Содержание к диссертации
Введение
1. Скважинное подземное выщелачивание драгоценных металлов с применением гипохлорита натрия 32
1.1. Краткая геолого-гидрогеологическая характеристика месторождения 32
1.2. Определение кислотоемкости (КЕ) и восстановительного потенциала (ВП) горных пород рудного массива 37
1.3. Определение кислотоемкости горных пород рудного массива 37
1.4. Описание экспериментов 38
2. Особенности формирования и применения выщелачивающих растворов, используемых при скважинном подземном выщелачивании металлов по хлоринационной технологии 57
2.1. Предмет и методика исследования 57
2.2. Эксперименты по условно-динамическому выщелачиванию руд по методике к.т.н. А. И. Заболоцкого 69
2.5. Выводы 78
3. Исследование процесса адсорбции драгоценных металлов различными активными углями 79
3.1. Определение статической и динамической сорбционной способности активных углей 82
3.2. Определение динамической сорбционной способности по тяжелым и благородным металлам 94
3.3. Оптимизация процесса сорбции тяжелых металлов на активном угле АГ-3 100
3.4. Выводы 104
4. Оценка воздействия технологического процесса скважинного подземного выщелачивания на окружающую среду 105
4.1. Основные источники воздействия на окружающую среду 105
4.2. Оценка загрязнения атмосферного воздуха 107
4.3. Оценка загрязнения поверхностных и подземных вод 109
4.4. Оценка загрязнения почв и растительности 115
4.5. Рекультивация 116
4.6. Выводы 123
5. Эколого-экономическая характеристика работы предприятия на рекомендованных режимах 125
6. Заключение 128
7. Библиографический список литературы 134
Приложение 1 147
Приложение 2 148
- Краткая геолого-гидрогеологическая характеристика месторождения
- Эксперименты по условно-динамическому выщелачиванию руд по методике к.т.н. А. И. Заболоцкого
- Оптимизация процесса сорбции тяжелых металлов на активном угле АГ-3
- Рекультивация
Введение к работе
Актуальность темы. Возросшая в последние годы потребность в золоте, как в валютном, так и в техническом металле, одновременно с истощением его запасов, способствовала началу более интенсивного развития технологии скважишюго подземного выщелачивания драгоценных металлов.
В Свердловской области этим способом ведут добычу золота 4 предприятия и 2 готовятся, одно предприятие добывает медь, ещё два готовятся добывать никель. Однако, в настоящее время, технология добычи металлов способом СПВ не отработана. Исключение составляет только добыча подземным выщелачиванием урана, поскольку этим сопособом уран добывается уже более 30 лет во всем мире. И если по своим технологическим параметрам добыча меди и никеля в основном схожа с технологией добычи урана, то добыча золота отличается значительно как по условиям залегания руд, содержанию полезного компонента, так и по основным параметрам технологического процесса.
По причине отсутствия отработанной технологии добычи золота способом СПВ, все предприятия, ведущие добычу драгоценных металлов способом скважинного подземного выщелачивания, работают на стадии опытно-технологических испытаний, либо опытно-промышленной добычи с применением хлоринационной технологии. В качестве реагентов-растворителей применяется либо хлорная вода, либо гипохлорит натрия. Из-за отсутствия теоретической базы, каждое предприятие работает по своей технологии методом проб и ошибок.
В этой связи исследования, направленные на изучение свойств технологических растворов, их состава, концентрации, взаимодействия с рудным массивом, режимов подачи и откачки, параметров размещения скважин являются актуальными.
Объект исследования - технология скважинного подземного выщелачивания драгоценных металлов, в качестве предмета исследования избраны технологические параметры скважинного подземного выщелачивания драгоценных металлов. Цель работы — определение зависимости эффективности скважинного подземного выщелачивания от характеристик технологических растворов, свойств сорбентов и параметров размещения скважин.
Основные задачи исследования:
1. Изучение воздействия различных по составу и концентрации активных агентов выщелачивающих растворов на рудный массив.
2. Исследование динамики движения технологических растворов через рудный массив.
3. Изучение характера взаимодействия продуктивного раствора и
сорбентов различных марок.
Исследование динамики продуктивного раствора при его прохождении через адсорбер.
Разработка наиболее перспективных рецептур выщелачивающих растворов и оптимальных технологических режимов движения выщелачивающих и продуктивных растворов.
