Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние изучаемой проблемы, цель, задачи и методы исследований
1.1. Основные тенденции добычи золота 9
1.2. Общая геологическая характеристика россыпных глубокозале-гающих месторождений золота в Забайкалье 10
1.3. Современное состояние геотехнологий и реагентные особенности выщелачивания золота 19
1.4. Экологические последствия освоения рудного месторождения методом выщелачивания 27
1.5. Цели, задачи и методы исследований 31
2. Экспериментальные работы по выщелачиванию золотоносных песков глубокозалегающих россыпных месторождений 33
2.1. Лабораторные исследования по возможности использования в качестве выщелачивающего реагента хлорсодержащих композитов 42
2.1.1. Выщелачивание в статических условиях 48
2.2. Выщелачивание в фильтрационных колонках в динамическом режиме, приближенном к условиям подземного выщелачивания 61
2.3. Физическое моделирование процесса подземного выщелачивания на трубной модели 74
2.4. Постановка опытно-промышленных работ по подземному сква-жинному выщелачиванию золотоносных песков месторождения «Данду-Хангарук» 77
3. Выбор технологии переработки продуктивньіх растворов 107
3.1. Методы извлечения золота из растворов 107
3.2. Разработка технологии извлечения золота из продуктивного раствора 111
4. Типизация природных факторов для отнесения россыпных месторождений золота по степени пригодности к подземному скважинному выщелачиванию 126
4.1. Типизация природных факторов с выделением благоприятных и неблагоприятных для процесса ПВ показателей 126
4.2. Геотехнологическое картирование месторождений с выделением участков, характеризующихся близкими условиями эксплуатации 142
5. Установление экологической безопасности предла гаемого метода подземного скважинного выще лачивания глубокозалегающих золотосодержа щих россыпей 147
5.1. Контроль состояния атмосферного воздуха 147
5.2. Контроль состояния почв 149
5.3. Контроль состояния поверхностных вод 152
5.4. Контроль состояния подземных вод : 156
Заключение 168
Использованная литература
- Общая геологическая характеристика россыпных глубокозале-гающих месторождений золота в Забайкалье
- Выщелачивание в фильтрационных колонках в динамическом режиме, приближенном к условиям подземного выщелачивания
- Геотехнологическое картирование месторождений с выделением участков, характеризующихся близкими условиями эксплуатации
- Контроль состояния поверхностных вод
Введение к работе
Актуальность работы. Развитие золотодобычи в Российской Федерации испытывает определенные трудности, связанные с несколькими причинами. Первой причиной является диспропорция минерально-сырьевой базы золота и его производств: примерно 80 % всех запасов металла содержится в рудных месторождениях, однако 80 % металла все еще получают из россыпных месторождений. В то же время значительная часть запасов россыпных месторождений, отработка которых возможна традиционными (дражным и открытым) методами, исчерпана.
Существенные разведанные запасы'золота сосредоточены в глубокозалегающих россыпях, отработка которых традиционными методами нерентабельна. Анализ минерально-сырьевой базы России показывает, что в глубинных россыпях сосредоточено более 300 тонн самородного золота. Поэтому проблема рентабельной и экологически безопасной отработки глубокозалегающих россыпных месторождений золота актуальна не только для Забайкалья, но и в целом для России.
Одним из перспективных направлений освоения таких месторождений является переориентация получения золота от традиционных к физико-химическим геотехнологиям (прежде всего, к выщелачиванию), позволяющим существенно снизить капитальные вложения и эксплуатационные затраты на их освоение.
Сдерживающим фактором широкого применения геотехнологий получения золота методом выщелачивания является использование высокотоксичных реагентов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. Все вышеизложенное обусловило выбор темы диссертационной работы, определило ее направленность, цель и задачи.
Идея работы заключается в использовании технологии скважинного подземного выщелачивания (СПВ) для добычи золота из глубокозалегающих россыпных месторождений.
Объект исследований - глубокозалегающая золотоносная россыпь.
Предмет исследований: технологические параметры и режимы СПВ золота из глубокозалегающих россыпных месторождений.
