Способ контроля процесса выщелачивания металлов из руд

(54) СПОС ЛАЧИВАНИЯ (57) Изоб контролячивания,контроль 1 ЦЕРО 1 ЕССА ВРУДится к спемного выцение затрконтроля Б КОНТРОЛЯИЕТАЛЛОВ сабам тение отн процесса под Цель - сокрац среды. Спасо а про ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 55/31-03.90. Бюл. Р 15еревоэчиков, Б,И,Натальче овин, И,Р,Абрукин, И,Г,Аб1 Э,В,Нестеров, В.В,Ново,Н.жильцов, В,БИихайлов Ругаев22.234,4(033.3)обыча урана метоцом подэемног чивания,/ Под ред, В,А. хамив 11,: Атомиздат, 1930, с. 115. ев А. И. Условия применения и -химические основы подземного чивания урана, - И 1982, 84. Изобретение относится к.области горного производства, а именно к спо-. собам контроля процесса подземного. выщелачивания (ПВ) металлов из руд пластова-инфильтрационных месторождений, осуществляемого путем фильтрации выщелачивающих растворов по порам проницаемой обводненной осадочной горной массы (песков, песчаников, гравийников и др.).рудовмецаюцего горизонта, содержацего полезные компоненты (металлы) и залегающего среди водоупоров (глин, алевролитов) на цесса выщелачивания металлов из рудвключает бурение с поверхности земликонтрольных скважин (С), В каждую Спомещают трубу для отбора проб газовой фазы на диоксид углерода. Одинконец трубы располагают в зоне забояС, а другой - у устья С, герметизируют его, снабжая запорной аппаратуройдля отбора проб газовой фазы и подсоединения к газоанализатору, Предварительно определяют границу доступаатмосферного воздуха в поры поверхностного слоя земли, Торцы контрольных С располагают под указанной границей. В качестве контрольных веществанализируют содержание газообразногодиоксида углерода. На забое контрольной С Формируют сообценную с нейконтролирующую полость. По содержаниюдиоксида углерода устанавливают мес"тоположение динамику и интенсивностьпроцесса вьпцелачивания, 1 з.п. Ф-лы,2 ил глубине от нескольких десятков доЮ нескольких сотен метров.Целью изобретения является сокращение затрат на контроль среды.Контроль процесса ПВ металлов из руд осуществляют на основе определе- ф ния концентрации диоксида углерода(СО), образующегося при ПВ в результате химических реакций выщелачиваюцего агента, в частности серной кислоты, с карбонатами горно-рудной массы (кальцит СаСО, доломит СаИд(СО з) сидерит ГеСО и др.):С 0 з+Н 80 ф 11 е 80 Нф+С 0,50 где Ие - Са, 11 я, Ре,Превышение концентрации диоксидауглерода в газовой фазе какой-либоконтрольной скважины по сравнению сего исходной (фоновой) концентрациейсвидетельствует о том, что фильтруемые выщелачивающие растворы, напримеррастворы серной кислоты, достигли оп 1 Оределенной точки (зоны) горно-рудноймассы, являющейся практически вертикальной проекцией ствола рассматри 1ваемой кбнтрольной скважины, и вэтой точке (зоне) произошло выделение15диоксида углерода вследствие химической реакции серной кислоты с минералами"карбонатами. Это приводит кнарушению равновесной концентрациидиоксида углерода в поровом растворе20в данной точке (зоне) горно-рудноймассы и, как следствие, обусловливаетего молекулярную диффузию, в том числе и вертикально вверх.Вызванное такой диффузией нарушение равновесия по диоксиду углеродаЬ вьппелеиащих слоях (а водную фазу,как и необводненное пористое простран"ство приповерхностного грунта, можноразбить в направлении от точки химической реакции до земной поверхностина сколь угодно большое число весьматонких слоев) неизбежно определяетстремление системы к возврату в исходное равновесное состояние и приво- З 5дит к вертикальной диффузии диоксидауглерода от слоя к слою вплоть до егопопадания в контрольную скважину черезее приемную поверхность.1(ак показали натурно-полевые эксперименты, диффузия диоксида к земнойповерхности происходит достаточнобыстро (от нескольких минут до нескольких десятков минут).45Способ реализуют следующим образом,В пределах рудных тел, блоков, ячеек и т.п а также за их границами(в плане) сооружают необходимую сетьконтрольных скважин малой глубины(5"10 м), забои которых располагаютниже (на 0,5-1 м) границы зоны аэрации грунта - границы доступа атмос"Ферного воздуха в поры поверхностногослоя земли. В каждую скважину помещают трубу (шланг) для отбора проб га 55зовой фазы на диоксид углерода, при":.чем один конец трубы (шланга) распо"лагают в зоне забоя скважины (т.е. ниже зоны аэрации), а другой - уустья скважины, герметиэируют его,снабжая запорной аппаратурой дляотбора проб газовой фазы и подсоединения к газоаналиэатору. Скважинызасыпают грунтом для предотвращениядоступа атмосферного воздуха к нижнему концу трубы (шланга),На фиг. 1 и 2 приведены примерырасположения контрольных скважин.