6. Оценка воздействия технологических растворов СПВ на окружающую среду. Методы исследований:
обобщение и анализ теории и практики подземного выщелачивания;
лабораторные исследования воздействия выщелачивающих растворов различного состава на пробы руды, взаимодействия продуктивных растворов и сорбентов различных марок, динамики процесса адсорбции;
анализ выполненных лабораторных исследований;
промышленные испытания наиболее эффективных рецептур выщелачивающих растворов, технологических режимов процессов выщелачивании и извлечения драгоценных металлов из продуктивных растворов.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
Разработанная технология применения гипохлорита натрия, получаемого электрохимическим способом на месторождении, для скважинного подземного выщелачивания драгоценных металлов.
Разработанные рецептуры выщелачивающих растворов, наиболее эффективные для условий выщелачивания данного месторождения выбранным способом.
Подобранные на основе проведённых исследований технологических свойств, показавшие лучшие результаты активные угли (АГ-3).
Рекомендуемые режимы движения технологических растворов: выщелачивающих в рудном массиве и продуктивных в адсорбере.
Оценка воздействия технологических растворов на окружающую среду.
Достоверность исследований, выводов и результатов работы обеспечивается достаточным объёмом экспериментальных исследований; удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных экспериментов и промышленных испытаний.
Практическое значение работы. Использование полученных результатов исследований позволяет на стадии подготовки проекта отработки месторождения способом СПВ:
организовать электрохимическое получение гипохлорита натрия на месторождении;
рассчитать технологические параметры процесса СПВ;
- осуществить подбор технологического оборудования;
осуществить подбор химических реагентов и расходных материалов;
выявить перспективный выщелачивающий реагент;
рассчитать расход материалов и оборудования на единицу продукции;
рассчитать границы растекания технологических растворов в процессе выщелачивания;
Научная новизна в данной работе:
впервые теоретически обоснован и применён способ электрохимического получения и использования на месторождении одного из активных агентов: гипохлорита натрия;
выявлены наиболее эффективные динамические характеристики процесса адсорбции золота из продуктивных растворов;
выявлен характер взаимодействия продуктивных растворов и сорбентов в зависимости от состава продуктивного раствора и высоты его слоя;
выявлена закономерность изменения свойств сорбента в зависимости от времени взаимодействия его с продуктивным раствором.
Личный вклад автора состоит:
в постановке задач на проведение теоретических исследований технологических параметров скважинного подземного выщелачивания и лабораторных экспериментов, прямом участии в их выполнении;
в организации и осуществлении промышленных испытаний избранных технологических параметров процесса выщелачивания;
- в обеспечениии систематизации результатов выполненных
исследований; в организации подготовки, написания и защиты
технологической части отчета о проведённых исследованиях на НТС
департамента «Уралнедра».
Апробация работы. Основные положения представляемой работы обсуждались на Всероссийской конференции по кучному и подземному выщелачиванию металлов в ноябре 2002 г. в Москве; на ежегодной Уральской научно-технической конференции в 2005г.; заседаниях НТС «Уралнедра» в 2006г; на Научно-практической коференции «Перспективные химические технологии для различных областей народного хозяйства», Екатеринбург 2005г.
По результатам исследований получено 2 патента, опубликовано 7 работ, из них 4 в соавторстве.
Реализация результатов работы. Результаты исследований реализованы в процессе строительства и эксплуатации технологического комплекса, посредством которого были осуществлены опытно-технологические испытания способа подземного выщелачивания при разведке северного участка проявления золотоносных кор выветривания Долгий Мыс. Месторождение не было поставлено на баланс в связи с невозможностью его рентабельной отработки традиционными способами,
и считалось рудопроявлением. Выполненные исследования позволили защитить запасы по месторождению и перейти к следующей стадии работ - опытно промышленной добыче. На эту стадию на основе полученных исследовательских материалов, получено геологическое задание, составлен и утверждён проект, проведены необходимые предварительные технологические работы.
Структура и объём работы. Диссертация представлена 137 страницами текста, включая 31 таблицу и 23 рисунка. Диссертация состоит из Введения, 4 глав и Заключения.
