Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ теории и практики технологии кучного выщелачивания руд 10
1.1. Характеристика современной технологии кучного выщелачивания руд 10
1.2. Сравнительный анализ проектных решений технологии кучного выщелачивания Восточного Забайкалья 18
1.3. Особенности месторождения «Савкинское» и показатели кучного выщелачивания 36
1.4. Анализ факторов, влияющих на эффективность и экологическую безопасность технологии кучного выщелачивания 43
1.5. Классификация способов управления процессами кучного выщелачивания руд 49
1.6. Цели и задачи исследований 54
Глава 2. Экспериментальные исследования технологии формирования рудного штабеля 55
2.1. Обоснование разработки физической модели рудного штабеля 55
2.2. Экспериментальные исследования процесса кольматации на физической модели рудного штабеля 60
2.3. Обоснование разработки стенда KB для исследований гидродинамических показателей при различных технологических схемах формирования рудного штабеля 64
2.4. Исследования гидродинамических процессов на стенде KB при различных технологических схемах формирования рудного штабеля 69
2.5. Выводы 77
Глава 3. Обоснование и разработка способов повышения эффективности и экологической безопасности технологии кучного выщелачивания 78
3.1. Интенсификация процессов выщелачивания в рудном штабеле.. 78
3.2. Разработка и обоснование конструкций гидроизолирующих оснований рудных штабелей 96
3.3. Выводы 110
Глава 4. Обоснование технологических схем и конструкций формирования рудного штабеля и сооружения гидроизоляционных оснований 112
4.1. Технологические схемы формирования рудного штабеля и сооружения гидроизоляционных оснований 112
4.2. Технология взрывного рыхления рудного штабеля 120
4.3. Технико-экономическая оценка эффективности технологической схемы послойного формирования рудного штабеля на примере месторождения «Савкинское» 121
4.4. Выводы 130
Заключение 131
Список литературы 136
Приложения 150
- Сравнительный анализ проектных решений технологии кучного выщелачивания Восточного Забайкалья
- Экспериментальные исследования процесса кольматации на физической модели рудного штабеля
- Разработка и обоснование конструкций гидроизолирующих оснований рудных штабелей
- Технология взрывного рыхления рудного штабеля
Введение к работе
Актуальность работы. Тенденция ухудшения технико-экономических показателей разработки золоторудных месторождений по традиционной технологии с переработкой руды на обогатительных фабриках, обусловленная уменьшением- содержаний золота, исчерпанием запасов крупных месторождений, увеличением глубины разработки и ухудшением в целом, горно-технических условий, выявила необходимость разработки более прогрессивных методов добычи и переработки золотосодержащих руд. Более эффективной, в сравнении с традиционной технологией, является технология кучного выщелачивания (KB), позволяющая вовлекать в промышленное производство бедные руды с низким содержанием полезных компонентов, рентабельно эксплуатировать небольшие по запасам и размерам рудные месторождения, расположенные в отдаленных районах.
За последние 12 лет в России введено в эксплуатацию 28 промышленных и опытно-промышленных установок КВ. В- проектной и предпроектной разработке находятся десятки объектов с разнообразными горно-техническими и природно-климатическими условиями. Большинство объектов расположены в регионах с суровым климатом - в Якутии, Амурской и Читинской областях, в Хабаровском и Красноярском краях, на Северном Урале.
Однако технология KB при всех своих преимуществах имеет ряд недостатков, ограничивающих область ее применения. При выщелачивании не извлекается золото, заключенное в кварце и тонковкрапленное золото в пирите.
Затруднено выщелачивание глинистых и шламистых руд, наличие которых в результате кольматации резко снижает просачивание раствора через слой-руды, а иногда полностью останавливает процесс. Так, например, при эксплуатации опытно-промышленной установки KB в 1996-1997 гг. на Козловском золоторудном месторождении в Забайкалье извлечение золота составило 12,9% при проектном - 85,1%.
Кроме того, использование токсичного растворителя — цианида натрия в технологии KB золотосодержащих руд предъявляет высокие требования к надежности конструкций противофильтрационных оснований (ПФО) для КВ. Таким образом, решение научно-технической задачи повышения эффективности технологии кучного выщелачивания золотосодержащих руд путем интенсификации процесса выщелачивания в рудном штабеле и повышения надежности ПФО является актуальным в научном и практическом отношениях.
Цель работы — разработать и обосновать эффективные технические решения по интенсификации'процесса кучного выщелачивания золота в рудном штабеле и надежные конструкции ПФО при их эксплуатации в экстремальных природно-климатических, технологических и геокриологических условиях.
