекта 1", Оценка проекта 2, и ""Составление ТЭО":
- Оценка проекта 1. На этом этапе информация об объекте носит, главным образом, геологический характер; информация по горнотехническим и технологическим аспектам, а также по экономике освоения месторождения минимальна;
- Оценка проекта 2. Выполняется основной объем горнотехнических исследований, составляется в первом варианте план-график добычи руды, обобщается предварительная информация по технологии переработки руд;
- Составление ТЭО. Выполняются детальные инжиниринговые исследования, составляются детальные компоновочные чертежи; достаточно точно рассчитываются предстоящие затраты на освоение объекта.
Необходимо обратить внимание на тот факт, что на выполнение этих оценок не накладывается никаких временных ограничений - они могут производиться тогда, когда это представляется целесообразным. Оценки могут быть органической частью структурированного управленческого подхода либо рассматриваться как специальная операция. Однако вне зависимости от управленческого подхода тип и состав информации, необходимой для выполнения квалифицированной экономической оценки на том или ином этапе, должен быть один и тот же. Специфический характер геологической инжиниринговой и экономической информации, требующейся для проведения всех трех указанных выше видов оценки, будет рассмотрен подробно в последующих разделах.
Оценка прогнозная перспективности отдельных площадей - оценка, осуществляемая по данным геологической и геофизической съемок и составленным на их основе металлогеническим и прогнозным картам при помощи геолого-статистического метода оценки рудоносности, рассмотрения принципа оптимального сочетания рудоконтролирующих факторов и др. методов. Теоретической основой прогноза является учение о закономерностях формирования и размещения месторождений полезных ископаемых. Принципы прогнозной оценки и выделения перспективных рудоносных площадей рассмотрены Дворцовой и Горецкой (1957), Сатпаевым (1958), Момджи и Пастушенко (1963), Шаталовым и др. (1964), Шехтманом и др. (1964), и др. Момжи и Пастушенко различают 3 основных вида прогнозной оценки.
Первый вид прогнозной оценки производится на основе мелкомасштабных металл-генетических карт (1:1.000.000 - 1:500.000) с целью выявления рудных районов. Территория, охватываемая прогнозной оценкой, - металлогеническая зона или область.
Второй вид прогнозной оценки охватывает рудоносные площади порядка рудных зон, районов, узлов и базируется на более детальных металлогенических картах (1:200.000) - 1:50.000). Целью этой прогнозной оценки является выделение перспективных рудных полей (месторождений) и прогнозная оценка их запасов.
Третий вид прогнозной оценки охватывает рудное поле, основа ее - детальные карты масштаба 1:25.000 - 1:10.000, а цель - выявление отдельных месторождений и рудных тел и оценка их запасов.
В качестве графических документов прогнозной оценки составляются прогнозные карты, разрезы и пр. На прогнозной карте (по Шаталову и др.) выделяются 2 основные категории площадей: внутри рудоносных и потенциально рудоносных площадей и вне их. Среди первых в свою очередь выделяются 2 группы - площади перспективные, требующие постановки определенного вида работ, и площади, не требующие в настоящее время таких работ. Перспективные площади подразделяются по степени очередности исследований (перспективности) и т.п. (Сатпаев, 1958; Шаталов и др. 1964), которая зависит от степени изученности территории и данных по рудной минерализации. Шаталов и др. по этому принципу выделяют, например, 4 группы перспективных площадей, Дворцова и Горецкая - 6.
Подсчет запасов полезных ископаемых.
Оценка геологической информации (первая стадия оценки месторождения) по проекту кучного выщелачивания.
Самая первая экономическая оценка проекта кучного выщелачивания базируется преимущественно на геологической информации, хотя в какой-то мере могут рассматриваться вопросы будущих инжиниринговых решений и экономические аспекты, связанные с рынком. Перечень необходимой информации по всем этим трем аспектам, приводится ниже.