Цель диссертационной работы заключается в инженерно-физическом обосновании и разработке технологии СПВ с использованием активного хлора из глубокозалегающих золотоносных россыпей, обеспечивающих приемлемую скорость, удешевление процесса и снижение -техногенной экологической нагрузки на окружающую среду.
В соответствии с поставленной целью на разрешение были поставлены следующие основные задачи:
- выявление и анализ основных горно-геологических и гидрогеологических факторов, определяющих возможность, эффективность и экологическую безопасность использования технологии СПВ для глубокозалегающих россыпных месторождений золота;
исследование динамики движения рабочих выщелачивающих растворов через продуктивный слой россыпного золота при СПВ;
изыскание наиболее эффективных и экологически безопасных рецептур выщелачивающих растворов для россыпных месторождений золота;
установление закономерностей СПВ золота от различных факторов: времени выщелачивания, концентрации выщелачивающих реагентов, агрессивности подземных вод и др.;
разработка и испытание эффективной технологии выщелачивания и извлечения золота из глубокозалегающих россыпей;
классификация глубокозалегающих россыпных месторождений с точки зрения возможности применения физико-химических геотехнологий для их освоения;
оценка воздействия технологических растворов СПВ на окружающую среду при разработке глубокозалегающих россыпей.
Методы исследований. Для решения поставленных задач были использованы аналитические исследования, лабораторные и производственные испытания, теоретическое обобщение и математическая обработка экспериментальных данных. Оценка эффективности результатов работ проводилась на базе опытно-промышленных испытаний технологии СПВ в ООО «Старательская артель «Бальджа» на глубокозалегающей золотоносной россыпи «Данду-Хангарук» (Южное Забайкалье).
Защищаемые научные положения:
-
Рентабельная и экологически безопасная отработка глубокозалегающих россыпных месторождений золота обеспечивается предлагаемой технологией СПВ на базе использования активного хлора и гидродинамического управления потоками рабочих растворов в золотоносных пластах.
-
Предлагаемые показатели и геотехнологическая классификация россыпных месторождений золота позволяют на стадии ТЭО проводить предварительную оценку возможности и эффективности их отработки методом СПВ.
Достоверность и обоснованность выводов и рекомендаций подтверждается достаточной сходимостью результатов лабораторных исследований и полупромышленных испытаний, обусловленной использованием современных методов анализов и статистической обработкой результатов экспериментальных исследований.
Научное значение и новизна работы:
-
Впервые дано гидродинамическое и физико-химическое обоснование возможности и эффективности технологии СПВ для глубокозалегающих золотоносных россыпей на базе использования свободного хлора.
-
Установлен механизм взаимодействия самородного золота с хлорсо-держащим выщелачивающим раствором.
-
Впервые установлены закономерности выщелачивания россыпного золота от основных геотехнологических факторов: концентрации выщелачивающего реагента, времени выщелачивания, окислительного потенциала рабочих растворов, агрессивности подземных вод.
4. На основе выявленных закономерностей разработана и впервые испытана в производственных условиях технология СПВ для глубокозалегающих золотоносных россыпей.
Личный вклад автора заключается в: постановке задач на проведение лабораторных исследований по установлению оптимальных режимов и параметров выщелачивания россыпного золота; организации и осуществлении полупромышленных испытаний технологии СПВ; разработке технологического регламента СПВ применительно к условиям глубокозалегающих золотоносных россыпей; разработке классификации россыпных месторождений Забайкалья с точки зрения использования технологии СПВ для их горнопромышленного освоения.
Практическая значимость работы заключается в разработке технологического регламента и определении оптимальных областей использования технологии СПВ золота из россыпных месторождений, в установлении их рациональных параметров, а также в разработке технических рекомендаций по конструктивному устройству технологических комплексов СПВ для россыпных месторождений золота.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на:
Международной научно-практической конференции «Энергосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения», г. Чита, 2008 г.;
Всероссийской научно-практической конференции «Гидрогеология, инженерная геология и геоэкология Забайкалья и сопредельных территорий», г. Чита, 2008 г.;
Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле, г. Новосибирск, 2008 г.;
VIII Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения», г. Чита, 2008 г.;
- расширенном заседании кафедр подземной разработки МПИ, открытых
горных работ, обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья и безо
пасности жизнедеятельности ЧитГУ, 2009 г.