Краткая геолого-гидрогеологическая характеристика месторождения
В данном случае, термин «месторождение» принят условно, поскольку, официально, лицензия была выдана на Северо-Долгомысовское проявление золотоносных кор выветривания. То есть статус месторождения не был присвоен, запасы золота не утверждены, вследствие того, что основываясь на результатах ранее проведённых геологоразведочных работ и технологических испытаний НТС ПГО «Уралгеология» руды были признаны некондиционными, а их отработка традиционными методами была признана нерентабельной.
Положение рудопроявления в Невьянской зоне смятия, определяет специфику гидрогеологического строения Долгомысовской сланцевой полосы. С одной стороны здесь преобладает мощная (50-130м) линейная кора выветривания нижнедевонских вулканогенно-осадочных пород, с водоносным горизонтом в низах разреза, а с другой - крутопадающие тела оталькованных водоупорных серпентинитов отделяют эти тела от общего бассейна подземных вод. Участие в разрезе маломощных прослоев известняков, а также проявление Mz-Kz аргиллизации объясняют присутствие серии коровых воронок карстового происхождения с понижением уровня подземных вод.
В двухслойном гидрогеологическом разрезе зона окисленных руд является коллектором существенно поровых вод, а полуокисленных - трещинно-жильных и трещинно — карстовых. По участкам развития золото-кварцевых штокверков осуществляется гидравлическая связь поровых, трещинно-поровых и трещинно-карстовых коллекторов.
В наиболее изученной части проявления, в районе рудного тела 3, где пройден куст гидрогеологических и наблюдательных скважин, четко зафиксирована асимметричная воронкообразная структура уровня подземных вод с провесом в центре до 2м. Длина этой структуры около 300м, ширина около 160м. Существование таких воронок при замкнутом цикле водооборота в процессе СПБ способствует исключению перетоков рабочих растворов на уровне подземных вод.
В гидрологическом отношении район месторождения расположен в бассейне реки Нейвы, протекающей в 5км юго-восточнее. Наиболее значительные притоки р.Нейвы, протекающие вблизи месторождения — p.p. Вилюй и Режик-III. Река Вилюй протекает в Зкм севернее месторождения, Режик-Ш в 1,5 км южнее. В 300м юго-западнее участка СПВ расположен затопленный карьер отработанной южной части месторождения Долгий Мыс.
Месторождение золота Долгий Мыс, южный, наиболее богатый, фланг которого был отработан в 80-е годы прошлого века открытым способом, известно уже около 100 лет. В связи со сложным геологическим строением все эти годы, до момента отработки южного фланга, периодически проводились геологоразведочные работы, но далее них дело не шло. После отработки южного фланга были попытки доразведать северную часть месторождения, их итогом и было решение о бесперспективности проведения дальнейших геологоразведочных и горных работ на данной территории. [92] И только появление технологии подземного выщелачивания возродило интерес к данному месторождению.
На первой стадии работ, после получения лицензии на право освоения месторождения, изучались геологические материалы, полученные в пакете приложенном к лицензии и материалы геологических фондов. Затем, после защиты проекта работ и согласования землеотвода, были отобраны пробы руд из разведочных канав и скважин с целью изучения их химического и гранулометрического состава, содержания золота в руде и его пробности.
Часть пробного материала использовалась для экспериментов, необходимых для определения технологических свойств руд и вмещающих горных пород. Пробы, предназначенные для определения технологических свойств, как дробились до разных размеров, а затем подвергались экспериментам, так и использовались для опытов без дробления, естественной крупности.
На основе анализа фондовых материалов и первых проб руды получены следующие сведения о рудах [92] :
По вещественному составу руды относятся к типу простых золотосодержащих руд. Основная масса руды сложена кварцем и карбонатом, в подчинённом количестве присутствуют серицит, хлорит, углистое вещество, альбит, амфиболы и др.
Минералогический и химический состав руды по данным исследования пробы № 3, в таблицах 1.1 и 1.2
Подавляющая часть золота находится в свободном состоянии в виде сростков с кварцем и хлоритом. Размер выделений изменяется от 35до 5 мкм и ниже, иногда в наиболее обогащенных участках рудных тел достигает 0,1-0,3мм. Золото встречается во всех классах крупности вплоть до 5 мкм. Пробность золота 816.
