Экологические аспекты при геотехнологических методах разработки

Наиболее распространенными формами геотехнологии являются подзем-ное скважинное выщелачивание и кучное выщелачивание.

Наиболее экономичным является подземное скважинное выщелачивание на новых месторождениях, когда проницаемость руды для раствора достаточна и предварительного дробления не требуется. В этом случае появляется воз-можность полной автоматизации процесса, исключается опасный труд человека под землей, резко (примерно в три раза) сокращаются объемы, сроки ввода и освоения промышленных мощностей, не происходит вредных выбросов газов и пыли.

Кучное выщелачивание - процесс получения полезных компонентов меди, урана и др. растворением из подготовленного и уложенного в штабели минерального сырья, с последующей жидкостной экстракцией и электролиза из растворов.

Гранулированная рудная масса поступает на формирование штабеля с помощью конвейеров и штабелеукладчиков. Высота штабеля 4-8 м. Его формируют на площадке, имеющей глинистое гидроизоляционное основание толщиной 300 мм и полиэтиленовой пленки толщиной 1,5 мм. Глину утрамбовывают. На плёнку насыпают предохранительную подушку толщиной 300 мм из песка или лежалых хвостов флотационного обогащения с помощью автосамосвалов. На подушку укладывают дренажную систему из полиэтиленовых труб. Сверху кучи монтируется сеть для пропитки кучи экстрагирующими растворами.

Полученные в результате выщелачивания продуктивные растворы поступают в емкости, из которых направляются на жидкостную экстракцию. Общая площадь основания емкостей под продуктивные растворы может достигать миллиона квадратных метров.

Основной проблемой подземного выщелачивания является обеспечение защиты от проникновения промышленных растворов в подземную гидросеть. В связи с этим требуется тщательное геологическое изучение объекта, особенно в плане тектонических нарушений. При наличии разломов или зон тре-щиноватости необходимо проведение работ с целью создания искусственных водонепроницаемых экранов путем закачки бетонной смеси в плоские щели, сформированные, например, методом гидроразрыва.

Кучное выщелачивание на специально подготовленных основаниях максимально снижает возможность утечки промышленных растворов. Однако себестоимость готовой продукции становится несколько выше, чем при подземном выщелачивании, но существенно ниже, чем при традиционных методах добычи.

Выщелачивание целевых компонентов может производится несколькими способами: цианидным, с использованием тиомочевины, с помощью минеральных солей и кислот и бактериальным.

Цианидное выщелачивание заключается в использовании в качестве реагентов солей циановой кислоты – цианидов натрия или калия концентрацией 0.02–0.3%. Растворение золота происходит по реакции

2Au + 4KCN + 0/2 O₂ + Н₂O = 2KAu(CN)₂ + 2КОН (6.1)

В рабочий раствор вводятся окислители – перекись водорода, гипохлориты калия, натрия и др. В цианистых растворах обеспечивается присутствие так называемой защитной щелочи, уменьшающей разложение цианистых солей, вызывающее выделение цианистого водорода.

В подземном или кучном выщелачивании для предотвращения забивания трещин и пор соединениями кальция предпочтительнее использование едких щелочей (КОН или NaOH), не приводящих к увеличению в растворе содержания кальция.

Для увеличения интенсивности цианирования предварительно вводятся известь и цемент для гранулирования материала, используются кон-центрированные цианистые растворы, цианид кальция (Ca(CN)₂, который дешевле NaCN, комбинированные реагенты и введение в раствор некоторых добавок (солей таллия, марганца, высокомолекулярных спиртов и т. д.).

Продолжительность выщелачивания колеблется от 7 до 30 суток для дробленой руды (крупностью менее 20 мм) и до нескольких месяцев для получаемой в результате взрыва.

При всех достоинствах цианистого процесса извлечения золота из руд у него имеется и существенный недостаток – очень высокая токсичность цианис-тых солей. До сих пор не решена проблема обезвреживания стоков, поэтому уже давно ведется поиск альтернативных реагентов для геотехнологической переработки золотосодержащего сырья.

Тиомочевинное выщелачивание производится с помощью кислых растворов тиомочевины (CH₄N₂S).

Тиомочевинное растворение по сравнению с цианированием имеет следущие преимущества: скорость процесса выше примерно в 10 раз, он менее подвержен воздействию со стороны ионов примесей, меньше удельный расход и коррозионная активность реагента, тиомочевина не токсична. Золото извлекается с большей полнотой, чем цианированием: 90 – 97% против 81–92%. Эксплуатационные затраты при тиокарбамидном выщелачивании в целом примерно на 25% меньше, чем для цианирования за счет существенно (более чем в три раза) меньших затрат на обезвреживание промышленных стоков.

Тиомочевина может использоваться в замкнутом цикле с концентрацией железа не выше 10 – 12 г/л.

Дата добавления: 2014-10-15