Работа выполнена в рамках Государственной программы по увеличению валютно-сырьевых запасов, геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы по Читинской области на 2001 - 2003 гг.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 66 наименований, содержит 51 рисунок, 50 таблиц и 3 приложения.
Общая геологическая характеристика россыпных глубокозале-гающих месторождений золота в Забайкалье
Анализ минерально-сырьевой базы Забайкалья по благородным металлам дает возможность выделить ряд направлений связанных с освоением недоступных в настоящее время типов месторождений, в том числе и погребенных россыпей, по техническим или технологическим причинам.
К числу крупных погребенных россыпей относится Алиинская. Она находится в долине р. Алия, притока р. Талангуй, впадающей в Унду. Россыпь перекрыта современными отложениями и относится к погребённым. Запасы золота в результате её разведки, проведенной Казаковской ГРЭ в 1970-е годы, составили порядка 8 тонн. По данным З.Н. Киселевой [2000], возраст этой погребенной россыпи по спорово-пыльцевому спектру (определение Г.Н. Поно-маренко) определен как олигоцен-миоценовый. Погребенная долина приурочена к тектонической зоне, выраженной в виде интенсивного дробления, каолинизации и окварцевания. Эту зону эндогенной минерализации сопровождают более мелкие, сопряженные с ней нарушения. Они фиксируются по бортам долины интенсивным окварцеванием, брекчированием и аргиллиза-цией с бедным золотым оруденением. Согласно представлениям З.Н. Киселевой [2000], участки пересечения основной зоны с осложняющими ее поперечными являются наиболее интенсивно минерализованными, давшими основное количество металла при формировании погребенной россыпи. Источниками россыпного золота могли быть также жилы и прожилки хал-цедоновидного кварца и конгломераты, развитые в бортах долины в нижнем течении р. Алия [Киселева, 1969]. Все эти вместе взятые источники, а также значительная протяженность минерализованной зоны обусловили возникновение богатой и протяженной (13 км) золотоносной россыпи. Золотоносность рыхлых отложений отмечается с глубины 8 - 8,5 метра, которые занимают самые углубленные участки долины, располагаясь среди угловатых обломков гидротермально измененных окварцованньгх и каолинизированных гранитоид-ных пород, сменяющихся вниз по течению сильно выветрелой галькой конгломератов, развитых в нижней по течению реки её части, в бортах и дне долины. Обломки имеют голубовато-серую окраску и включены в разнозернистый светло-серый песок с примесью каолиновой глины.
Характерным для отложений, вмещающих нижний золотоносный пласт (на глубине 16-16,5 м), является отсутствие сортировки обломочного материала и соответствие петрографического состава сильно выветрелых обломков горным породам, развитым в дне и бортах долины. Золото отмечается во всей нижней толще, но наиболее обогащенными являются отложения в при-плотиковой части, представленные голубовато-серыми обломками с глинистой дресвой и щебнем. Мощность пласта увеличивается снизу вверх по течению р. Алия от 0,5 до 3 метров. Значительная часть золота в россыпи состоит из мелких неокатанных зерен размером 0,2—1 мм. Крупные золотины встречаются редко (не более 5 %).
