авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Повышение эффективности технологии кучного выщелачивания золотосодержащих руд

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Яшкин Игорь Алексеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД

Специальность: 25.00.22 – Геотехнология

подземная, открытая и строительная


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Чита 2008

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО

«Читинский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Рашкин Анатолий Васильевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шестернев Дмитрий Михайлович
кандидат технических наук Казанов Евгений Владимирович
Ведущая организация ООО «ЗабНИИ технология»

Защита диссертации состоится 10 июня 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Читинском государственном университете по адресу: г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.299.01 Н.П. Котовой.

Факс: (3022) 41-64-44; Web-server: www.chitgu.ru; e-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Читинского государственного университета.

Автореферат разослан «_10_» мая 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. геол.-минерал. наук Н.П. Котова

Общая характеристика ДИССЕРТАЦИОННОЙ работы


Актуальность работы. Тенденция ухудшения технико-экономических показателей разработки золоторудных месторождений по традиционной технологии с переработкой руды на обогатительных фабриках, обусловленная уменьшением содержаний золота, исчерпанием запасов крупных месторождений, увеличением глубины разработки и ухудшением в целом горно-технических условий, выявила необходимость разработки более прогрессивных методов добычи и переработки золотосодержащих руд. Более эффективной, в сравнении с традиционной технологией, является технология кучного выщелачивания (КВ), позволяющая вовлекать в промышленное производство бедные руды с низким содержанием полезных компонентов, рентабельно эксплуатировать небольшие по запасам и размерам рудные месторождения, расположенные в отдаленных районах.

За последние 12 лет в России введено в эксплуатацию 28 промышленных и опытно-промышленных установок КВ. В проектной и предпроектной разработке находятся десятки объектов с разнообразными горно-техническими и природно-климатическими условиями. Большинство объектов расположены в регионах с суровым климатом – в Якутии, Амурской и Читинской областях, в Хабаровском и Красноярском краях, на Северном Урале.

Однако технология КВ при всех своих преимуществах имеет ряд недостатков, ограничивающих область ее применения. При выщелачивании не извлекается золото, заключенное в кварце и тонковкрапленное золото в пирите. Затруднено выщелачивание глинистых и шламистых руд, наличие которых в результате кольматации резко снижает просачивание раствора через слой руды, а иногда полностью останав­ливает процесс. Так, например, при эксплуатации опытно-промышленной установки КВ в 1996-1997 гг. на Козловском золоторудном месторождении в Забайкалье извлечение золота составило 12,9% при проектном – 85,1%.

Кроме того, использование токсичного растворителя – цианида натрия в технологии КВ золотосодержащих руд предъявляет высокие требования к надежности конструкций противофильтрационных оснований (ПФО) для КВ.

Таким образом, решение научно-технической задачи повышения эффективности технологии кучного выщелачивания золотосодержащих руд путем интенсификации процесса выщелачивания в рудном штабеле и повышения надежности ПФО является актуальным в научном и практическом отношениях.

Объект исследований – технология кучного выщелачивания золотосодержащих руд.

Предмет исследований – технологические и гидродинамические процессы кучного выщелачивания руд, противофильтрационные основания рудного штабеля.

Цель работы – обосновать и разработать эффективные технические решения по интенсификации процесса кучного выщелачивания золота в рудном штабеле и надежные конструкции ПФО при их эксплуатации в экстремальных природно-климатических, технологических и геокриологических условиях.

Идея работы заключается в использовании закономерностей фильтрационных процессов выщелачивающих растворов при фракционированной послойной отсыпке и щадящем взрывном рыхлении рудного штабеля.

