Способ подземного выщелачивания

(51) 21 43/28 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к технологии подземного выщелачивания металлов из пористых руд или песков глубоких россыпей на месте их залегания или из техногенных минеральных образований (хвостов и спец. отвалов). Подземное выщелачивание металлов осуществляют смесью,содержащей кислоту и окислитель(озоновоздущную смесь и/или перекись водорода),прошедшей гидродинамический излучатель. Выщелачивающий раствор на выходе из гидродинамического излучателя разделяют на несколько потоков и направляют их на встречу друг другу с образованием, в следствии соударения потоков, резкого изменения градиента скоростей и давления.(72) Кожахметов Серик Касымович Кетегенов Тлек Айтмуханович Лексин Михаил Юрьевич Мамытбеков Галымжан Куламкадырович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Институт высоких технологий Товарищество с ограниченной ответственностью НУГРИМ Кожахметов Серик Касымович Кетегенов Тлек Айтмуханович Лексин Михаил Юрьевич Мамытбеков Галымжан Куламкадырович Изобретение относится к технологии подземного выщелачивания металлов из пористых руд или песков глубоких россыпей на месте их залегания или из техногенных минеральных образований (хвостов и спец. отвалов) и может быть использовано при отработке месторождений способом подземного выщелачивания. Известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых (Патент 2073790, Е 21 В 43/28 оп. 1997 г.) путем вскрытия рудного тела чередующимися рядами закачных и откачных скважин,закачку в закачные скважины выщелачивающего раствора и откачивание через откачные скважины продуктивного раствора. Процесс закачки начинают с максимальной концентрации реагента в выщелачивающем растворе, которую поддерживают постоянной в течение начального периода, а затем непрерывно уменьшают концентрацию реагента в соответствии с определенной зависимостью. Недостатком известного способа является низкая эффективность выщелачивания полезного компонента. Известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых (Патент 2295638 Е 21 В 43/28, оп. 2007 г.) с подачей через скважины в продуктивный горизонт выщелачивающего раствора и газообразного реагента окислителя с диспергированием его в выщелачивающем растворе в акустическом поле с интенсивностью 170104 Вт/м 2. Недостатком известного способа является сравнительно низкая эффективность выщелачивания полезного компонента из-за не достаточно эффективного диспергирования газообразного окислителя. Известен способ скважинного выщелачивания металлов из руд, россыпей и техногенных минеральных образований (Патент 2423607 Е 21 В 43/28,оп. 2011 г.) включающий подачу первичных выщелачивающих растворов в обрабатываемый объект через систему закачных скважин, продуцирование из них вторичных активных выщелачивающих растворов непосредственно в области контакта с обрабатываемым объектом и откачку продуктивных растворов через систему откачных скважин с последующим извлечением из них ценных компонентов. Из первичных выщелачивающих растворов перед закачкой их в скважины готовят промежуточные растворы двух видов, в электрохимическом реакторе-щелочные,содержащие гипохлорит натрия, а в фотоэлектрохимическом реакторе-кислотные,содержащие хлористый водород или пероксиды водорода с наличием в составе гидроксил-радикалов. Подачу промежуточных растворов осуществляют в верхнюю и нижнюю часть прифильтровой зоны и/или с циклической сменой их подачи в верхнюю часть прифильтровой зоны. Недостатком известного способа является сложное аппаратурное оформление и сравнительно низкая эффективность выщелачивания. Наиболее близким аналогом по достигаемому эффекту к заявляемому способу, является способ выщелачивания сульфидсодержащих продуктов(Патент 2336340, С 22 В 15/00 оп. 2008 г.). Известный способ выщелачивания металла включает контактирование сульфидсодержащего продукта с водным раствором серной кислоты концентрацией 2 более 1,8 г/дм 3 в присутствии ионов трехвалентного железа, окисление в растворе выщелачивания двухвалентного железа путем прокачивания раствора выщелачивания через гидродинамический излучатель при подаче в него газовой фазы, содержащей озон с концентрацией более 20 г/дм 3 и поступлении потока газожидкостной смеси из гидродинамического излучателя в нижнюю часть контактной камеры перед преграждающей поверхностью и возврате раствора после окисления железа на выщелачивание. Недостатком известного способа является не достаточно высокая эффективность выщелачивания. Задачей изобретения является разработка эффективного способа выщелачивания полезных ископаемых. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения металла. Сущность изобретения заключается в применении для выщелачивания специально подготовленной смеси выщелачивающего раствора содержащего кислоту и окислители (озон и/или перекись водорода) путем разделения основного потока при выходе из гидродинамического излучателя на несколько частей и направления их на встречу друг другу с образованием, в следствии соударения потоков, резкого изменения градиента скоростей и давления. Резкое изменения градиента скоростей и давлений за счет соударения потоков позволяет повысить химическую активность образующейся смеси окислителей и выщелачивающего раствора, и, как следствие, повысить эффективность выщелачивания. Предлагаемый способ реализуется при любых используемых кислотах для подземного выщелачивания в известных для способа