Геологические особенности месторождения:
- общее описание расположения месторождения;
- общие размеры и морфология рудных тел, содержание полезных компонентов;
- минеральный состав и структура руд;
- типы руд;
- наличие в рудах глинистой или иной тонкозернистой минеральной составляющей, способной оказывать влияние на процесс выщелачивания;
- плотность поисково-разведочной сети и количество пересечений рудных тел буровыми скважинами;
- интервалы опробования и степень ее непрерывности;
- природно-геологический "борт" месторождения;
- первоначальный подсчет общих запасов и среднего содержания полезного компонента.
Горно-геологическая характеристика месторождения:
- предположительная оценка запасов, которые могут быть рентабельными для разработки, и первоначальный концептуальный план их извлечения (система разработки); производительность рудника, расположение карьеров, ожидаемый коэффициент вскрыши, разубоживание, обеспеченность запасами, возможности использования контрактных горных работ и т.д.;
- кондиции (прежде всего, минимальное промышленное содержание) согласно инженерно-экономическим расчетам;
- предполагаемое первоначальное извлечение металлов при кучно и чановом выщелачивании;
- рекомендуемое к использованию оборудование;
- потребности проекта в инфраструктуре, в т.ч. строительство дорог, мостовых переходов, ЛЭП, водохозяйственных сооружений и др.;
- нанесение возможного ущерба окружающей среде, необходимость получения каких-либо специальных разрешений;
- наличие в непосредственной близости от объекта других перспективных участков, которые могут потребовать приобретения дополнительных земельных участков ( и лицензионных площадей);
- наличие проблем с водоснабжением и приобретением прав на водопользование.
Вопросы экономики и рыночной конъюнктуры:
- диапазон цен на золото и серебро, который необходимо использовать в расчетах;
- цена нетто на аффинаж золота и серебра;
- корпоративный коэффициент дисконтирования;
- возможный уровень роялти по проекту;
- метод оценки проекта - индивидуальный подход или усредненный, по корпоративному базису.
Основная геологическая, инжиниринговая и экономическая информация может быть использована для выявления технически обоснованных альтернатив освоения месторождения и строительства рудника, которые в дальнейшем будут подвергнуты более глубокой оценке. Геологическая информация позволяет отобрать возможные варианты систем разработки, а также составить представление о факторах разубоживания, влияющих на содержание металла в руде, направляемой на переработку. Инжиниринговая информация обеспечивает выбор технологической схемы извлечения металла. Представляется целесообразным на первых этапах реализации проекта оценивать перспективы применения на объекте как кучного, так и других видов выщелачивания (прежде всего, чанового). Географическое расположение проекта и возможности компании определяют тип и объемы создаваемых производственных мощностей и инфраструктуры, необходимой для осуществления каждой из рассматриваемых альтернатив.
Завершающим элементом экономической оценки проекта на первой стадии является расчет ожидаемых капитальных и текущих затрат по рассматриваемым альтернативам. Степень точности такого расчета должна быть адекватной точности всей процедуры оценки данной стадии. Если геологическая или горно-технологическая информация не обладает необходимой точностью, не имеет никакого смысла производить детальные оценки будущих затрат. Весьма трудно добиться точности расчетов, большей, чем (30-40% от вероятных окончательных затрат. В тоже время закладываемые в расчеты эффективности цены на металлы, которые фактически пролонгируются на весь период эксплуатации горного предприятия, оказывают большое влияние на точность экономической оценки проекта, нежели расчетный уровень капитальных и текущих выдержек. К тому же различные корпоративные философии могут проявлять себя в существенных различиях капитальных затрат на реализацию совершенно однотипных проектов. Результаты экономической оценки включают расчетные показатели нормы прибыли, чистой приведенной стоимости и срок окупаемости капитальных вложений прибылью (не дисконтированной) для всех возможных альтернатив осуществления проекта. Расчеты экономической чувствительности могут выполняться с учетом возможных изменений цен на благородные металлы, извлечения драгметаллов при добыче и переработке, содержаний металлов при добыче и переработке, содержаний металла в руде, уровня капитальных затрат и текущих издержек производства.
Оценка проекта кучного выщелачивания золота.
Обоснование детальных геологоразведочных работ (вторая стадия оценки проекта кучного выщелачивания золота).
