Способ определения минерального состава рудных месторождений

Союз Соеетсниз Социалнстичесниз Республин/00 с присоедине (23) Приорите осударстоониве коикт Совета Икикотроа ССС оо делан кзооротоккк ель М: 42) Лата о нганя иковани 2) Автор изобретении Се мено(7) Заявитель аучно-производственное обьедцненце 1 ЕОФИЗИК Министерства геологии СССР ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРЛЛЫ 1 ОГООСТАВЛ РУДНЫХ МЕСТОГОЖЛ);Ни й 4) сосй о способа ограамих ореолов являсоб Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки мес орождений рудных полезных ископаемых, в частности к разведке рудных месторождений разрабатываемых рудниками,Известен способ поисков и оценки тава рудных сульяидных месторождени по ореолам тяжелых металлов, содержащихся в рудах, используюший ореолы тяжелых металлов вокруг рудных месторождений, образованные природным электролитическим растворением рудных скоплений под воздействием естественных электрических токов, по которому отбирают пробы вод из пор горных пород и изучают их методами химического или спектрального анализа 11Недостатками этого способа являются трудность отбора проб поровых вод из горных пород, низкая концентрация ионов металлов в природных ореолах вследствие малой интенсивности естественных критических токов и малые размеры ореолов. Известен также способ электролитц-ческого отбора проб непосредственно цзрастворов поченных капилляров, заклю+- чаюшцйся в том, что извлечение ионов тяжелых металлов из ореола вокруг тел и 5 одновременное обогашение их концентрации в пробах осушествляют электрическимтоком, пропушенным через землю, и вкачестве отрицательного электрода используют специал ьные заземления-эле О ментоприемнцки, состояшие из пористыхсосудов с раствором кислого электролитац угольных или металлических стержнейвнутри ихОднако поцменение этог15 ничивают малые размеры свокруг рудных тел.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретен цоется способ, объединявший в себеспо Ю анодного растворения рудного тела искусственно создаваемым электрическим током испособ электролитического отбора пробтем же самым электрически;. током 33.Такой способ получил в геофизике название Метод частичного извлечения металла ( ЧИМ),По этому способу положительный полюс источника тока мощностью в единицы - десятки киловатт подключают про- уводами через скважины или горные выработки непосредственно к рудному телу.Осуществляется анодное растворение проводящих ток сульфндных руд постоянным, достаточно сильным, электрическим 19гоком, Образовавшиеся ионы тяжелыхметаллов руд тем же током перемешаются по направлению текущего электрического тока в сторону отрицательных заземлений, образуя ореолы тяжелых металлов вокруг рудного тела. В качестве очрицательных заземлений, подключенных котрицательному полюсу источника тока,используются описанные выше заземления - элементоприемники, В заземле Ониях-элементоприемниках осуцествляетсяодновременное с растворением рудноготела и образованием ореола металлов извлечение и накопление ионов тяжелыхметаллов от тела тем же электрическим 2током в течение некоторого времени, Затем при помощи химического или спектрального анализа содержимого элементоприемников определяют состав и количество извлеченных ионов ио ним оце- ЗОнивают минеральный состав руд,Эгот способ имеет следующие недостатки;низкая производительность работ, обусловлена малой скоростью движения ионов ЗЗтяжелых м еталлов под воздействиемэлектрического поля в гооных породах,Образование ореола тяжелых металловвокруг рудного тела и его распространение начинается только после включения 4 Отока и происходит только во время прохождения тока, т.е, непосредственно впроцессе работы, Поскольку скорость движения ионов металлов в горных породах,по опыту, составляет первые сантиметрыв час в электрическом поле волнг/см,время работы при непрерывном пропускании тока от источника мощностью 20 кВтсоставляет, по опыту, несколько десятков дней при глубине верхней кромки Мрудного тела 10 м, С увеличением глубины залегания рудного тела время работы увеличивается;дороговизна работ, так как для организации анодного растворения рудныхскоплений,перемещения и извлечения ореолаионов металлов необходимо использоватьмощные источники тока - передвижные электростанции с обслуживавшим пер - соналом в течение нескольких десятковсуток непрерывно;технические трудности организации работ, так как для осуществления анодногорастворения рудного тела необходимоиметь доступные для работы и размещения высоковольтных питающих линийскважины или горные выработки, вскрывающие рудное тело, что не всегда возможно по техническим причинам (завалы)или по требованиям техники безопасности,Целью изобретения является ускорениеи удешевление работ по оценке составарудных скоплений путем использованияблуждающих" промышленных токов,Цель достигается тем, что по предлагаемому способу на исследуемой плошадиопределяют участки с экстремальнымизначениями разных знаков потенциаловполя этих токов, например, путем изме-рения разности потенциалов поля "блуждающих" токов двух измерительных линий, одна из которых неподвижна, а другую