Гранулометрический состав золота после обработки пробы на концентраторе KNELSON следующий:
-1,0 + 0,5 мм - 0,3% -ОД + 0,05 мм - 15,7%
-0,5 + 0,25 мм - 0,4% 0,05 мм - 75,2%
-0,25 +0,1мм-8,4%
Опытно- технологические испытания с целью определения целесообразности применения способа подземного выщелачивания для отработки Северо-Долгомысовского проявления золотоносных кор выветривания были начаты с исследования технологических свойств руд в лабораторных условиях. В процессе этих исследований, в том числе, была определена концентрация реагентов- растворителей, необходимая для эффективного выщелачивания золота из руд. При этом исследовалось несколько реагентов: хлорная вода, гипохлорит натрия, гипохлорит кальция и ранее не применявшийся перспективный реагент - диоксид хлора.
Использовались методики, моделировавшие течение процесса в естественных условиях, описанные в технологической литературе и предложенные специалистами института «УНИХИМ с ОЗ». Проведённые первые лабораторные исследования помогли организовать и методически правильно осуществить Лецких Е. С. и Кравченко Г. А., а организацию электролиза главный технолог ОАО «Уфахимпром» Кайбышев Ф. В. Их помощь и дружеское участие позволили избежать многих ошибок в организации электролизного хозяйства при сооружении комплекса приготовления выщелачивающего раствора, подборе необходимой концентрации реагента-растворителя: раствора гипохлорита натрия с добавкой соляной кислоты, а также проведения первых лабораторных опытов, по определению технологических свойств руд. Сведения о проведенных экспериментах, включая иллюстрирующие их таблицы, приведены далее.
Эксперименты по условно-динамическому выщелачиванию руд по методике к.т.н. А. И. Заболоцкого
Суть выполненных опытов.заключался в последовательном выщелачивании руды в агитационных условиях сменяющимися порциями раствора, при этом поддерживалось время контакта пропорционально объему добавляемого раствора. Отработанный раствор сливался, фиксировались объем, рН, Eh, О , содержание Аи в растворе. Таким способом достигалось отслеживание изменений главных параметров во времени и в зависимости от Ж/Т.
Для эксперимента использовали пробу № 3, взятую из канавы в пределах рудного тела, дроблёную до фракции - 1 мм, с содержанием золота в руде 4,86 г/т и групповая проба по необводненной части скважины 3, составленная из проб шламов, взятых при бурении интервала от 7 до 30 метров. Крупность пробы большей частью - 1 мм (дополнительно проба не дробилась), содержание золота - 3,9 г/т. Навески проб для выщелачивания составили по 150 грамм.
Каждая из проб выщелачивалась хлорной водой с рН=2 и концентрацией активного хлора 0,31 г/л, 0,78 г/л, 1,56 г/л.
Реализация вышеуказанного процесса производилась следующим образом:
- первоначально навеску руды смачивали водой до Ж/Т=1,0;
- затем к пробе приливали заранее приготовленный выщелачивающий раствор, после контакта в агитационном режиме в течение определенного методикой времени раствор сливали в том же объеме;
- время контакта предполагало интенсивность (скорость) реагентной проработки примерно в 16 раз более быструю, чем возможная в реальных условиях на среднестатистической типичной ячейке (конверт 10 х У метров с дебитом откачной скважины 2 м /час при мощности горизонта 25 метров);
- слитый раствор направляли для определения рН, Eh, определение содержаний активного хлора и золота;
- в конце опыта кеки промывали водой, высушивали и анализировали на остаточное содержание золота атомно-абсорбционным методом; параллельно для каждой сменяемой порции раствора ставили контрольную пробу, что позволило свести к минимуму систематические ошибки определения реагентоемкости, связанные с переходом хлора в газовую фазу и самопроизвольным (не связанным с реакцией с пробой) распадом активного хлора под действием света;
- эксперимент завершили по достижении стабилизации значений хлороёмкости и коэффициента извлечения золота в раствор. Ход эксперимента и его результаты показаны в таблицах и на диаграммах, наглядно представляющих соотношения главных геотехнологических показателей.
Следует отметить, что избранные временные интервалы, а также величина порций сменяемых растворов не оказались оптимальными для данного типа руд, что привело к нереально высокому отношению Ж/Т, полученному на момент завершения эксперимента, поэтому отношение Ж/Т в данном случае может служить не в качестве геотехнологического показателя, отвечающего реальному процессу выщелачивания золота в ячейке, а в качестве стандартизирующей базы, позволяющей провести сопоставление прочих главных геотехнологических показателей, полученных на двух типах руд при трех различных концентрациях выщелачивающего реагента.