После выполнения стадии "Оценка проекта - 1" наиболее вероятным исходом для проекта является переход к более детальным геолого-разведочным работам, т.е. к стадии "Оценка проекта 2". Она включает в себя подтверждение запасов руды, уточнение горнотехнических условий разработки и технологических свойств руд, подготовку чертежей общей компоновки рудника, завершение исследований по оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС), приобретение прав на водопользование, определение общей концепции реализации проекта (или его наиболее предпочтительной альтернативы). Контрольный перечень данных, которые могут потребоваться для проверки технической обоснованности принимавшихся решений по завершении второй стадии экономической оценки проекта, включает в себя:
Геологическая информация:
- принятая плотность разведочной сети, количество рудных скважин, протяженность рудной зоны;
- минералогия месторождения, количество типов руд;
- точность лабораторных анализов;
- результаты валового технологического опробования.
Инжиниринговая информация:
К моменту завершения второго этапа оценки необходимо:
- окончательно определить номинальную производительность и срок существования рудника, составить план добычных работ;
- определить в концептуальном плане, какое оборудование будет использоваться (новое или подержанное), оценить перспективы использования контрактных горных работ;
- дать оценку возможных вариантов предельного размера рудного материала, поступающего на дробление;
- оценить необходимость окомкования руд и возможные варианты применения агломерационных технологий;
- выполнить лабораторные либо полупромышленные испытания на выщелачивание руд с расчетами извлечения драгметаллов из тонны руды и в целом по месторождению;
- разработать общую схему размещения и компоновки элементов системы кучного выщелачивания, включая изолирующие подушки, пруды-отстойники, трубопроводы и разбрызгиватели, нагорные канавы, систему штабелирования (с указанием высоты рудных штабелей), пункты подъема руды и т.д.;
- разработать общую схему размещения и компоновки золотоизвлекательного гидрометаллургического узла, оценить сравнительную эффективность использования адсорбции золота на активированный уголь и цементации на цинковую пыль (или стружку);
- выполнить испытания по адсорбции драгметаллов на уголь и осаждению их цинком, а также фильтрационные испытания с целью оценки общей поглощающей способности угля и цинка в отношении золота и серебра;
- оценить объем необходимых подготовительных работ на месте будущего предприятия;
- определить трассу подъездной дороги, приобрести в случае необходимости право проезда;
- определить источник энергоснабжения: либо от ближайшей ЛЭП, либо от автономных электростанций; наметить трассу прохождения ЛЭП и в случае необходимости право проезда для ее обслуживания;
- определить количество и тип подсобно-вспомогательных объектов, необходимых для функционирования основных производственных систем, включая офисные здания, лабораторию, склад, помещение для хранения золота, систему безопасности, отвалы для твердых отходов;
- завершить составление операционного плана по проекту и представить его на согласование в соответствующую административно-правовую инстанцию;
- завершить в соответствии с установленными правилами анализ исходного состояния окружающей природоохранной среды и представить его результаты в соответствующую административно-правовую инстанцию;
- начать работу по получению разрешений на пуск и эксплуатацию предприятия.
После того, как вся эта работа выполнена, и соответствующая информация получена, стадия "Оценка проекта 2" может считаться завершенной. Чтобы обеспечить детальность проработки, соответствующую данному уровню оценки, на основе чертежей общей компоновки объекта должен быть составлен подробный список намечаемого к использованию оборудования. На основе такого списка более точно могут быть рассчитаны капитальные затраты, вне зависимости от того, какое оборудование будет использоваться - новое или подержанное. Подобным образом могут быть скалькулированы и текущие производственные издержки, но для этого характеристики применяемого процесса кучного выщелачивания должны быть в достаточной степени проработаны для того, чтобы была возможность оценить потребление воды, цианида, угля, электроэнергии и химреагентов общего назначения.
