Комплексы подземного выщелачивания

Описан технологический процесс подземного выщелачивания, условия применения и характеристики различных схем выщелачивания. Изложена методика определения технологических параметров, необходимых для проектирования добычных комплексов выщелачивания. Рассмотрены ( проблемы вскрытия месторождений, сооружения скважин. Описаны методы и способы проектирования, строительства и эксплуатации наземных объектов. Уделено внимание охране труда и окружающей среды.

Для инженерно-технических работников, занимающихся подземным выщелачиванием полезных ископаемых.

За последние 25 лет при добыче редких металлов получил распространение способ подземного выщелачивания (ПВ) через систему буровых скважин, пробуренных с поверхности или из подземных горных выработок.

Сущность подземного выщелачивания полезных ископаемых заключается в избирательном переводе полезного компонента в жидкую фазу путем управляемого движения растворителя по руде в естественном залегании или через предварительно раздробленный рудный массив и подъеме раствора, обогащенного металлом, на поверхность.

С этой целью через скважины, пробуренные с поверхности, в рудную зону подают химический реагент, способный переводить минералы полезного ископаемого в растворимую форму. Раствор, пройдя путь от закачкой скважины к откачной, поднимается с помощью технических средств на поверхность и далее по трубопроводам транспортируется к установкам для переработки.

Необходимым условием для применения способа ПВ является возможность движения выщелачивающего реагента в рудной зоне, т.е. рудоносные породы должны обладать естественной или искусственно созданной проницаемостью. В отличие от традиционной схемы добычи и переработки руд технологическая схема подземного выщелачивания из пластовых месторождений, продуктивный горизонт которых обводнен, не требует сложного комплекса сооружений по водоснабжению и очистке промышленных стоков, так как последние в процессе отсутствуют. С экологической позиции способ ПВ можно отнести к безотходным способам добычи полезных ископаемых.

Вода для приготовления выщелачивающих растворов поступает из обводненного продуктивного горизонта через технологические скважины, а после извлечения металла из продуктивных растворов осуществляется их доукрепление реагентом-растворителем.

Закачка в пласт выщелачивающих растворов и подъем продуктивных растворов осуществляется в замкнутом цикле, причем соблюдается баланс закачиваемых и откачиваемых растворов. Иногда в работе системы заранее планируется небольшой де-баланс в сторону увеличения откачиваемых растворов, что обеспечивает предотвращение растекания технологических растворов за пределы контура горного отвода.  Предприятия подземного выщелачивания включают в себя два основных комплекса: добычной и перерабатывающую технологическую установку. 

Добычной комплекс - это технология и технические средства для извлечения из недр полезных ископаемых в виде растворов и доставки их на перерабатывающую установку. Добычной комплекс   состоит    из   двух    частей:    подземной    и    поверхностной Подземная часть включает в себя технологические скважины и их оборудование, с помощью которых обеспечиваются вскрытие продуктивного горизонта, подготовка рудного тела к выщелачиванию, сам процесс выщелачивания и подъем продуктивного раствора через скважины.

К оборудованию поверхностной части добычного комплекса относятся технологические трубопроводы для транспортирования выщелачивающих и продуктивных растворов, реагентов, воздуховоды, насосные станции для перекачки растворов на большие расстояния и отстойники для очистки растворов от механических взвесей.   ^

Большой вклад в развитие техники и технологии подземного выщелачивания внесли В.Ж. Арене, Б.Г. Баташов, В.И. Белецкий, К.Г. Бровин, В.К. Бубнов, B.C. Голубев, В.А. Грабовни-ков, Н.В. Губкин, Л.Г. Давыдова, Б.П. Жагин, О.Л. Кедров-ский, В.И. Кочетков, В.В. Кроткое, Ю.В. Культин, Д.П. Лобанов, Л.И. Лунев, И.К. Луценко, В.А. Мамилов, М.И. Минькин, А.Ф. Мосев, В.Н. Мосинец, Н.Н. Муромцев, Ю.В. Нестеров, В.В Новосельцев, В.П. Новик-Качан, В.Д. Носов, Р.П. Петров, М.К. Пименов, Р.Х. Садыков, И.А. Сергиенко, Д.И. Скороваров, П.Н. Шапиро, М.Н. Тедссв, М.В. Шумилин, Г.Р. Шушания и др. [1, 6-8,  10-151.

Настоящая работа посвящена проблемам сооружения и эксплуатации добычных комплексов подземного выщелачивания и содержит ряд разделов, которые до сих пор в специальной литературе в силу различных причин не находили отражения.

В работе использованы результаты многолетних лабораторных, опытно-промышленных, производственных исследований, выполненных авторами и коллективами институтов и предприятий ВНИПИпромтехнологии, ВНИИ химической технологии, Товарков-ского карьероуправления, горно-химических комбинатов, Московского геологоразведочного института, и ВНИИ гидрогеологии и инженерной геологии, ВНИПИвзрывгеофизика, ВИМС, а также зарубежный опыт.