Стенд для моделирования процессов выщелачивания полезного компонента из твердых пород в естественном залегании

Номер патента: 1742679

Авторы: Осмоловский, Зубанов

Скачать ZIP архив.

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ТЕНИ И тся к горнодобывав частности к усто моделирования ия полезного иское месторождения ля определения геогеологических паГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Грабовников В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов. - М.: Недра, 1983, с, 68-69,Справочник руководство гидрогеолога. - Л.: Недра, 1979, с, 79.(54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНОГО КОМПОНЕНТА ИЗ ТВЕРДЫХ ГОРНЫХ ПОРОД В ЕСТЕСТВЕННОМ ЗАЛЕГАНИИ (57) Изобретение относится к горнодобывающей г,ромышленности, в частности к устройствам ачалогового моделирования процесса выщелачивания полезного ископаемого при отработке месторождения твердых горных пород для определения геотехнологических и гидрогеологических параметров, Цель - повышение эффективности моделирования и снижение себестоимости определения технологических параметров путем обеспечения равномерного доступа выщелачиваемых Изобретение относ ющей промышленности ройствам аналоговог процесса выщелачиван паемого при отработ твердых горных пород д отехнологических и гид раметров. 1742679 А 1 ц 5 (3 01 К 15/08, Е 21 В 43/28 2растворов по всему объему образца и разграничения условий фильтрации по всем его мелким однородным слоям, а также путем повышения достоверности получаемой информации в процессе выщелачивания в динамике и выявления характера распределения в породе полезного компонента. Стенд состоит из емкости для активных растворов, магистрали, связывающей ее с камерой (К) в виде половины разрезанного вдоль оси цилиндра с торцовыми стенками и штуцерами для подачи растворов и стравливания воздуха, Для обеспечения герметизации стенд снабжен кожухом в виде полуцилиндра, внутри которого размещены К и днище камеры ДК), К установлена на резиновую прокладку(РП) с щелевой прорезью. К РП приклеен слоистый образец керна и они укладываются на ДК, ДК, как и РП, имеет в середине щелевую прорезь, в которую жестко вмонтированы патрубкиячейки для отвода продуктивных растворов в мерные емкости. Для ограничения площади дренажа верхние окончания стенок патрубков заострены и возвышаются над плоскостью ДК на толщину РП. Герметизация К относительно РП и ДК осуществляется за счет заглубления элементов жесткой фиксации кожуха, 2 ил. Известен стенд для моделирования процесса выщелачивания в скальных рудах УИПК, состоящий из цилиндрической камеры, сделанной из кислотостойкого материала, внутри которой расположена соосно с камерой торообразная эластичная емкость из кислотостойкой резины.В съемной крышке камеры выполнен штуцер подачи выщелачивающих растворов. В днище камеры установлен патрубокдля отвода продуктивных растворов,Устройство работает следующим образом.Внутри камеры и эластичной емкостиразмещают исследуемый образец выщелачиваемой скальной руды в виде цилиндри ческого керна. Внутрь эластичнойторообразной емкости подают поддавлением воздух, что приводит к центрированиюобразца относительно камеры и герметизации полости в камере над образцом от полости под образцом. После, через верхнийштуцер подают выщелачивающий раствор спостоянным давлением, обеспечивающимзаданную скорость движения раствора, величина которой определена масштабом модели процесса выщелачивания.Благодаря боковой герметизации, достигаемой давлением подачи воздуха в эластичную торообразную емкость вышедавления подачи выщелачивающих растворов, последние проходят только через образец горной породы. Продуктивный растворсобирается под образцом и отводится черезпатрубок днища камеры,Однако конструкция камеры дает обобщенный характер выщелачивания ПК извсего образца, не позволяя выделить относительно мелкие изотропные слои, характерные для скальных грунтов, так какизготовление образца из отдельного мелкого слоя малой мощности из-за хрупкоститехнически сложно осуществимо, Таким образом для набора статических данных необходимо проводить большое количествопроцессов моделирования с большими трудозатратами, что повышает себестоимостьанализа.Стандартная цилиндрическая форма камеры требует цилиндрической формы кернас торцовыми сторонами, имеющими строгоплоские обработанные поверхности, перпендикулярные боковым образующим керна, в противном случае предопределенанеравномерность проработки выщелачивающими растворами образца керна из-за повышенного расхода растворов на участках,где толщина образца меньше,Цилиндрическая форма камеры, выполненная подобно керну. позволяет осуществить моделирование процессавыщелачивания породы только в одном режиме, например только с одной скоростьюфильтрации растворов, так как для эксперимента оригинальный по составу образец задействован полностью, что не позволяетдостоверно оценить результаты выщелачи вания в динамике, а также выявить характерраспределения извлекаемого компонента 10 15 20 25 30 35 40 45 50 относительно породы, представленной до выщелачивания в керне.