Основные задачи исследований:

  • провести анализ и выявить факторы, влияющие на эффективность и экологическую безопасность технологии кучного выщелачивания;
  • провести экспериментальные исследования по интенсификации процесса выщелачивания;
  • обосновать и разработать эффективный метод щадящего взрывного рыхления для интенсификации процессов выщелачивания в рудном штабеле;
  • обосновать и разработать эффективные конструкции противофильтрационных оснований (ПФО) рудных штабелей;
  • провести технико-экономическую оценку эффективности технологических схем кучного выщелачивания золотосодержащих руд;
  • разработать классификацию способов управления процессами кучного выщелачивания.

Основные защищаемые научные положения.

  1. Повышение интенсивности выщелачивания золотосодержащих руд достигается геотехнологическими методами рудоподготовки и слоевого формирования рудного штабеля с предварительной обработкой отсыпаемых слоев цианидными растворами повышенной концентрации с последующей выдержкой в течение определенного времени.
  2. Повышение интенсивности выщелачивания в процессе эксплуатации достигается взрыванием рудного штабеля рассредоточенными зарядами низкоплотных ВВ с размещением в нижней части скважины и между зарядами пористого материала и в последовательности инициирования с замедлением от верхнего заряда к нижнему заряду.
  3. Надежность противофильтрационного основания рудного штабеля повышается применением в защитно-дренажном слое основания минерального гидрофильного сорбента с положительно заряженной поверхностью минерального скелета и электролитическим разрушением цианидов и их комплексов в защитно-дренажном и в дренажном слоях основания.

Методы исследований включали: анализ и обобщение результатов по интенсификации и экологической безопасности технологии КВ; физическое моделирование рудного штабеля КВ; лабораторные исследования по повышению интенсивности выщелачивания в рудном штабеле; технико-экономический анализ эффективности разработанных способов повышения интенсивности выщелачивания золота в рудном штабеле.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается корректной постановкой и решением задач исследований, критическим анализом проектных решений и технико-экономических показателей отработки месторождений Восточного Забайкалья методом КВ, достаточным объемом экспериментальных исследований, согласованностью полученных результатов с результатами других исследований, апробацией теоретических и экспериментальных исследований на научно-технических конференциях.

Научная новизна работы состоит в следующем.

  1. Обоснованы и разработаны новые технические решения по повышению интенсивности выщелачивания на предварительной стадии и в процессе эксплуатации путем формирования рудного штабеля с фракционированной послойной отсыпкой руды, предварительной цианидной подготовкой отсыпаемых слоев в определенных режимах и щадящего взрывного рыхления штабеля рассредоточенными зарядами низкоплотных ВВ.
  2. Установлены закономерности изменения коэффициента фильтрации выщелачивающих растворов при различных способах формирования рудного штабеля.
  3. Получены зависимости расстояний зарядов ВВ до гидроизоляционного основания рудного штабеля от скорости распространения продольной волны, трещиноватости горных пород и количества одновременно взрываемых групп зарядов при взрывном рыхлении рудного штабеля.
  4. Обосновано повышение надежности ПФО с применением в защитно-дренажном слое основания минерального гидрофильного сорбента с положительно заряженной поверхностью минерального скелета и электролитическим разрушением цианидов и их комплексов в защитно-дренажном и в дренажном слоях основания.

Практическая ценность работы заключается в следующем.