Полученные данные позволяют произвести следующие заключения:
- достигнута степень извлечения, равная 92-95 %;
- коэффициенты извлечения, вычисленные по анализам сливаемой жидкой фазы, очень хорошо коррелируются с коэффициентами извлечения, полученными после анализа кеков;
- конечная степень извлечения, практически, не зависит от концентрации выщелачивающих растворов;
- растворы с более высокой концентрацией активного хлора выщелачивают золото быстрее, чем растворы с меньшей концентрацией;
- за счет более высокой скорости выщелачивания на начальном этапе растворы с большей концентрацией активного хлора показывают более низкий удельный расход хлора, на серединной и конечной стадии выщелачивания этот показатель гораздо более благоприятен у растворов с низкой концентрацией активного хлора;
- у растворов с концентрацией активного хлора 0,31 г/л удельный расход хлора плавно и постоянно снижается до конца выщелачивания, у растворов с концентрацией более 0,78 г/л имеется минимум удельного расхода в начальной фазе выщелачивания, после чего удельный расход хлора возрастает;
- при концентрациях активного хлора 0,78 г/л и более на завершающей стадии выщелачивания происходит резкий скачок удельного расхода хлора (при повышении степени извлечения с 70 до 90 % расход хлора увеличивается в 2 раза); при концентрации активного хлора 0,31 г/л этого не происходит, график отношения расхода хлора и степени извлечения близок к прямому;
- хлороемкость пород при повышении концентрации активного хлора закономерно возрастает прямо пропорционально ей и составляет от 3 кг/т породы при С Сіакх =0,31 г/л до 16 кг/т породы при С Сіает =1,56 г/л.
Оптимизация процесса сорбции тяжелых металлов на активном угле АГ-3
Оптимизация процесса, описываемого полиномом, полученным при исследовании динамической сорбционной способности АГ-3.
При исследовании динамической сорбционной способности активного угля марки АГ-3 на экспериментальной установке был получен полином, адекватно описывающий процесс только в условиях проведения эксперимента. Получить в экспериментальных условиях высокую линейную скорость, близкую к скорости, используемой в промышленном процессе, пока не удалось, поэтому сорбционная способность сорбента по золоту в условиях эксперимента, ввиду малого количества пропущенного продуктивного раствора, увеличивалась линейно без точек перегиба (см. рис. 3.9). Вследствие этого расчетная поверхность отклика (сорбционной способности по золоту) также линейно возрастает, что показано на рис. 3.8 и 3.9.
Уравнение регрессии с подстановкой кодированных переменных имеет вид: у=-0,000889+0,001426х1+0,000565х2+0,000122хз--0,000978х1х2+0,000208х2х3-0,00022хіХз
Уравнение не имеет квадратных членов, то есть не имеет максимумов, и для каждого набора параметров будет свое значение отклика.
При постоянной скорости продуктивного раствора 21 м/час, высоте слоя 2 м задаваемое значение сорбции 2 мг/г достигается через 500 часов: [67] 2=-0,000889+0,001426х2+0,000565х21+0,000122хт--0,000978х2х21+0,000208х21хт-0,00022х2хт.
Отсюда т=500 часов. [67]
При замедляющейся скорости при отложениях мелочи (расход уменьшается с 2 до 0,9 м /час), а именно при средней скорости процесса: юср=(21+9,5)/2=15,2 м/час значение сорбции золота 2 мг/г достигается через 722 часа.
При скорости раствора 9,5 м/час указанное значение сорбции достигается через 1221 часа. Аналогичным образом рассчитывается время достижения и других значений сорбции золота при изменяющейся скорости раствора. На рис. 3.8 и 3.9 показано изменение времени процесса в зависимости от скорости для достижения сорбции 2 и 3 мг/г.
Полученное линейное уравнение регрессии имеет три переменных: хь х2, х3. Для построения поверхности отклика необходимо было принять постоянным значение одной из переменных: в данном случае постоянное значение было присвоено переменной Xi (высота слоя сорбента). Поверхность отклика при значении xi=2 м показана на рис. 3.8, а при значении xi=l м - рис. 3.9. В обоих случаях с увеличением значений параметров линейной скорости и времени проведения процесса линейно увеличивается и сорбционная способность активного угля АГ-3.