На Фиг. 1 обозначены поверхность1, почвенный слой 2, глины 3, пески 4рудовмещающего горизонта, руднаязалежь 5, зона 6 пластового окисления, направление 7 движения выщелачивающих растворов, направление 8 движения диоксида углерода (СОу), граница 9 зоны аэрации, ореол 10 распространения выщелачивающих растворов,контрольная (наблюдательная) скважина 11, обсадная труба или шланг 12,пакер 13, вентиль 14, фильтр 15 иприемная поверхность 16 контрольнойскважины,На фиг. 2 обозначены: рудовмещающий обводненный горизонт 17, эакачныескважины 18, откачные скважины 19,направление 20 фильтрации (растекания) растворов за границы рудного тела, контур 21 фильтрации (растекания)растворов за границу рудного тела(залежи) на определенный период времени ПВ.Из контрольных скважин отбираютпробы газовой Фазы и анализируют ихна диоксид углерода. Анализ газовойфазы на диоксид углерода осуществляюткак дискретно, так инепрерывно, используя известные способы и средстваопределения, в том числе газоанализаторы на диоксид углерода.Во время подземного выщелачиванияметаллов из руд растворами сернойкислоты непосредственно после анализа газовой фазы иа СО или же послепредварительного схематического отражения динамики изменения полей кон" .центрации диоксида углерода в рудномтеле, блоке, ячейке и т.п. и их ореолах оперативно формируют управляющиевоздействия на процесс ПВ. По даннымконцентраций диоксида углерода получают схемы полей концентрации диоксида углерода (в плане) в пределах блоков и за их границей, Поля концентрации диоксида углерода на различныепериоды ПВ заметно отличаются. Например, на первой стадии анализа как5 15591 внутри блока ПВ, так и за его границей концентрация диоксида углероДа составляет в основном 0,5-1,0 , и лишь на небольших участках она превы. шает 1(исходная фоновая концентра 5 ция диоксида углерода (0,1 ). Причем за пределами блока (с его северной, наной и восточной сторон) концентрации диоксида углерода в газовой фазе контрольных скважин близки к фоновой. Это свидетельствует о непоступлении в эти зоны выщелачивающих растворов серной кислоты и, следовательно, об отсутствии ее непроизводительного расхода. В то же время наблюдается увеличение концентрации диоксида углерода в полосахнедр с юго-западной и юго-восточной сторон блока, что указывает иа преимущественную фиды рацию растворов серной кислоты в этих направлениях и, соответственно, на .ее расход. Поля концентраций диоксида углерода через неделю свидетельствуют уже о появлении больших зои с. 25 концентрацией СО 1 - 5 Х и даже участка внутри блока, где концентрация СОт 53. Кроме того, значительна площадь эа границей блока, на которой концентрация диоксида углерода составляет З 0 . 0,5-1,0 .Это указывает не только на направления преимущественной фильтрации растворов серной кислоты в недрах, но и на зоны в них с повышенной концентрацией минералов"карбонатов. Анализ35 динамики изменения полей концентра" ции СО позволяет сформировать управляющие воздействия на процесс подзем ного выщепачивания, обеспечить относительное уменьшение объемов выщелачивающих растворов серной кислоты,28 6.подаваемых в закачные скважины западной и южной сторон шестигранного блока ПВ, приодновременном увеличении объемов откачки продуктивных растворов иэ откачных скважин с созданием более благоприятной депрессионной воронки внутри блока ПВ при обеспечении баланса объемов эакачных и откачных растворов, что обеспечивает резкое уменьшение фильтрации растворов серной кислоты за границы блока ПВ.Формула изобретения1, Способ контроля процесса выщелачивания металлов из руд, включающий бурение контрольных скважин с поверхности земли, оборудование их трубами, отбор через забои скважин по трубам продуктов взаимодействия выщелачивающнх растворов с рудами и вмещающими породами, анализ отобранных продуктов на содержание контрольных веществ и установление по нему местоположения, динамики и интенсивности процесса выщелачивания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения затрат на контроль, предварительно определяют границу доступа атмосферного воздуха в поры поверхностного слоя земли, торцы контрольных скважин располагают под указанной границей, герметизируют устья и стенки скважины, а в качестве контрольных веществ анапизируют содержание газообразного диоксида углерода.2. Способ йо п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,на забое контрольной скважины формируют сообщенную с ней контролирукщую полость.сО ьФ % Фиг,ЯСоставитель Н. РуденкоТехред М.Дидык Ревск Кор Редактор 0.Орко Тираж 48 б твенного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РаЗаказ 8 писноерытиям при ГКНТ ССС4/5 НИИПИ Госуд ениям и кая наб. оизводственно-издательскиц комбинат "Патент" л. Гагар оре атее я .,а:;1, рт"аф ь;.е аьф 41;1ф ф 10Ое 1Я;.ь, о .. 1.Уо 3 1ъф(1