К числу погребенных относится и участок Кутомара, заглубленная россыпь в верховье р. Средняя Борзя. Известно три продуктивных пласта: 1) длиной 35000 м и шириной 60-500 м, в среднем 159 м, мощностью 4,5-12 м, в среднем 5,5 м; 2) длиной 21000 м, шириной 20-640 м, в среднем 210 м, мощностью 0,5-4,5 м, в среднем 1,5 м; 3) длиной 6104 м, шириной 15-310, в среднем 147 м, мощностью 0,2-4,5 м, в среднем 1,5 метра. Пробность золота, соответственно, 890, 900 и 913. Россыпь вытянутая, с чередованием обогащенных участков. Ширина 20-900 м, в среднем 300 метров. На участках расширения разведано до 5 струй ши риной 20-350 метров. В изученных сохранившихся на момент разведки ненарушенных разработками прошлых лет частях россыпи золотоносный пласт приурочен к нижнему слою современных буровато-серых галечников и верхнему горизонту разрушенных коренных пород. В верхней части россыпи - к древним зеленовато-серо-синеватым отложениям («синякам»). Торфа - современные делювиальные суглинисто-супесчаные отложения и аллювиальные песчано-галечные с валунами и прослоями ила. Содер-жание золота до 350 мг/м . Плотик - граниты нижнего палеозоя, мета-морфизированные глинистые сланцы, алевролиты, песчаники кембрия, песчаники юры, конгломераты раннего мела, зоны гидротермально измененных пород. В плотике местами содержание золота до 6,4 г/т, серебра -до 26,16 г/т, свинца - до 5,35% , цинка - до 3,51% . Это свидетельствует о необходимости изучения плотика с целью поисков коренного месторождения золота, являющегося источником россыпи. Пески представлены современными галечниками с примесью гравия, дресвы и песчано-глини-стым заполнением, неоген-раннеплейстоценовыми песчано-галеч-ными отложениями. Гранулометрический состав (в %): обломки крупнее 200 мм-1,2; 101-200 мм-2,6;81-100 мм-3;51-80мм-4,5;21-50мм-10,6; 16-20 мм - 56; 10-15 мм - 7,4; менее 10 мм - 66,1. Золото окатанное, полуокатанное, редко неокатанное, мелкое, золотисто-желтое, темно-желтое. Ситовой анализ золота в среднем (в %): размером (мм) менее 0,1 -0,16; 0,1-0,3-11,82; 0,3-0,5-36,36; 0,5-1,0-25,98; 1,0-3,0-23,8; 3,0-5,0-1,88. Остаточные запасы геотехногенной россыпи по состоянию на 2000 год в отвалах не менее 2242 кг золота, в неотработанных целиках - не менее 2034 кг.
Выщелачивание в фильтрационных колонках в динамическом режиме, приближенном к условиям подземного выщелачивания
Существенная интенсификация процесса выщелачивания достигается в присутствии бактерий. Например, тионовые бактерии Thiobacillus ferrooxidans могут применяться для выщелачивания меди, никеля, цинка, мышьяка, кадмия, золота и других металлов. В России и Канаде разрабатываются технологии бактериального выщелачивания мышьяка и вскрытия тонковкрапленного золота из упорных золотосодержащих концентратов перед их цианированием. Это позволяет исключить дорогостоящий процесс обжига, загрязняющий атмосферу ядовитыми соединениями мышьяка.
Упорные руды характеризуются тонковкрапленным (субмикроскопическим) трудно вскрываемым золотом, присутствием минералов сурьмы, меди, мышьяка, двухвалентного железа, а также сульфидов и углистых сланцев. Они не перерабатываются обычным цианированием. Для пирротиновых, медистых и сурьмянистых руд рекомендуются добавки РЬ02 или Pb(N03)2, интенсивная аэрация и сравнительно низкая концентрация выщелачивающего раствора NaCN; для углистых руд — многостадийные схемы цианирования с быстрым отделением продуктивных растворов от твердой части пульпы; для сульфидных и мышьяковистых руд - окислительный обжиг, в результате которого плотные зерна сульфидов переводят в пористый гематит: 2FeS2 + [pic]02 = Fe203 + 4S02, 2FeAsS + 502 = Fe203 + As203 + 2S02.
Бактериальное выщелачивание позволяет решить проблему переработки труднообогатимых руд.
Проводится поиск новых видов микроорганизмов, которые способны функционировать не только в кислой, но и в нейтральной и в щелочной средах.
Как показали опыты, проведенные в СССР и в Индии, специальное внесение бактерий в рудную массу необязательно. Путем адаптации с использованием различных мутагенных факторов можно получить культуру со свойствами, необходимыми для ее промышленного применения.
Пионерами исследований по бактериальному выщелачиванию золота были институт Пастера (Франция) и университет г. Дакар (Сенегал). Информация об этих работах появилась в печати в 60-х годах XX века.