Могут быть рассчитаны и потребности в рабочей силе. Более общие пункты калькуляции, такие как расходы на запчасти, необходимые для ремонта и технического обслуживания, могут устанавливаться в процентном отношении от других показателей либо на основании опыта определения необходимого количества таких запчастей. Следует помнить, что стоимостная оценка затрат должна быть точной в той же степени, что и лежащая в ее основе геологическая и инжиниринговая информация. Хорошим уровнем точности для данной стадии оценки можно считать ?20-25%
Достичь такого уровня точности можно и не составляя детальный список оборудования и не делая последующего расчета необходимых капитальных и текущих затрат. Если компания обладает достаточным опытом проведения работ методом кучного выщелачивания, она может получить соответствующие стоимостные оценки по аналогии с другими проектами. По данным текущих и прошлых операций кучного выщелачивания можно детально рассчитать кривые финансовых издержек, которые потом могут быть использованы для получения новых, достаточно точных сметных оценок. Компьютерные системы сметно-финансовых расчетов могут давать очень точные оценки. Это исключительно быстрый способ получения оценок по новым месторождениям, проектам и приобретениям.
СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РУД
Имя изобретателя: Рашкин Анатолий Васильевич (RU); Авдеев Павел Борисович (RU); Резник Юрий Николаевич (RU); Шумилова Лидия Владимировна (RU); Яшкин Игорь Алексеевич
Имя патентообладателя: Читинский государственный университет (ЧитГУ)
Адрес для переписки: 672039, г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, научно-исследовательский отдел
Дата начала действия патента: 2004.11.15
Способ кучного выщелачивания руд предназначен для извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов путем орошения выщелачивающими растворами рудного штабеля. Способ включает дробление руды, окомкование руды, отсыпку штабеля, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором. Причем после дробления руду разделяют на фракции, а отсыпку штабеля осуществляют однородными по фракциям слоями с уменьшением крупности руды от нижнего слоя к верхнему слою. Кроме того, отсыпку штабеля руды осуществляют наклонными от центра к боковым поверхностям штабеля слоями с разделением слоев перфорированной полимерной пленкой. При отсыпке штабель руды ориентируют широкой частью на юг. Орошение штабеля руды выщелачивающим раствором осуществляют под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой, при этом в зимний период поверх пленки размещают искусственный теплоизолятор. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности выщелачивания за счет увеличения скорости выщелачивания в результате снижения негативного эффекта кольматации в штабеле руды, а также за счет повышения температуры в штабеле руды и уменьшения выбросов загрязняющих веществ.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области выщелачивания руд цветных, редких и радиоактивных металлов и может быть использовано в горной промышленности, преимущественно при добыче золота.
Известны способы кучного выщелачивания руд, включающие рудоподготовку, формирование штабеля руды, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором, инфильтрацию раствора в массив штабеля, растворение металла и дренирование обогащенного растворителя. В качестве выщелачивающих растворов применяют воду (для урановых руд, содержащих пирит), слабые растворы серной кислоты, раствор сернокислого железа и серной кислоты, содовый раствор, цианид натрия и др. (см. Калабин А.И. Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием - М.: Атомиздат, 1969, С.95-319. Рысев В.П., Садыков Р.X., Фазлуллин М.И. Опыт кучного выщелачивания золота // Горный журнал. - 1994. - №12 - С.8-10).
Недостатком известных способов является снижение скорости выщелачивания и полноты извлечения металла из-за кольматации порового пространства в нижней части штабеля вследствие сегрегации кусков руды и суффозии (переноса) мелких частиц (глина, шлам) из верхней части штабеля в нижнюю. При низкой температуре наружного воздуха скорость выщелачивания также резко уменьшается вследствие повышения вязкости выщелачивающих растворов.
Наиболее близким к предлагаемому является способ кучного выщелачивания руд, включающий дробление руды, окомкование руды (цементом, известью, полимерами, природными соединениями типа гуминовых кислот и др.), отсыпку руды в форме трапециевидного штабеля, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором (для золотосодержащих руд - цианиды, например цианид натрия концентрацией 0,2...0,4 г/л с плотностью орошения 150...170 л/(м2·сут)), инфильтрацию раствора в массив штабеля, растворение металла и дренирование обогащенного растворителя с последующей сорбцией на активированный уголь или цинковую стружку (см. Дементьев В.Е., Татаринов А.П., Гудков С.С. Основные аспекты технологии кучного выщелачивания золотосодержащего сырья // Горный журнал. - 2001. - №5 - С.53-55).