Объект исследований - технология кучного выщелачивания руд.
Предмет исследований - технологические и гидродинамические процессы кучного выщелачивания руд, противофильтрационные основания рудного штабеля.
Идея работы заключается в использовании закономерностей фильтрации выщелачивающих растворов при фракционированной послойной'отсыпке и щадящем взрывном рыхлении рудного штабеля.
Основные задачи исследований: - аналитический обзор современной технологии кучного выщелачивания руд; - анализ факторов, влияющих на эффективность и экологическую безопасность технологии кучного выщелачивания; - экспериментальные исследования по интенсификации процесса выщелачивания; - разработка и обоснование эффективных методов по интенсификации процессов выщелачивания в рудном штабеле; - разработка и обоснование эффективных конструкций противофильтрационных оснований (ПФО) рудных штабелей; - разработка и технико-экономическая оценка эффективности технологических схем кучного выщелачивания золотосодержащих руд; Методы исследований включали; анализ и обобщение результатов,по интенсификации и экологической безопасности технологии KB; физическое моделирование рудного штабеля KB; лабораторные исследования по повышению интенсивности выщелачивания в рудном штабеле; технико-экономический анализ эффективности разработанных способов повышения интенсивности выщелачивания золота в рудном штабеле и новых конструкций ПФО. Основные защищаемые научные положения.
1. Повышение интенсивности выщелачивания золотосодержащих руд достигается геотехнологическими методами рудоподготовки и слоевого формирования рудного штабеля с предварительной обработкой отсыпаемых слоев цианидными растворами повышенной концентрации с последующей выдержкой в течение определенного времени.
2. Повышение интенсивности выщелачивания в процессе эксплуатации достигается взрыванием рудного штабеля рассредоточенными зарядами низкоплотных ВВ с размещением в нижней части скважины и между зарядами пористого материала и в последовательности инициирования с замедлением от верхнего заряда к нижнему заряду.
3. Надежность противофильтрационного основания рудного штабеля повышается применением в защитно-дренажном слое основания минерального гидрофильного сорбента с положительно заряженной поверхностью минерального скелета и электролитическим разрушением цианидов и их комплексов в защитно-дренажном* и в дренажном слоях основания.
Обоснованность и достоверность научных положений и, выводов подтверждается корректной постановкой и решением задач исследований, критическим анализом проектных решений и технико-экономических показателей отработки месторождений Восточного Забайкалья методом KB, достаточным объемом экспериментальных исследований, согласованностью полученных результатов с результатами других исследований.
Научнаяновизна работы состоит в следующем: - обоснованы и разработаны новые технические решения по повышению, интенсивности выщелачивания на предварительной стадии и в процессе эксплуатации путем формирования рудного штабеля с фракционированной послойной отсыпкой руды, предварительной цианидной подготовкой отсыпаемых слоев в определенных режимах и щадящего взрывного рыхления штабеля рассредоточенными зарядами низкоплотных ВВ; - установлены закономерности изменения коэффициента фильтрации выщелачивающих растворов при различных способах формирования рудного штабеля; - получены зависимости расстояний зарядов ВВ до гидроизоляционного основания рудного штабеля от скорости распространения продольной волны, трещиноватости горных пород и количества одновременно взрываемых групп зарядов при взрывном рыхлении рудного штабеля; - обосновано повышение надежности ПФО применением в защитно-дренажном слое основания минерального гидрофильного сорбента с положительно заряженной поверхностью минерального скелета и электролитическим разрушением цианидов и их комплексов в защитно-дренажном и в дренажном слоях основания.
Практическая ценность работы заключается в следующем:, - разработана технологическая схема рудоподготовки и формирования рудного штабеля с послойным фракционированием руды по классам (-5...0) мм, (+5)...(-10) мм, (+10)...(-15) мм и (+15)...(-20) мм и предварительной цианидной подготовкой отсыпаемых слоев в определенных режимах и последовательности, позволяющая ускорить процесс выщелачивания и повысить извлечение золота; - разработана технология взрывного рыхления рудного штабеля в процессе эксплуатации с применением рассредоточенных зарядов низкоплотных ВВ с размещением в нижней части скважины и между зарядами пористого материала типа пенополистирола и короткозамедленного внутрискважинного замедления от верхнего заряда к нижнему заряду с применением системы неэлектрического инициирования СИНВ-С, позволяющая интенсифицировать процесс выщелачивания за счет разрушения кольматационных каналов в рудном штабеле; - разработана новая конструкция ПФО с гидроизолирующими и защитно-дренажными слоями, расположенными над и под гидроизолирующими слоями, и с применением в нижнем защитно-дренажном слое минеральных гидрофильных сорбентов - цеолитов типа клиноптилолита, позволяющая предотвратить проникновение токсичных цианидных растворов в подземные воды при разрывах гидроизоляционных слоев в экстремальных природно-климатических, технологических и геокриологических условиях (землетрясения, взрывное рыхление рудного штабеля, морозное пучение) и длительном сроке эксплуатации (несколько лет); - разработана новая конструкция ПФО с электролитическим разрушением цианидов! и их комплексов сеточными электродами в дренажном и защитно-дренажном слоях определенной полярности постоянного тока, позволяющая обезвреживать токсичные цианидные растворы при аварийном разрушениии гидроизолирующих слоев.