Бактериальные методы извлечения золота из руд базируются на результатах изучения микрофлоры крупных золоторудных месторождений, позволивших выделить культуры доминирующих видов бактерий и грибов. Установлено, что повышенной активностью в процессе растворения золота обладают представители родов Bacillus, Bacterium, Chromobacterium, а также полученные на основе индуцированного мутагенеза штаммы бактерий Вас. mesentericus niger 12 и 129. Микроскопические грибы, в отличие от бактерий, способны аккумулировать золото из растворов. Наиболее эффективны представители родов Aspergillus niger и Aspergillus oryzae.
В процессах бактериального выщелачивания золота определяющая роль принадлежит продуктам микробного синтеза: аминокислотам, пептидам, белкам и нуклеиновым кислотам. Углеводы в растворении золота участия не принимают.
Экспериментально установлено, что в кислой среде белки осаждают золото, а в щелочной - растворяют. Солерастворимые белки микробного синтеза существенно лучше действуют на золото, чем глобулин животного происхождения. Реакционная способность пептидов зависит от их молекулярного веса: чем он меньше, тем выше растворимость золота. В результате исследований факторов, регулирующих выщелачивание золота продуктами метаболизма гетеротрофных микроорганизмов, определено, что начальной стадией процесса является биосинтез золоторастворяющих соединений, который рекомендуется проводить в течение 2—3 суток при рН среды 5.5-6.5, температуре 30-357С и загрузке 3—4-х суточного посевного материала в количестве 4—5%. Основной процесс выщелачивания золота следует проводить при рН 9-10 в присутствии окислителя металла.
Исследованы механизм и кинетика растворения золота в водно-щелочных смесях малоно-нитрила. Показано, что наибольшая эффективность его проявляется в области рН 10 — 11, концентрация золота может достигать 65—70 мг/л, но уже при рН 11.5 растворимость золота резко падает, а в кислой среде она практически не происходит.
Технология бактериального выщелачивания золота пока не нашла должного распространения из-за своей сложности, связанной с разведением бактериальных культур и пока опробировани только при кучном выщелачивании.
Исходя из выполненного анализа методов химического выщелачивания золота напрашивается вывод, что наиболее благоприятным, экологически безопасным является метод хлоридного выщелачивания.
Геотехнологическое картирование месторождений с выделением участков, характеризующихся близкими условиями эксплуатации
Параллельно основным гидрогеологическим исследованиям, в лаборатории гидродинамики Читинского государственного университета, для установления возможности промывки продуктивного пласта от глинистых частиц, проведены испытания образцов грунта ненарушенного сложения, отобранных в режущие кольца. В результате было установлено следующее: коэффициент фильтрации пород продуктивного пласта колеблется 0,068 — 0,92 м/сутки для глинистых образований средней и верхней части разреза, 1,31 — 3,60 м/сутки для нижней части разреза и элювия. Выявлена анизотропия фильтрационных свойств. Максимальные значения коэффициента фильтрации характерны для направления сверху вниз, средние - в крест простирания россыпи, минимальные - по простиранию россыпи. Установлено, также, что при обычных градиентах напора фильтрация в глинистых отложениях верхней части разреза невозможна. Создание градиентов напора от 10 до 20 в режиме полузамкнутой системы приводит к активной суффозии глинистого грунта, выносу глинистых частиц и увеличению коэффициента фильтрации в десятки раз.
Аналогичные исследования (создание градиентов напора от 10 до 20), проведенные в натурных условиях, при работе соседних скважин в режиме «нагнетание-откачка» показали, что создание значительных градиентов напора и искусственное увеличение скорости потока в 5 - 20 раз обеспечивает незначительную промывку пласта и некоторое увеличение приёмистости скважин (в 1,1 - 1,2 раза). В тоже время отмечается активное продавливание воды в подстилающие коренные породы у нагнетательных скважин.
На базе ЧГТУ была произведена интерпретация результатов гидродинамических исследований, а именно, выполнено моделирование процесса фильтрации на аналоговой вычислительной машине — сеточном электроинтеграторе БУСЭ - 70. Установлено, что между закачными и откачными скважинами создаётся не плоскопараллельный, а сложный пространственный поток с вертикальными нисходящими и восходящими движениями жидкости у закачных и откачных скважин. При этом в процесс выщелачивания будут вовлекаться только «прискважинные» зоны.