Целью изобретения является повышение эффективности моделирования и снижение себестоимости определения технологических параметров путем обеспечения равномерного доступа выщелачивающих растворов по всему объему образца и разграничение условий фильтоации по всем его мелким однородным слоям, а также путем повышения достоверности получаемой информации в процессе выщелачивания в динамике и выявлении характера распределения в породе полезного компонента.Поставленная цель достигается тем, что стенд для моделирования процессов выщелачивания полезного компонента из твердых горных пород в естественном залегании, включающий камеру для размещения керна с элементами изоляции его корпуса, патрубок подачи выщелачивающих растворов и систему отвода продуктивных растворов из камеры из кислотостойкого материала, снабжен кожухом в виде полуцилиндра, внутри которого с возможностью продольного перемещения размещены камера в виде половины разрезанного вдоль оси цилиндра с торцовыми стенками со штуцерами подвода выщелачивающих растворов и стравливания воздуха, установленная на резиновой прокладке для крепления керна, которая уложена на днище камеры, жестко связанном с патрубками-ячейками для отвода продуктивных растворов, при этом в днище и резиновой прокладке выполнены щелевые прорези с возможностью совмещения между собой и патрубками-ячейками, а на верхней поверхности кожуха установлены элементы жесткой фиксации камеры относительно резиновой прокладки и днища камеры,В пласте в естественном залегании выщелачивающий раствор проникает по всему объему породы, по всем его мелким и однородным, характерным для скальных грунтов слоям, Вследствие различия минералогического состава и фильтрационных условий каждый из слоев обладает собственными технологическими параметрами выщелачивания. Они могут быть определены при разграничении и фиксировании условий прохождения растворов через каждый слой,Для этого в кожухе предлагаемого стенда предусмотрено продольное перемеще, ние и фиксация камеры и днища камеры относительно друг друга. Керн устанавливается между камерой и днищем камеры и имеет вид половины разрезанного вдоль оси цилиндра, К плоскости разреза, которая5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 укладывается на днище камеры, приклеивается водостойким клеем резиновая прокладка с щелевой прорезью с области оси цилиндра, Форма камеры, подобная керну со штуцерами в торцовых стенках, обеспечивает равномерный доступ выщелачивающих растворов к внешней поверхности керна, За счет заданного напора в керне наблюдается направленная фильтрация продуктивных растворов от внешней поверхности к щели, площадь которой разграничена высокими остроконечными стенками патрубков-ячеек днища камеры. Разграничение условий фильтрации по слоям следует из совмещения стенок, ограничивающих площадь дренажа патрубков-ячеек, и границ выделенных слоев в результате продольного смещения щели резиновой прокладки с обнаженной поверхностью керна относительно щели днища камеры,жестко связанного со стенками патрубков,Таким образом, при определении характеристик процесса выщелачивания горной породы в количестве, необходимом для статистической обработки в лаборатории с использованием предлагаемого стенда, на одном образце можно определить параметры нескольких разных слоев керна вместо одного параметра, обобщенного для всего керна, что снижает трудозатраты на моделирование и позволяет сократить количество исследуемых кернов и, как следствие, буровых работ, необходимых для их получения,Разграничение условий фильтрации выщелачизающих растворов по слоям снижает требования к строгой форме образца исследуемого керна, Это связано с тем, что скорость фильтрации и технологические параметры для разграниченных стенками патрубков-ячеек однородных слоев постоянные и могут быть рассчитаны из учета их геометрических параметров, имеющих конкретное выракение в виде радиуса от внешней поверхности к центру щелевой прорези и размеры прорези,Для обоснования рекомендаций по рекиму выщелачивания результаты моделирования должны быть представлены в динамике. Необходимы качественная оценка результатов выщелачивания извлекаемого компонента и характер его распределения в породе до выщелачивания,Эти вопросы могут быть выявлены при наличии дубликата исследуемого образца породы, С этой целью в предлагаемом стенде поочередно используются две половины керна, разрезанного вдоль оси бурения, в результате чего имеются зеркально отраженные поверхности твердой горной породы.Половина образца породы с зеркально отраженной поверхностью, не подвергнутая процессу выщелачивания, может быть использована для исследования влияния другого режима, либо для оценки последствий выщелачивания путем сопоставления поверхностей до и после выщелачивания.