перемешают по исследуемой плошадии устанавливают на этих участках заземления - элементоприемники, которыевыдерживают соединенными в течениевремени, достаточного для накопления вних ионов рудных элементов,И качестве тока, осуществляющегоанодное растворение рудных скоплений иперенос ионов металлов в ореоле, служит ток, теряемый в окружающее пространство электроустановками железныхдорог рудников. Эти установки имеютмощности в сотни киловатт и обеспечиваютв окружающих рудник горных породах появление электрических полей положительного и отрицательного знаков, по напряженности на порядок более высоких, чемполя, достигаемые при помощи специальных геофизических электроразведочныхсганций. Структура электрического поляво вмещающей среде определяется морфологией рудных скоплений, Она аналогична структуре поля двухполюсника (с осложнениями, связанными с морфологиейрудных тел), что обеспечивает протекание тока через рудные скопления вокругместорождения, как непосредственно споследним связанные, так и близлежащие, а также анодное растворение рудв местах, где ток вытекает из рудныхскоплений, Очевидно, что такое растворение руд током протекает непрерывно втечение деятельности рудника с моментаего вступпения в строй, т,е. в течениемногих лет. Следовательно, к моментуначала работ по оценке состава рудныхскоплений, установленных эпектроразведкой па флангах такого рудника, во вмещающей среде вокруг рудных скоплений уже имеется готовый ореол ионовметаллов того же состава, что и рудноескопление, Перенос ионов металлов и,следовательно, их концентрации в впектрическом поле протекает со скоростью,пропорциональной напряженностц поля, Вместах, где электрическое поле от "бпуждаюших токов, создаваемьь эпектроустановками рудника, наиболее интенсивно,будет наблюдаться наибольигая концентрация ионов в ореоле. По методу "бпуждаюших токов" можно определить те участки вокруг известных ц искомых рудных теп данного месторождения, разрабатываемого рудником, где есть экстремумы интенсивности впектрического поля"блуждающих токов". Из теории электроразведки известно, что экстремумы ингенсивности электрического поля блуждающих токов" набпюдаются на поверхности земли на участках, ближе всегорасположенных к рудным телам ц другим проводникам тока, Таким образом,участки экстремумов поля - те особыеЯточки исследуемого участка, гпе, вопервых, можно ожидать открьггис ещене разведанньь рудных скоплений составкоторых подлежит определению, во избе 7жанне излишних затрат дорогостояшегсбурения на их разведку), во-вторых,где интенсивность тяжелых металлов будет наибольшей и, в-третьих, где полиниям проводов, соединяющих через соМответствующие заземления экстремумыэлектрического поля разного знака, потечет возможно больший электрическийток, который можно испольэовать для извлечения ионов тяжелых металлов цз ореола о4заземления-элементоприемники для последующего анализа содержимого с цельюОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСтаВа МЕталпоо из ореола и рудных тел научастке данного вкстремума.Оценка состава рудных скоплений осуществляется по предлагаемому способуследующим образом,На исследуемой площади, на которойпредполагается наличие рудных скоплеИний, состав которых подлежит определению, предварительно отыскива 1 от участкис экстремальнь 1 ми значениями потенциалов поля "бпуждаюцгих" промышленных токоо пу".Олл ц.-,л 5 еренцй м 1 новенцых значений разностей потепцидпоо поля блуждаюп 1 цх " токов на двух изл 1 ерительных линиях, одна цз которых ненолоижна, а другая перемещается по всей изучаемой ппоиадц, ц отыскания тех точек участка, ца которых отношение олноврел 1 енно излн:.репц"ь разностей потенциалов на подвижной цццц по отношению к ноподвижной максимальное.1 а каждом цз экстремальных участков устанаолцодюг в земле один или несколько заземлений; на участках с отрицатепьцым знаком ноля "блужлающих промыщпенпых токов - вышеупомянутые зоземпеш. я-элементоприемники с раствором кцспого впектропита, на участках с попожцтепьным знаком - такце же или .Летаппцч вские (железные) зазелшения.Иногожцпьныл.и проводами сбедцня 10 т меж."у собой попаре 10 или группйл 1 и заземпепц, распопоженные на участках вкстрему 1,.Оо с разноименными знаками потенптапоо попя блужда 1 ошихф промыш пеппь:х гоков, выбирал заземления цли цх группь 1 так, чтобь 1 между соседними групцамц оказались возможно, большие разцостц потеьт 1 цапоо ноля бпуждаюшнх промьнтпенпы токов, Разность потенццапоо между двумя разноименными экстре- л 11 мал 1 И цопя "бпъ;дающих" токов испопьзуется о тако. случае как впектродвижущдя сцпа дпя оозбуждецця протекания влектрцческого тока между заземлениями, соедцненнымц нрооопалш.