Исследования, проведенные на опытной ячейке, показали удовлетворительные гидрогеологические условия для проведения опытных работ способом подземного выщелачивания золота. В то же время необходимо отметить, что на данном участке погребённой россыпи Данду — Хангарук в процесс выщелачивания будет вовлечена только средняя и нижняя часть продуктивного пласта (включая элювий и трещиноватую кровлю коренных пород) мощностью не более 1,6 м, в котором, тем не менее, сосредоточенно более 70 % запасов золота.
Технологический процесс получения золота способом ПВ включает в себя следующие основные операции: - бурение и обустройство технологических скважин; - закисление продуктивного горизонта; - приготовление и подача выщелачивающих растворов в рудоносную зону; - управление движением растворов в недрах; - подъём продуктивных растворов на поверхность; - осветление продуктивных растворов от механических примесей; - извлечение золота из продуктивных растворов; - улавливание механических потерь сорбции, содержащих золото. Для реализации необходимых технологических процессов создаются следующие взаимосвязанные технические комплексы (рис.2.27).
Геотехнологический комплекс, состоящий из закачных и откачных скважин, средств раствороподъемов и распределительных трубопроводов, обеспечивает процесс выщелачивания в недрах. Освобождение продуктивных растворов от механических примесей осуществляется в отстойнике-осветлителе (3). Переработка продуктивных растворов производится на узле переработки продуктивных растворов (УППР) (1). Сбор маточных растворов после процесса сорбции проводится в промежуточном отстойнике в УППР.
Основным узлом приготовления выщелачивающих растворов является хлораторная станция (2). Выработка сжатого воздуха производится компрессорной (4). Для перекачки растворов предусматриваются два насосных узла (7). Для оперативного управления производством, обслуживания процессов и комплексов обустраивается химическая лаборатория (5).
Для ведения процесса выщелачивания использовался газообразный хлор. Дозирование хлорного газа происходило в хлораторе марки АХВ — 1000, максимальная производительность хлоратора - 12 кг хлора в час при противодавлении до 0,5 атм. Смешивание газообразного хлора и маточных растворов происходило в эжекторе, подачу растворов на эжектор обеспечивал насос. Доза вводимого хлора регулировалась при помощи вентиля на баллоне хлора и при помощи кранов на хлораторе.
Контроль за количеством прошедшего хлора осуществлялся при помощи ротаметра, расположенного на хлораторе, весов и химических анализов для определения содержания активного хлора в растворах.
Фильтр опускается на обсадных ПЭ трубах с диаметром НО мм. Для укрепления устья скважин, на глубину 3-4 м не до извлекается обсадная буровая труба диаметром 168 мм. Для засыпки гравия, на устье устанавливается воронка из листового металла или толи, после засыпки гравия буровая обсадная труба извлекается. Наблюдательные скважины бурятся на глубину 9-17 м.
Контроль состояния поверхностных вод
Исходя из вышеприведённых параметров процесса, было рассчитано время распространения контура технологических растворов на расстояние 100 м от опытной ячейки, которое составило 86 лет. При этом с учётом сорб-ционных и детоксикационных свойств вмещающих пород, снижающих интенсивность и уменьшающих пути миграции технологических растворов, максимально возможное растекание ореола загрязнения за рабочий контур за два года эксплуатации объекта составит 39,48 м.
Опираясь на проделанные расчёты для контроля состояния подземных вод было установлено три санитарно-защитные зоны для водоносного горизонта. Схема границ санитарно-защитных зон (СЗЗ) представлена на рис. 5.1. 1 — СЗЗ для водоносного горизонта является собственно зоной локализации технологического процесса. В данном поясе допустимы любые изменения химического состава подземных вод в пределах предусмотренного проектом технологического режима. В пределах этой зоны контролируется состав закачных и откачных растворов в технологических скважинах и периодически отбираются пробы из наблюдательных скважин. 2 — СЗЗ является зоной строгого контроля за воздействием процесса ПВ на окрулсающую среду. Во второй зоне допустимы неопасные изменения состава подземных вод. Неопасными изменениями считаются изменения по компонентам, не превышающими ПДК, «языковые» утечки фиксируемые отдельными наблюдательными скважинами, устранимые внесением изменений в гидродинамику процесса в рабочей зоне. 3 — СЗЗ зона гидравлического влияния, в неё входит территория, примыкающая ко второму поясу по направлению потока подземных вод. Функция третьего пояса заключается в контроле состояния подземных вод в чистой зоне. Влияние процесса ПВ здесь возможно с минимальной вероятностью. Заметные изменения классифицируются, как чрезвычайная аварийная ситуация.