Недостатком этого способа является также низкая эффективность выщелачивания из-за снижения скорости и полноты извлечения вследствие осадкообразования (химическая кольматация).
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности выщелачивания.
Результат достигается тем, что в способе кучного выщелачивания руд, включающем дробление руды, окомкование руды, отсыпку штабеля, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором, после дробления руду разделяют на фракции, и отсыпку штабеля осуществляют однородными по фракциям слоями с уменьшением крупности руды от нижнего слоя к верхнему с наклоном слоев от центра к боковым поверхностям с разделением их перфорированной полимерной пленкой.
Результат достигается также тем, что при отсыпке штабель руды ориентируют широкой частью на юг, а орошение осуществляют под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой, при этом в зимний период поверх пленки размещают искусственный теплоизолятор.
Отсыпка дробленой фракционированной руды в штабель однородными по фракциям слоями с уменьшением крупности руды от нижнего слоя к верхнему позволяет увеличить скорость выщелачивания и полноту извлечения металла за счет того, что нижележащие слои руды не кольматируются глинистыми и тонкими шламовыми частицами, поступающими из верхних слоев при сегрегации во время отсыпки и суффозии при орошении, так как по структуре имеют более крупные поры, создающие возможность вымывания глинистых и тонких шламовых частиц через боковые поверхности рудного штабеля. Кроме того, при отсыпке дробленой руды наклонными слоями с разделением слоев перфорированной полимерной пленкой практически полностью исключается суффозия глинистых и шламовых частиц из верхних слоев в нижние и обеспечивается равномерность распределения выщелачивающего раствора по всем слоям рудного штабеля. Наклон слоев от центра к боковым поверхностям ускоряет вынос (вымывание) глинистых и шламовых частиц через боковые поверхности отвала. Отсыпка штабеля с ориентацией широкой частью на юг с орошением руды раствором под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой позволяет повысить температуру раствора за счет поглощения проникающей под пленку солнечной радиации, полной ликвидации затрат энергии на испарение и уменьшения затрат энергии на конвективный теплообмен с наружным воздухом и на длинноволновое излучение поверхности орошаемого отвала. В целом это повышение температуры зависит от времени года, суток, потока солнечной радиации и климатических факторов и составляет от 5 до 15°С.
Такое повышение температуры раствора позволяет значительно ускорить растворение и выщелачивание металла из руды, существенно повысить его извлечение. Кроме того, исключаются потери выщелачивающего раствора испарением, в результате чего повышаются концентрация реагента в руде и скорость выщелачивания, а также уменьшается загрязнение атмосферного воздуха токсичными парами выщелачивающего раствора.
Применение в зимний период поверх пленки искусственного теплоизолятора позволяет вести круглогодичное выщелачивание, особенно в районах с суровым климатом - Якутия, Забайкалье.
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
При рудоподготовке на дробильно-сортировочной установке (ДСУ) добытую руду дробят и разделяют на фракции - обычно по классам (-5,0) мм, (+5)...(-10) мм, (+10)...(-15) мм и (+15)...(-20) мм. Отсыпку дробленой фракционированной руды в штабель ведут слоями, уменьшая крупность руды от нижнего слоя к верхнему, т.е. в нижний слой 1 штабеля отсыпают руду фракции (+15)...(-20) мм, затем в вышерасположенный слой отсыпают руду менее крупной фракции (+10)...(-15) мм и т.д. до верхнего слоя 2, в который отсыпают самую мелкую фракцию (-5,0) мм.
При отсыпке руды в такой последовательности часть мелких глинистых и шламовых частиц проникает из мелкопористых верхних слоев руды в нижние крупнопористые слои руды.
На поверхности верхнего слоя 2 размещают систему орошения и питания 3 руды выщелачивающим раствором в виде распределительных трубопроводов и питателей - эмиттеров.