Реализация результатов работы. Основные результаты исследований используются при разработке рабочего проекта «Опытно-промышленной отработки золоторудного месторождения «Савкинское» и в учебном процессе .9 при подготовке горных инженеров и техников по специальности 13.04.03 -Открытые горные работы.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции Горного института ЧитГУ (Чита, 2003 г.), на восьмой, десятой и одиннадцатой Международных молодежных научных конференциях (Чита, 2004'г., 2006 г., 2007 г.), на четвертой, пятой и шестой Всероссийских научно-практических конференциях «Кулагинские чтения» (Чита, 2004 г., 2005 г., 2006 г.), на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, 2005 г., 2006 г., 2007 г.), на расширенном семинаре кафедры «Открытые горные работы» ЧитГУ, 2007 г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 работ, в том числе: 3 научные статьи, рекомендованных ВАК [74,92,77], 1 патент РФ на изобретение [61], 10 статей в научных периодических сборниках, материалах и трудах международных, всероссийских и региональных научно-технических конференций. Получены положительные решения о выдаче патентов на изобретение по заявкам №2006137227/03(040526) от 20. 10. 06, № 2007111104/03(012061) от 26. 03. 07 и о выдаче патента на полезную модель № 2006138558 (042009) от 31.10. 06. '< Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованных литературных источников из 106 наименований содержит 168 страниц машинописного текста, в том числе, 14 таблиц, 27 рисунков и 3 приложения на 19 страницах.
Сравнительный анализ проектных решений технологии кучного выщелачивания Восточного Забайкалья
Успешное применение кучного выщелачивания урановых руд в ОАО "ППГХО" и опыт освоения технологии KB золота на ряде месторождений России позволяют осваивать и совершенствовать ее при разработке золоторудных месторождений в специфических природно-климатических условиях Забайкалья. Перспективы- применения технологии KB на объектах Читинской области весьма значительны. Это обусловлено наличием большого числа месторождений с невысоким содержанием рудного золота, а также мелких месторождений с промышленным содержанием, но находящихся в отдаленных местах от транспортных магистралей. Ведущими проектными-организациями выполнены технологические регламенты и разработаны рабочие проекты на отработкуряда месторожденийЗабайкалья с применениемтехнологшгКВ (табл. 1.2.) [4Г,51].
Одним из первых выполнен проект на разведку и разработку, рудопрояв-ления Берданиха Пешковского рудного узла в Нерчинском районе Читинской области. Эксплуатационные запасы руды опытного карьера на первом этапе составляют 585 тыс.тонн, золота - 2558 кг (разведанность - прогнозные ресурсы категорий Р). Годовая добыча руды - 200 тыс. тонн, количество золота в добытой руде - 872 кг при содержании 4,36 г/т, капитальные вложения (в ценах 1995 г.) - 4,7 млрд.рублей, себестоимость добычи 1 тонны руды - 19, 3 тыс.рублей. Проект на KB разработала АОЗТ «Артель старателей Саяны», которая успешно реализовала технологию KB по регламенту Иргиредмета для Майского месторождения в Хакасии [51].
В 1996 году экологическая экспертиза Комитета природных ресурсов по Читинской области рассмотрела рабочий проект, разработанный НИПИ ОАО «ППГХО» на разведку запасов рудного золота Козловского месторождения с переработкой руды по собственному технологическому регламенту методом КВ.