Установленные ц соединенные между собой заземпення периодически, через 2 - 3 ч о течение осего срока работы, пспцвают растворами впектропитов, тем самым Обеспечивают ц поддерживают возможно меньшее сопротивление эпектрическому,ток ь цеди заземпений, Участки почвы в рвдцусе до метра вокруг каждого заземпенця, установленного в точке, соответствующей экстремуму поля бпуждающих токов отрицательного знака, попивают нормальным раствором азотной кислоты (цпц соляной кислОты), азаземлений, уста 11 ооленных о точках, соответствующих экстремумам поля положцтепьного знака - растоорол 1 поваренной соли нли слабым раствором щелочей, Такая поливка снижает переходное сопротиоленпе заземпенцй, препятствует Образованию нерастворимых соединений онов металлов, которые необходимо изопечь из ореола О заземпенця - впел 5 ен юпрцел 1 нцки, и препятствует поляризации заземпений протекающим по ним током и высыханию почвы ь. круг заземлений поп действием электро.ем оса,Установленные электроприемники выдерживают соединенными, т,е, поп током %(за счет ответвления в созданные влектрические цепи части "блуждающих промышленных токов), в течение времени,достаточного ддя накопления в содержимом элементоприемников на участках Яэкстремумов поля отрицательного знакатакого количества ионов тяжелых металлов, которое можно обнаружить при помоци химического или спектрального анализов. Время выдержки определяют экспериментально, Обычно достаточно. вести извлечение в течение несколькихсуток, однако это определяется интенсивностью "блуждающих" токов. Для определения времени выдержки сравнивают ре- фзультаты анализа содержимого одного иэгрупп эаземлений-эдементоприемников, выполняемого с интервалом в одни сутки,с содержаниями тех же элементов врастворе влектролита в элементоприем- фнике до начала эксперимента, Время выдержки достаточно, когда накопленное количество данного элемента в 5-10 разпревышает исходное содержание и чувствительность анализа.Анализ содержимого заэемлений-элементоприемников производится методами,известными пля метода "частичного извлечения металла. химическими методами на медь, свинец, цинк, железо, илиметопикой с соосаждением элементов насернистом капмии, со спектральным окончанием, Оценка состава выявленного рудного скопления осуществляется непосредственно по составу иэвлеченньм металлов, присутствуюцих в эаземдителяхэлементоприемниках в количествах, превышающих фоновые количества, Фоновыеколичества определяются тем же способом, но только для заземлений - элемен 45топриемников, установленных вне участков с экстремальными значениями поля"блужпаюших токов отрицательного знака.Применение предлагаемого способаМпозволяет на участке с аномальным полем "блуждающих" токов установить втечение примерно трех-пяти суток, содержатся ли в преплагаемом рудном телеминералы мели, свинца, цинка, железа,т,е. получить ту же информацию, котораямогла бы быть получена на этом участке известным способом за двадцатьтрилцать суток,Бла Гол Ор я испол ъзопаиию эдект ри 1 еского поля от электроустановок рудникадля извлечения ионов из ореола в влементоприемпики, работа осуцествляетсябеэ пополнительньх затрат энергии и нетребует исгользования специальных генераторных установок, Исследуемый ореол тяжелых металлов вокруг рудного тела не образуется в результате работыс помощью тока, подаваемого со специальных питающих электродов, а отыскивается уже готовым к началу оценочныхработ и исследуется при помощи промежуточных заземлений - элементоприемников, не подключаемых к каким-либо дополнительным источникам тока. При этомне требуется помещения одного из питающих заземлений непосредственно в рудноетело, состав которого исследуется. Одновременно не требуется особо плительногоизвлечения ионов.в элементоприемники,поскольку анодное растворение рулныхскоплений и перенос ионов в точки наблюдения уже осуществлены токами отэлектроустановок рудника в течение длительного времени их работы,Предлагаемый способ сокращает время работы по оценке состава руд на одном участке по сравнению с известным способом примерно в 4-5 раз, Одновременно, примерно в 2 раза сокращается стоимость работ за счет отказа от использования генераторной установки для создания электрического тока и сокрашения состава бригады, выполняющей работы по оценке,Формула изобретенияСпособ определения минерального состава рудных месторождений, основанный на элементном анализе содержимого заземлений - эдементоприемников, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью удешевления работ путем использования блуждающих" промышленных токов, на исслелуемой плошали определяют участки с экстремальными значениями разных знаков потенциалов поля этих токов, например, путем измерения разности потенциалов поля "блуждающих токов двух измерительных линий, одна из которых неподвижна, а другую перемешают по исследуемой плошади и устанавливают на этих участках заземления - элементоприемники, которые выдерживают соедиЗаказ 6548/37 Тираж 660 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская иаб., д, 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ненными в течение времени, достаточного для накопления в них ионов рудных вементов.Источники информации, принятые во внимание при вкспертнзе:1, Свешников Г. Б, "Эпектрохимические процессы на сульфидных месторождениях", изд, ЛГУ, 1967, с, 143-152,2, Авторское свидетельство СССР% 46005, кл,01 ЗIОО, 1935,3, Софронов Н, И, "К вопросу об ореолах рассеяния месторождений полезныхф ископаемых и их использования при поисках и разведке", "Проблемы советскойгеологии, т. У 1, Мо 4, ОНТИ, М-М,с, 302-323,