На фиг,1 изображена схема стенда; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1,Стенд для моделирования процессов выщелачивания полезного компонента из скальных руд в естественном залегании состоит из емкости 1 для активных растворов, магистрали 2, которая связывает емкость 1 с камерой 3 в виде половины разрезанного вдоль оси цилиндра с торцовыми стенками и штуцерами 4 и 5 для подачи растворов и стравливания воздуха соответственно. Для обеспечения герметизации стенд снабжен кожухом в виде полуцилиндра 6, внутри которого размещены камера 3 и днище 7 камеры,Камера 3 установлена на резиновую прокладку 8 с щелевой прорезью 9, к которой приклеен слоистый образец керна 10, и они укладываются на днище 7 камеры, Днище камеры, как и резиновая прокладка, имеет в середине щелевую прорезь 11, в которую жестко вмонтированы два-шесть патрубков-ячеек 12 для отвода продуктивных растворов в мерные емкости 13, Для ограничения площади дренажа верхние окончания стенок патрубков 12 заострены и возвышаются над плоскостью днища на толщину резиновой прокладки 8. Герметизация камеры относительно резиновой прокладки и днища камеры осуществляется за счет заглубления элементов 14 жесткой фиксации кожуха 6.Моделирование процесса выщелачивания на стенде осуществляется следующим образом.Приготовленный раствор с заданным градиентом напора из емкости 1 по магистрали 2 через патрубок 4 подают в камеру 3. Обеспечение равномерного доступа раствора к образцу из камеры осуществляется за счет вытеснения через патрубок 5 воздуха из камеры 3 подаваемым в нее раствором,Раствор, попадая в образец породы, приклеенный водостойким клеем к резиновой прокладке, фильтруется в нем в направлении от внешней поверхности к области, где у резиновой прокладки 8 имеется щелевидная прорезь 9.Обогащенный после фильтрации полезными компонентами продуктивный раствор в щелевидной прорези 11 днища 7 камеры 31742679 45 50 55 разделяется стенками патрубков-ячеек 2,уста новленн ых перед вы щелачива нием (засчет смещения щелевидных прорезей днища камеры и резиновой прокладки) такимобразом, чтобы литолого-фациальные границы слоев подчеркивались остроконечными стенками патрубков.В процессе моделирования формируются время и объем растворов, поступивших вмерные емкости, что используется для определения скорости фильтрации, Собранныепробы растворов отправляются в лабораторию на количественный анализ химическихкомпонентов. Опыт с образцом заканчивается при достижении заданной величины 15технологических параметров,Применение предлагаемого стенда моделирования процесса выщелачивания полезного компонента из твердых горныхпород в естественном залегании позволяет 20с образца керна определить ряд параметров вместо одного обобщенного, что снижает затраты для набора данных,необходимых для статистической обработки, 25 Использование в минералогических исследованиях дубликата образца в виде второй половины керна с зеркально отраженной поверхностью, не подвергнуто го выщелачиванию, повышает информативность, так как позволяет получить информацию об эффекте влияния фильтрации продуктивных растворов в конкретном минералогическом составе. 35Компактность и простота в употреблении предлагаемого изобретения, помимо использования непосредственно при проведении геотехнологических изысканий на стадии эксплуатационной и детальной раз ведок, может служить для проведения лабораторных работ в учебном процессе,Формула изобретения Стенд для моделирования процессов выщелачивания полезного компонента из твердых пород в естественном залегании, включающий камеру для размещения керна с элементами изоляции его корпуса, патрубок подачи выщелачивающих растворов и систему отвода продуктивных растворов из кислотостойкого материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности моделирования и снижения себестоимости определения технологических параметров путем обеспечения равномерного доступа выщелачивающих растворов по всему объему образца и разграничения условий фильтрации по всем его мелким однородным слоям, а также путем повышения достоверности получаемой информации в процессе выщелачивания в динамике и выявления характера распределения в породе полезного компонента, он снабжен кожухом в виде полуцилиндра, внутри которого с возможностью продольного перемещения размещена камера в виде половины разрезанного вдоль оси цилиндра с торцовыми стенками со штуцерами подачи выщелачивающих растворов и стравливания воздуха, установленная на резиновой прокладке для крепления керна, которая уложена на днище камеры, жестко связанном с патрубками-ячейками для отвода продуктивных растворов, при этом в днище и в резиновой прокладке выполнены щелевые прорези с возможностью совмещения между собой и патрубками-ячейками, а на наружной поверхности кожуха установлены элементы жесткой фиксации камеры относительно резиновой прокладки и днища камеры,1742679 л Корректор Э.Лончаковактор Л.Гратилло Тираж Подписное аказ 2279 етениям и открытиям при ГКНТ СССР ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5

Смотреть

Заявка

4827378, 21.05.1990

МОСКОВСКИЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

ОСМОЛОВСКИЙ ИГОРЬ СЕМЕНОВИЧ, ЗУБАНОВ ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 15/08, E21B 43/28

Метки: стенд, компонента, полезного, процессов, залегании, твердых, пород, естественном, выщелачивания, моделирования

Опубликовано: 23.06.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1742679-stend-dlya-modelirovaniya-processov-vyshhelachivaniya-poleznogo-komponenta-iz-tverdykh-porod-v-estestvennom-zaleganii.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Стенд для моделирования процессов выщелачивания полезного компонента из твердых пород в естественном залегании</a>

Похожие патенты