Итакинское ЗабНИИ, ОАО «За- Сорбция (Малеевский байкалцветметНИ- на акти- " участок), (2001) 478 3,90 1875 Ипроект» вированный уголь 68;9 Экспериментальный полигон (м-ия Же- ГЕОТЭП, ОАО «За-байкалцветметНИИ- лезный Кряж, проект» Богомоловское, Козловское, (2002): -окисленные ру- ды (прогнозные запасы) -первичные (ре- 834 4,00 3342 Сорбция на акти- 68,6 сурсы)-на флангах (ре- 2503 3,70 9400 вированный сурсы)-в 40-50 км от 5505 21000 уголь площадки KB (ресурсы) 134000 20 Ниже приведен анализ проектных решений технологии KB по основным действующим месторождениям Восточного Забайкалья. Месторождение «Дельмачик» Рабочий проект на разработку месторождения «Дельмачик» выполненный ОАО «Сибгипрозолото» (1997 г.) на основании отчета по поисково-оценочным работам (ПГО «Читагеология», 1982-1987 гг.) и технологического регламента (ОАО «Иргиредмет», 1995 г.) [72, 93]. Месторождение «Дельмачик» находится в Шилкинском районе Читинской области, в 27 км к северу от пос. Первомайский. Месторождение расположено в пределах водораздела рек Кия и Шилка. Способ отработки месторождения. Проектом предусмотрен открытый способ разработки штокверка- Центральный. Параметры карьера составили: глубина - 90 м, длина по поверху — 315 м, по дну — 105 м, ширина поверху — 275 м, по-дну — 50 м, производительность по руде - 150 тыс.т/год. Рудоподготовка. Для получения руды 95%-ного класса -20...+0 мм технологическим регламентом принят вариант с использованием дробильно-измельчительной машины ДАУ-800. Производительность отделения рудоподготовки составляет 100 т/час. Для стабильной работы узла рудоподготовки принято 2 нитки дробления.
Руда крупностью до 500 мм из карьера автомобильным транспортом подается на шихтовочныи склад. На складе руда смешивается с комовой известью из расчета 2 кг на 1 т руды. Колесным погрузчиком ПК-6 руда подается в бункер штабеля ПК-16А и далее в дробильно-измельчительную машину ДАУ-800, где дробится до класса -20 мм и конвейерами СМД-151 подается на склад готовой руды.
Гидроизоляционное основание секции состоит из подстилающего слоя из суглинка, полиэтиленовой пленки и защитно-дренажного слоя из мелкозерни 21 стого песка. Подстилающий слой из суглинка толщиной 0 5 м уплотняют до 0,98 максимальной плотности при влажности,.превышающей оптимальную на 2.. .3%. На спланированный и уплотненный подстилающий слой укладывается пленка толщиной 0,8 мм, отвечающая требованиям ГОСТ 10354-82. На; гребне ограждающей дамбы пленка закрепляется в траншее.
По уложенному экрану пленки отсыпается» слой окатанного песка толщиной 0 2 м. Максимальный диаметр зерен песка не должен превышать 5 мм. По верх песчаного слоя отсыпаетсядренажный слой из гравелистого песка: толщиной 0 3 м. Формирование рудного штабеля производится бульдозером ДЗ-171.3. Отсыпка первого слоя- начинается с доставки дробленой руды: к основанию штабеля- колесным погрузчиком ПК-6. Эта руда разгружается у основания штабеля и бульдозером заталкивается на.основание. Толщина рудного слоя:под бульдозером, должна быть не:менее 0,5 м. По мере отсыпки штабеля?погрузчик заходит (вслед за бульдозером) на основание и разгружает руду таким образом, чтобы дальность толкания ее бульдозером не превышала. 10...20 м.
Система- орошения и выщелачивание штабеля руды: По завершению формирования: более 1/3 рудного штабеля начинается монтаж системы орошения, которая осуществляет распределение технологических цианистых растворов, на поверхности кучи. Подключение оросительной системы по. верхнему слою происходит посекционно, по мере отсыпки кучи.
После: подключения оросительной системы, штабель, руды- подвергают орошению цианидными растворами. При выщелачиваниии штабеля руды выделяют два этапа: влагонасыщение (концентрация цианида натрия 0,6;..Г г/л); выщелачивание (концентрация цианида натрияЮ,2...0,4"г/л)..
Дренажная сеть служит для сбора технологических растворов и атмосферных осадков и отвода их в емкость золотосодержащих растворов; Сборные трубопроводы - перфорированные трубы ПНД ПОТ ГОСТ 18599-83. Расстояние между трубопроводами 10 м, количество труб - 22 шт. Отводной трубопро 22 вод принимает технологические растворы из сборных и подает их в емкость золотосодержащих растворов.
Переработка продуктивных растворов. Для извлечения золота из продуктивных растворов предусмотрена адсорбция, на активированный уголь. На сорбции задействовано три параллельных цепочки колонн по три колонны в. каждой. Обеззолоченные растворы-после сорбции самотеком поступают в кон-, тактный чан КЧ-12,5, где корректируются по цианиду и щелочи, и самотекомв технологическую емкость обеззолоченных растворов. Оттуда насосом подаются в оросительную систему.