концентрациях. Ниже приведены сведения, подтверждающие возможность использования способа для подземного выщелачивания на модельных системах с перколятором. Примеры осуществления заявляемого способа и способа по прототипу. Осуществление заявляемого способа. Пример 1. В перколятор объемом 0,3 м 3 загружали 250 кг исходной урансодержащей руды. После загрузки руды сверху на нее подавали выщелачивающий раствор,приготовленный следующим образом. В емкости объемом 1,0 м 3 готовили выщелачивающий раствор,содержащий 25 г/дм 3 серной кислоты. После приготовления выщелачивающего раствора, раствор из емкости насосом производительностью 1,0 м 3/час подавали на гидродинамический излучатель. Дополнительно в гидродинамический излучатель подавали 70-ную перекись водорода с расходом 400 см 3/час. После прохождения гидродинамического излучателя смесь поступает в камеру, образованную внутренней поверхностью корпуса насадки на излучатель и внешней поверхностью конуса расположенного внутри корпуса насадки,направленного вершиной в сторону движения потока. Разделение потока осуществлялось за счет его распределения между отверстиями, выполненными на вершине и образующей поверхности конуса. При прохождении потоков через отверстия внутрь конуса формируется их направление навстречу друг другу. После соударения потоков и их объединения,объединенный поток собирали в емкость, и подавали на выщелачивание в перколятор. Прошедший через перколятор раствор выводили из нижней части,собирали в отдельную емкость и отправляли на анализ. Количество подаваемого в перколятор раствора определяли исходя из коэффициента фильтрации данной руды. Пример 2. В перколятор объемом 0,3 м 3 загружали 250 кг исходной сланцевой ванадийсодержащей руды с содержанием 0,76 25. После загрузки сверху на руду подавали выщелачивающий раствор,приготовленный следующим образом. В емкости объемом 1,0 м 3 готовили выщелачивающий раствор,содержащий 250 г/дм 3 серной кислоты. После приготовления выщелачивающего раствора, раствор из емкости насосом производительностью 1,0 м 3/час подавали на гидродинамический излучатель. Дополнительно в гидродинамический излучатель в зону разряжения подавали озоно-воздушную смесь в количестве 0,4 м 3/час содержащую 100 г/м 3 озона. После прохождения гидродинамического излучателя смесь выщелачивающего раствора и газа(озоновоздушной смеси) поступала в камеру образованную внутренней поверхностью корпуса насадки и внешней поверхностью конуса расположенного внутри корпуса насадки,направленного вершиной в сторону движения потока. Разделение потока осуществлялось за счет его распределения между отверстиями, выполненными на вершине и образующей поверхности конуса. При прохождении потоков через отверстия внутрь конуса Наименование Продукта Раствор после выщелачивания Руда после выщелачивания Исходная руда формируется их направление навстречу друг другу. После соударения потоков и их объединения объединенный поток собирали в емкость, и подавали на выщелачивание в перколятор. Прошедший через перколятор раствор выводили из нижней части,собирали в отдельную емкость и отправляли на анализ. Количество подаваемого в перколятор раствора определяли исходя из коэффициента фильтрации данной руды. При проведении данного опыта извлечение ванадия в раствор из руды составило 88. Осуществление сравнительного способа. В перколятор объемом 0,3 м 3 загружали 250 кг исходной урансодержащей руды,содержащей 95 кг/м 3. После загрузки руды сверху на нее подавали выщелачивающий раствор,приготовленный следующим образом. В емкости объемом 1,0 м 3 готовили выщелачивающий раствор, содержащий 25 г/дм 3 серной кислоты. После приготовления выщелачивающего раствора, раствор из емкости насосом производительностью 1,0 м 3/час подавали на гидродинамический излучатель. Дополнительно в гидродинамический излучатель подавали 70-ную перекиси водорода с расходом 400 см 3/час. Из гидродинамического излучателя готовый выщелачивающий раствор собирали в емкость и подавали на выщелачивание в перколятор. Количество подаваемого в перколятор раствора было равно количеству подаваемого раствора в примере осуществления способа по прототипу. Прошедший через перколятор раствор выводился из нижней части перколятора, собирался в отдельную емкость и отправлялся на анализ. Результаты экспериментов по выщелачиванию урансодержащей руды приведены в таблице. Сравнительный способ по прототипу СодержаниеЭффективность кг/м 3, кг/т выщелачивания Заявляемый способ СодержаниеЭффективность кг/м 3, кг/т выщелачивания Как видно из представленных данных использование для выщелачивания смеси выщелачивающего раствора и окислителя прошедшей зону резкого изменения скорости и давления позволяет повысить эффективность выщелачивания на 10. Таким образом, применение при выщелачивании смеси выщелачивающего раствора и окислителя прошедшей зону максимального воздействия давления и скорости позволяет существенно увеличить эффективность выщелачивания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых смесью выщелачивающего раствора содержащего кислоту и окислитель, включающий подготовку выщелачивающего раствора прокачиванием его через гидродинамический излучатель, отличающийся тем, что, в качестве окислителя используют перекись водорода и/или озоновоздушную смесь, а выщелачивающий раствор на выходе из гидродинамического излучателя разделяют на несколько потоков и направляют их на встречу друг другу с последующей подачей на выщелачивание.