Поверхность отклика при №2 м и изменяющихся скорости и времени
Поверхность отклика при Н=1 м и изменяющихся скорости и времени
Значительное влияние на сорбционные свойства активного угля оказывает остаточный "активный хлор", привносимый в адсорбер продуктивным раствором. Содержание "активного хлора" в продуктивном растворе зависит от концентрации реагентов в закачном растворе, скорости прохождения раствора по рудному массиву и интенсивности химических реакций между рабочим раствором и веществом горных пород.
На основании проведённых опытно-технологических исследований рецептура рабочего раствора была подобрана, оптимальная скорость движения раствора в недрах установлена. При правильном сочетании технологических параметров содержание "активного хлора" в продуктивном растворе должно быть около 0,02 г/л. Обесхлоривание продуктивного раствора перед подачей его в адсорбер значительно увеличивает сорбционную ёмкость активного угля, однако, эту операцию необходимо производить непосредственно перед входом раствора в адсорбер, во избежание выпадения металла из раствора. Одним из самых простых и надёжных способов обесхлоривания является способ, предложенный ОАО "ИРГИРЕДМЕТ", в котором предлагается пропускать продуктивный раствор через каменный уголь, при этом золото на обычном каменном угле, практически, не осаждается.
Извлечение золота из продуктивного раствора после его обесхлоривания (при концентрации остаточного "активного" хлора около 0,04 г/л) достигает 97-98 %, без обесхлоривания, при концентрации "активного" хлора в продуктивном растворе 0,14-0,16 г/л, извлечение составляет 76-81 %. Одной из причин нерентабельности применения ионообменных смол для извлечения драгоценных металлов из хлорсодержащих продуктивных растворов является именно воздействие "активного" хлора, приводящее к разрушению смолы, потере её сорбционных свойств и способности к регенерации.
Рекультивация
Рекультивация земель включает в себя горнотехнический этап, включающий засыпку ям, котлованов и канав, зачистку мест загрязнений техническими материалами и прочих нарушений поверхности земли, и биологический этап, состоящий из работ по подготовке грунта и высадке сеянцев деревьев хвойных пород и посева трав. Эта работа выполняется по мере отработки участков территории, в соответствии с предписаниями лесничества и администрации поселка.
Рекультивация недр осуществляется после полной отработки месторождения полезных ископаемых и включает в себя процесс прокачки остаточных технологических растворов из недр через сорбент по той же схеме, что и в процессе отработки месторождения, но без добавления реагентов в раствор. Процесс продолжается до тех пор, пока концентрация загрязняющих веществ в технологических растворах не достигнет величин, соответствующих ПДК или ОБУВ в подземных водах, либо фоновых для данной местности по отдельным элементам. Сорбент, по окончании рекультивации, извлекается из адсорберов и передается для утилизации на специализированные предприятия.
Работа по рекультивации недр ведется согласно регламенту рекультивации, составленному с учетом требований ГОСТ 17.1.03.06.-82 «Общие требования к охране подземных вод»; СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»; СП 2.1.5.1059-01 «Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения» и других нормативных документов.
Наблюдения, проведенные в рамках программы экологического мониторинга, и имеющиеся сведения о подобном предприятии «Гагарка-Аи-ПВ» свидетельствуют о том, что изменения гидродинамических условий в зоне воздействия участка подземного выщелачивания, имеют временный и локальный характер. То есть восстановление естественной гидродинамической обстановки происходит в первые сутки - двое после прекращения функционирования закачных и откачных скважин. Изменения, происшедшие в минералогическом составе горных пород под воздействием выщелачивающих растворов, необратимы, поскольку произошел вынос ряда минералов из их состава. Таким образом, по окончании процесса выщелачивания рекультивации подлежит химический состав подземных вод в зоне воздействия технологического процесса.