  1. Разработана технологическая схема рудоподготовки и формирования рудного штабеля с послойным фракционированием руды по классам (-5...0) мм, (+5)…(-10) мм, (+10)…(-15) мм и (+15)…(-20) мм и предварительной цианидной подготовкой отсыпаемых слоев в определенных режимах и последовательности, позволяющая ускорить процесс выщелачивания и повысить извлечение золота.
  2. Разработана технология взрывного рыхления рудного штабеля в процессе эксплуатации с применением рассредоточенных зарядов низкоплотных ВВ с размещением в нижней части скважины и между зарядами пористого материала типа пенополистирола и короткозамедленного внутрискважинного замедления от верхнего заряда к нижнему заряду с применением системы неэлектрического инициирования СИНВ-С, позволяющая интенсифицировать процесс выщелачивания за счет разрушения кольматационных каналов в рудном штабеле.
  3. Разработана новая конструкция ПФО с гидроизолирующими и защитно-дренажными слоями, расположенными над и под гидроизолирующими слоями, и с применением в нижнем защитно-дренажном слое минеральных гидрофильных сорбентов – цеолитов типа клиноптилолита, позволяющая предотвратить проникновение токсичных цианидных растворов в подземные воды при разрывах гидроизоляционных слоев в экстремальных природно-климатических, технологических и геокриологических условиях (землетрясения, взрывное рыхление рудного штабеля, морозное пучение) и длительном сроке (несколько лет) эксплуатации.
  4. Разработана новая конструкция ПФО с электролитическим разрушением цианидов и их комплексов сеточными электродами в контрольно-дренажном и защитно-дренажном слоях определенной полярности постоянного тока, позволяющая обезвреживать токсичные цианидные растворы при аварийном разрушениии гидроизолирующих слоев.

Реализация результатов работы. Основные результаты исследований используются при разработке рабочего проекта «Опытно-промышленной отработки золоторудного месторождения «Савкинское» и в учебном процессе при подготовке горных инженеров и техников по специальности 13.04.03 – Открытые горные работы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции Горного института ЧитГУ (Чита, 2003 г.), на восьмой, десятой и одиннадцатой Международных молодежных научных конференциях (Чита, 2004 г., 2006 г., 2007 г.), на четвертой, пятой и шестой Всероссийских научно-практических конференциях «Кулагинские чтения» (Чита, 2004 г., 2005 г., 2006 г.), на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, 2005 г., 2006 г., 2007 г.), на расширенном семинаре кафедры «Открытые горные работы» ЧитГУ, 2007 г.

Личный вклад автора состоит в:

  • анализе и обобщении отечественного и зарубежного опыта переработки руд методами КВ, участии в разработке классификации способов управления процессами кучного выщелачивания;
  • проведении экспериментальных исследований технологии формирования рудного штабеля, обработке и анализе полученных результатов, установлении закономерностей изучаемых процессов;
  • разработке технологических схем формирования и щадящего взрывного рыхления рудного штабеля и конструкций ПФО;
  • в технико-экономической оценке эффективности технологических схем.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 работ, в том числе: 3 научные статьи в изданиях, рекомендованных ВАК [1,3,4], 1 патент РФ на изобретение [2], 10 статей в научных периодических сборниках, материалах и трудах международных, всероссийских и региональных научно-технических конференций [8–17]. Получены положительные решения о выдаче патентов на изобретение по заявкам №2006137227/03(040526) от 20. 10. 06 [5], № 2007111104/03(012061) от 26. 03. 07 [6] и о выдаче патента на полезную модель № 2006138558 (042009) от 31.10. 06 [7].

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованных литературных источников из 106 наименований содержит 168 страниц машинописного текста, в том числе, 14 таблиц, 27 рисунков и 3 приложения на 19 страницах.

Краткие сведения по изучаемому вопросу.

Научные исследования по интенсификации технологии КВ ведутся в ведущих организациях и институтах, таких как ОАО «Иргиредмет», ЦНИГРИ, ВНИИХТ, ВНИПИпромтехнология, МГГУ, МГРИ, ЧитГУ и др. Значительный вклад в вопросах по совершенствованию технологии КВ внесли ученые: Абсалямов А. Х, Аренс В. Ж., Воробьев А. Е., Водолазов Л. И., Жаркенов М. И., Кофман В. Я., Лизункин В. М, Минеев Г.Г., Мязин В. П., Небера В. П., Овсейчук В. А., Рашкин А. В., Рубцов Ю. И., Садыков Р. Х., Толстов Е.А., Фазлуллин М. И., Фатьянов А. В., Хохряков А. В., Чантурия В. А., Шестернев Д. М., и многие другие.