Методика контроля заключалась в следующем. В процессе этапов закислення и активного, выщелачивания в технологических скважинах каждые два часа проводились замеры гидродинамических параметров процесса (замерялся уровень воды, расход растворов в за-качных и откачных скважинах), проводился контроль химического состава растворов (определялась концентрация НС1, СЬ, значения рН, Eh). На этапе активного выщелачивания из откачных скважин ежедневно отбирались пробы на определение содержания Аи.
В наблюдательных скважинах периодически, каждые 2 — 3 дня проводился замер уровня воды, один раз в неделю отбирались пробы на определение концентрации НС1, CL2, значений рН, Eh.
Кроме этого для оценки исходного состава подземных вод и влияния на них процесса выщелачивания на опытном участке были отобраны пробы на определение макрокомпонентного состава, тяжёлых металлов и ртути.. Пробы отбирались из нескольких скважин, расположенных: в пределах технологической ячейки, вверх по потоку от технологической ячейки, вниз по потоку от технологической ячейки.
Отбор, транспортировка, первичная обработка, хранение гидрохимических проб производилась в соответствии с ГОСТ 18963-73, ГОСТ 24481-80 («Отбор проб»). Порядок отбора проб был следующим: перед началом опытных работ — для оценки исходного состава вод; в конце этапа закислення — для определения влияния кислых растворов на состав подземных вод; в конце этапа выщелачивания - для определения степени влияния хлорных растворов на состав подземных вод.
Результаты наблюдений за уровнем подземных вод и значений рН, Eh в наблюдательных скважинах представлены на рис. 5.5.
Как видно из результатов наблюдения за уровнем подземных вод в наблюдательных скважинах основной подток воды к откачной скважине происходил в субширотном направлении — в крест простирания долины, соглас 161 но с направлением слоистости коренных пород. Растекание технологических растворов за контуры технологической ячейки происходило вниз по потоку подземных вод в основном в направлении скважин 9Н и ЮН (что подтверждает также небольшое повышение значений Eh по сравнению с другими наблюдательными скважинами). Результаты анализов проб, проведённых в лаборатории ГУП «ЛИ-ЦИМС» г. Чита показывают, что в районе опытного участка ПВ до начала работ подземные воды характеризуются повышенным содержанием марганца 18- -219 ПДК, алюминия 1,1- 13,7.
ПДК, железа 1,6- 61 ПДК, сульфат-ионов 1,7 ПДК. Пробы были отобраны из откачной скважины - 6-3, и наблюдательных скважин 4-3, ЗН.
На этапе закислення пробы отбирались из откачной скважины 6-3 и наблюдательной скважины ЮН. На этапе активного выщелачивания пробы отбирались из откачных скважин 6-3, 5Н и наблюдательных 6Н, ЮН. Степень изменения химического состава в процессе технологических работ относительно исходного состояния подземных вод представлена в таблице 3.1 (см. Приложения).
Как видно из таблицы, наибольшее изменение состава подземных вод произошло в откачных скважинах. Максимальные значения превышения содержания от исходного состава воды наблюдаются у железа в 34,9 раза, алюминия в 43,1 раза, цинка в 85,9 раза, меди в 61,4 раза, мышьяк в 3 раза, стронция в 3,86 раза, кобальта в 20 раз, калия в 4,27 раза, кальция в 3,42 раза, магния в 3,41 раза, анионов хлора в 83,95 раза, NH4" в 20 раз, сульфата в 1,69 раза, возросла общая жёсткость воды в 3,42 раза (карбонатная жёсткость уменьшилась до нуля), сухой остаток в 4 раза. Произошло понижение рН от 7,93 до 2,80 и повышение значений Eh от 255 до 1150 мВ.