При орошении выщелачивающим раствором глинистые и шламовые частицы вымываются из верхних слоев в нижние и под действием динамического давления выносятся через боковые поверхности 4 штабеля руды, в результате этого предотвращается кольматация руды в массиве штабеля и повышается ее проницаемость для выщелачивающего раствора, ускоряется процесс выщелачивания металла и повышается полнота его извлечения в продуктивный раствор. Продуктивный раствор поступает в коллекторы 5 и после очистки его от глинистых частиц фильтрованием направляется в сорбционные аппараты для извлечения металла.
При отсыпке руды в штабель наклонными слоями вначале создают известными способами наклонное основание 6 штабеля из противофильтрационных и дренажных слоев таким образом, чтобы основание штабеля имело углы наклона 5-8° от осевой линии к внешней боковой поверхности штабеля. Затем под такими же углами отсыпают нижний слой руды крупной фракции, на который укладывают перфорированную полимерную пленку 7, поверх которой отсыпают слой руды менее крупной фракции, и т.д. до верхнего слоя.
Разделение фракционированной руды на наклонные слои и укладка между слоями перфорированной полимерной пленки предотвращает вынос (вымывание) глинистых и шламовых частиц из верхних слоев в нижние, обеспечивает их вынос по наклонному слою к боковой поверхности штабеля и в то же время создает хорошие условия для равномерного просачивания раствора в нижележащие слои, в результате чего повышается интенсивность выщелачивания металла и полнота его извлечения в продуктивный раствор.
При отсыпке руды в штабель широкую часть его ориентируют на юг, а узкую часть - на север. При этом над системой орошения и питания 3 устанавливают на дуговых опорах 8 водорастворонепроницаемую светопрозрачную пленку 9, а в зимний период поверх пленки укладывают искусственный теплоизолятор 10.
Предложенный способ позволяет повысить эффективность за счет увеличения скорости выщелачивания. При использовании пленки уменьшается испарение выщелачивающего раствора и загрязнение атмосферного воздуха токсичными парами выщелачивающего раствора, что также способствует повышению эффективности предлагаемого способа.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ кучного выщелачивания руд, включающий дробление руды, окомкование руды, отсыпку штабеля, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором, отличающийся тем, что после дробления руду разделяют на фракции, а отсыпку штабеля осуществляют однородными по фракциям слоями с уменьшением крупности руды от нижнего слоя к верхнему с наклоном слоев от центра к боковым поверхностям штабеля слоями с разделением слоев перфорированным геотекстильным материалом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отсыпке штабель руды ориентируют широкой частью на юг.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что орошение осуществляют под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой и в зимний период поверх пленки размещают искусственный теплоизолятор.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектирование цеха сорбционного выщелачивания золота из руд месторождения "Покровское" с использованием смолы АМ-2Б производительностью 1 млн. тонн в год. Разработка схемы автоматизации сорбционного цианирования золота. План размещения оборудования.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 14.12.2014Механизм растворения золота в цианистых растворах. Цианирование перемешиванием. Технологические параметры процесса сорбционного выщелачивания. Технологическая схема процесса сорбционного выщелачивания золота. Обоснование технологических параметров.
курсовая работа [47,7 K], добавлен 06.06.2008Составление графика зависимости степени выщелачивания от времени при различных температурах. Методика определения энергии активации. Расчет порядка реакции. Оценка зависимости скорость выщелачивания от температуры и давления газообразного реагента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2015Расчет реактора для выщелачивания. Размер перемешивающего устройства. Расчет производительности нитки реакторов и выбор мешалки разбавления. Производительность непрерывно действующей установки. Расчет площади осаждения. Температурные условия процесса.
реферат [111,0 K], добавлен 08.05.2012Характеристика золотоизвлекательной фабрики "Мурунтау": расположение, методы переработки, технологический баланс. Особенности технологии извлечения золота из насыщенной смолы и гравиоконцентрата. Расчеты измельчения, выбор оборудования, денежные затраты.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 24.06.2012Основные физические и химические свойства золота, его устойчивость к различным воздействиям. Применение золотых сплавов, понятие пробы и цвета золота. Золочение металлов. Специфика золотых сплавов, применяемых в ювелирной промышленности и стоматологии.