Особенности рекультивации Основные факторы, воздействующие на окружающую среду, включают в себя :
- выбросы в атмосферный воздух аэрозоля гипохлорита натрия, выдуваемого вентилятором из циркуляционных баков в процессе электролиза;
- выделение остаточного хлора из устьев технологических скважин, резервуаров и аппаратов, через которые проходит продуктивный раствор;
- продуктивный раствор, воздействующий на массив горных пород и загрязняющий подземные воды в пределах отрабатываемого рудного блока;
- обеспечение минимального воздействия технологического процесса на окружающую среду достигается следующими мероприятиями: рецептура технологических растворов предполагает использование гипохлорита натрия, с концентрацией не более 1г/л, и соляной кислоты, с концентрацией также не более 1г/л, в выщелачивающем растворе. После того как в массиве горных пород пройдет реакция между соляной кислотой и гипохлоритом натрия в продуктивном растворе остаётся незначительное содержание исходных реагентов, не вступивших в реакцию (не более 0,02 г/л). Остаточные реагенты осаждаются на каменном угле в обесхлоривателе, откуда в дальнейшем отправляются на утилизацию.
- обязательное выдерживание режима баланса закачки и откачки технологических растворов обеспечивает предупреждение растекания технологических растворов за контур отрабатываемого рудного массива;
- процесс адсорбции металла из продуктивных растворов на активный уголь позволяет избежать образования дополнительных отходов от этого процесса, поскольку одновременно с десорбцией металла происходит утилизация сорбента;
- проведение дехлорирования продуктивного раствора перед процессом адсорбции золота из раствора исключает выбросы хлора в атмосферу, происходившие при сушке концентрата.
Процесс рекультивации условно подразделяется на 3 основных направления:
- горно-техническая и биологическая рекультивация земель;
- рекультивация недр;
- рекультивация подземных вод.
Рекультивация земель включает в себя засыпку ям, разведочных канав, шурфов, зачистку мест загрязнений техническими материалами и ликвидацию прочих нарушений поверхности земли, а также восстановление почвенно-растительного слоя в тех местах, где он был снят и складирован. Эти восстановительные мероприятия выполняются по мере отработки участков территории, в соответствии с предписаниями лесничества и территориальной администрации, согласно утвержденному проекту рекультивации.
Рекультивация недр осуществляется после полной отработки месторождения и заключается в восстановлении естественных гидродинамических условий в зоне воздействия участка подземного выщелачивания. Изменения, происшедшие в минералогическом составе горных пород под воздействием выщелачивающих растворов, необратимы, поскольку произошел вынос одних минералов и привнос других, то есть произошла трансформация исходных горных пород. Согласно наблюдениям, проведенным в рамках программы экологического мониторинга, и имеющимся сведениям об аналогичном предприятии подземного выщелачивания «Гагарка- Au-ПВ», изменения гидродинамических условий имеют временный и локальный характер, восстановление естественной гидродинамической обстановки происходит в первые несколько суток после прекращения функционирования закачных и откачных скважин. Таким образом, основным объектом рекультивации являются подземные воды в зоне воздействия технологического процесса.
Задача рекультивации подземных вод решается последовательно в 2 этапа.
На первом этапе из остаточных продуктивных растворов доизвлекаются растворенные драгоценные металлы, удаляется "активный" хлор и снижается кислотность очищаемых растворов. В целях рекультивации используется существующий технологический комплекс, в адсорберы которого загружается каменный уголь и активный уголь марок АГ-3 и АБГ-Д.
Адсорберы соединены последовательно, по 2 адсорбера в цепи. Первый адсорбер загружается каменным углем второй активным. Раствор, проходя через первый адсорбер, освобождается от остаточного хлора и гипохлорита, после чего во втором адсорбере происходит осаждение остатков драгоценных металлов на активном угле. При достижении значений рН раствора 5,5-6 единиц, Eh 200-250 мВ, концентрации драгоценных металлов до сотых долей мг/л процесс останавливается. Каменный уголь отправляется для утилизации на специализированное предприятие, либо сжигается в печи, а концентрат вывозится для переработки на завод.
На второй стадии первые в паре адсорберы загружаются ионообменной смолой типа АМ2Б или АБ-17-8, вторые дроблёным до фракции 3-5 мм доломитом. На второй стадии происходит очистка растворов от оставшихся в нём прочих растворённых элементов и выравнивание его кислотности и электрического потенциала до природного уровня.
Процесс рекультивации контролируется в соответствии с программой режимных наблюдений, которая представлена в таблице 4.1.
Похожие диссертации на Оптимизация технологических параметров скважинного подземного выщелачивания драгоценных металлов : на примере месторождения Долгий Мыс