Вместе с тем, в известных работах недостаточно внимания уделено вопросам повышения интенсивности процесса КВ непосредственно в рудном штабеле. Так же не достаточно исследований и публикаций, посвященных экологической безопасности технологии КВ. Применение технологии КВ в отдаленных районах с суровыми природно-климатическими, сложными геокриологическими условиями эксплуатации обуславливает необходимость разработки сравнительно дешевых методов повышения интенсивности процесса выщелачивания и экологической безопасности путем слоевого формирования рудного штабеля с фракционированной рудой, применения щадящей технологии взрывного рыхления рудного штабеля, разработки новых надежных конструкций ПФО.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные результаты проведенных исследований отражены в научных положениях, выносимых на защиту.

  1. Повышение интенсивности выщелачивания золотосодержащих руд достигается геотехнологическими методами рудоподготовки и слоевого формирования рудного штабеля с предварительной обработкой отсыпаемых слоев цианидными растворами повышенной концентрации с последующей выдержкой в течение определенного времени.

Известно, что при переработке руд цветных, редких и радиоактивных металлов методом КВ на стадии рудоподготовки образуется значительное количество мелочи класса -5…+0 мм, наличие которой в штабеле КВ при выщелачивании технологическими растворами резко снижает просачивание раствора через слой руды, а в некоторых случаях полностью останав­ливает процесс из-за кольматации нижних слоев штабеля и естественной сегрегации руды.

Обычно на практике для решения этой задачи используют широко известный способ агломерации руды и рудной мелочи. Основная цель агломерирования ­– получить пористый материал, который будет устойчив и в период складирования, и в период выщелачивания. В настоящее время используются в основном два способа агломерации руд драгоценных металлов: агломерация мелочи на грубую дробленую руду и агломерация мелочи в стабильные окатыши. Практика применения технологии окомкова­ния показывает, что наиболее эффективными свя­зующими являются известь и портландцемент с совместным использованием различных высокомолекулярных поверхностно-активных добавок, как синтетических, так и природного происхождения, улучшающих фильтрационные и прочностные характеристики получаемых окатышей.

В целом необходимо отметить, что, несмотря на высокую эффективность, способ агломерации как с применением ПАВ, так и без них является весьма материалоёмким и дорогостоящим.

Нами разработан способ кучного выщелачивания руд, позволяющий избежать кольматации нижней части штабеля. Данный способ характеризуется высокой эффективностью процесса выщелачивания и низкими эксплуатационными затратами из-за исключения дорогостоящего и материалоемкого процесса агломерирования на стадии рудоподготовки.

Результат достигается тем, что в способе кучного выщелачивания руд, включающем дробление руды, отсыпку штабеля, орошение штабеля выщелачивающим раствором, после дробления руду разделяют на фракции, а отсыпку руды осуществляют однородными по фракциям слоями, уменьшая крупность руды от нижнего слоя к верхнему (рис. 1.). Такой способ позволяет увеличить степень разрыхления руды в 2,5 раза, тем самым повысить фильтрационную способность.

Кроме того, отсыпку руды осуществляют наклонными слоями с разделением слоёв перфорированным геотекстильным материалом, при отсыпке штабель ориентируют более широкой стороной на юг.

Орошение штабеля выщелачивающим раствором осуществляют под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой.

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 тонких шламовых частиц через боковые поверхности рудного штабеля. Кроме того, при отсыпке дробленой руды наклонными слоями с разделением слоёв перфорированным геотекстильным материалом 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 боковой поверхности ускоряет вынос шламовых частиц через боковую поверхность отвала. Отсыпка штабеля с ориентацией широкой частью на юг, с орошением руды раствором под растворонепроницаемой светопрозрачной пленкой позволяет повысить температуру раствора за счет поглощения проникающей под пленку солнечной радиации, при общем снижении затрат энергии на испарение, 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.

 Слоевая конструкция рудного штабеля КВ: 1 – нижний слой штабеля фракции-0



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.