презентация [2,5 M], добавлен 30.01.2012Составление материального и теплового балансов процесса кислотного выщелачивания урановых руд для извлечения урана; определение массовых расходов компонентов, острого пара. Подбор стандартных пачуков, основные конструктивные характеристики аппаратов.
курсовая работа [203,8 K], добавлен 09.05.2012Способы обогащения руд. Технология флотации: обогащение марганцевых руд, дообогащение железорудных концентратов, извлечение металлов из "хвостов" магнитного и гравитационного обогащений. Технологическая схема обогащения апатит-штаффелитовой руды.
реферат [665,6 K], добавлен 14.11.2010Знакомство с разработкой системы автоматического управления для подземного выщелачивания урана. Анализ технологических скважин, предназначенных для подачи в недра рабочих растворов. Особенности процесса фильтрации раствора в рудовмещающем горизонте.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 07.09.2013Построение качественно-количественной схемы подготовительных операций дробления, грохочения железной руды: выбор метода, выход продуктов. Обзор рекомендуемого оборудования. Магнитно-гравитационная технология и флотационное обогащение железной руды.
курсовая работа [67,5 K], добавлен 09.01.2012Буровзрывные работы как основной способ отбойки горных пород при проведении выработок и добыче руды. Классификация перфораторов - бурильных машин ударно-поворотного бурения, работающих на сжатом воздухе. Схема устройства переносного перфоратора.
реферат [14,3 M], добавлен 28.02.2010Широкое применение при разработке рудных месторождений систем с обрушением руды и вмещающих пород. Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами. Открытая разработка рудных месторождений. Основные виды карьерного транспорта.
реферат [2,2 M], добавлен 28.02.2010Электродинамическая сепарация, методы интенсификации технологического процесса. Извлечение из цветных металлов без разделения потока на две фракции. Извлечение черных и цветных металлов в самостоятельные продукты. Удаление части балластных компонентов.
курсовая работа [95,7 K], добавлен 18.01.2015Геологическая характеристика месторождения. Характеристика перерабатываемой руды, разработка и расчет схемы ее дробления. Выбор и расчет оборудования для дробильного отделения. Определение количества смен и трудозатрат на обеспечение технологии дробления.
курсовая работа [59,7 K], добавлен 25.02.2012Машины предприятий нерудных строительных материалов. Специфика работы машин. Конусовидные дробилки горных пород средней и большой твёрдости. Процесс дробления. Установка и монтаж конусных дробилок. Организация монтажных работ. Дробилка СМД-17, СМД-18.
курсовая работа [11,1 K], добавлен 18.09.2008Описание технологии производства чугуна и стали: характеристика исходных материалов, обогащение руд, выплавка и способы получения. Медь, медные руды и пути их переработки. Технология производства алюминия, титана, магния и их сплавов. Обработка металлов.
реферат [101,6 K], добавлен 17.01.2011Понятие металла, электронное строение и физико-химические свойства цветных и черных металлов. Характеристика железных, тугоплавких и урановых металлов. Описание редкоземельных, щелочных, легких, благородных и легкоплавких металлов, их использование.
реферат [25,4 K], добавлен 25.10.2014Характеристика сменной и годовой эксплуатационной производительности одноковшового экскаватора. Расчет производительности парка машин для подготовки горных пород к выемке. Исследование продолжительности погрузки, буровзрывной подготовки пород к выемке.
контрольная работа [50,8 K], добавлен 23.03.2012История металлургии, новые технологии. Способы изменения формы металлов ковкой. Назначение булата, изготовление клинков. Секрет древних индийских мастеров. Стальная одежда, железные деньги. Черная, цветная металлургия. Сплав золота с серебром "электрон".
книга [1,4 M], добавлен 16.01.2010Понятие и виды производительности горных машин, принципы и критерии ее оценки. Основные показатели качества и надежности горных машин, методика их расчета. Главные физико-механические свойства горных пород, их классификация по контактной прочности.
реферат [25,6 K], добавлен 25.08.2013