Насыщенный активированный уголь из первой сорбционной колонны модуля постоянно выгружается в два обезвоживающих бункера емкостью по 0,15 м3 каждый.
Обезвоженный насыщенный уголь по трубе поступает в,контейнер. Насыщенный уголь в контейнерах для дальнейшей переработки десорбции золота- с активированного угля и электролиза направляется в Первомайский ГОК в отделение десорбции.
Экспериментальные исследования процесса кольматации на физической модели рудного штабеля
Методика проведения экспериментальных исследований. На физической модели в- данной, работе исследовались инфильтрационные и фильтрационные процессы, происходящие непосредственно в рудном штабеле при разных способах отсыпки. Поэтому в качестве технологических растворов при орошении- использовалась штатная водопроводная вода близкая по физическим свойствам к цианидным растворам, а в качестве руды в модели использовалась песчано-гравийная смесь исходной крупностью -20...+0 мм.
Исследования по физическому моделированию разделены на несколько этапов. На первоначальном этапе исследовались гидродинамические свойства руды. После производились эксперименты непосредственно на физической модели рудного штабеля по одному из технологических способов отсыпки руды.
На основании проведенных экспериментов проводился анализ полученных данных и устанавливался наиболее эффективный- способ отсыпки рудного штабеля. Опробование рудного материала. Работы по опробованию включали отбор точечных проб. Точечное опробование осуществляли с целью определения физико-механических свойств стандартными методами [95].
Анализ проб исследуемого материала. При анализе проб для физической модели определялись только те величины, которые напрямую влияют на гидродинамику процессов в рудном штабеле при орошении выщелачивающими растворами, а именно: гранулометрический состав, плотность, влажность исходной руды, пористость и коэффициент фильтрации.
Подготовленные технологические пробы подвергали ситовому анализу для определения гранулометрического состава по ГОСТ 12536-79 [16]. Ситовой анализ производился с использованием комплекта сит с размерами-отверстий 15; 10; 5; 2,5; 1,6; 1,0; 0,63; 0,4; 0,315; 0,2; 0,16; 0,1;, 0,063; 0,05. Грохочение производилось вручную. Плотность руды в подготовленной пробе определялась по ГОСТ 5180-84 методом режущего кольца [17]. Для определения фильтрационных свойств руды в пробе руководствовались ГОСТ 25584-90 [18]. Для измерения коэффициента фильтрации использовался прибор КФЗ. При этом опыты производились три раза, данные заносились в таблицу и по ним вычислялось среднее значение коэффициента фильтрации.
Отсыпка руды в физическую модель штабеля. Перед проведением экспериментов руда была уложена в штабель модели, притом отсыпка рудного материала производилась вручную послойно, чтобы не допустить уплотнений и обеспечить равномерную фильтрацию растворов в полном объеме штабеля. Объем руды в штабеле модели составил 1,9 м .
Всего при проведении экспериментальных исследований на физической модели было произведено две отсыпки. Первая отсыпка включала укладывание руды исходного гранулометрического состава по всему объему штабеля с равновеликой плотностью.
Перед началом второй отсыпки исходная руда была расклассифицирована с помощью сит на фракции классов: -20...+15; -15...+10; -10...+5; -5...+0. После производили послойную отсыпку фракционированной руды в модель штабеля, уменьшая крупность руды от нижнего слоя к верхнему, т. е. в нижний слой штабеля отсыпают руду фракции (+15)...(-20) мм, затем в вышерасположенный слой отсыпают руду менее крупной фракции (+10)...(-15) мм и т.д. до верхнего слоя, в который отсыпают самую мелкую фракцию (-5,0) мм.
Орошение технологическими растворами модели штабеля. После отсыпки руды в штабель на верхней площадке каркаса модели устанавливали систему орошения, которую подключали к штатной водопроводной системе лаборатории и подавали на поверхность отсыпанной руды воду. Интенсивность орошения поддерживали\ на уровне 140... 170 л/м-сут. с помощью крана установленного перед магистральным трубопроводом. При этом расход измеряли расходомером марки СВК 15-3.
Дренаж технологических растворов. Дренаж технологических растворов осуществляли с помощью центральной перфорированной трубы 040 мм и боковых гидроизолированных лотков.
После начала орошения и влагонасыщения рудного материала процесс истечения технологических растворов из-под штабеля руды становится1 равномерным. Данное установившиеся истечение растворов в модели фиксировалось по каждой из дрен в дренажной системе с помощью.мерных ёмкостей и секундомера.
Экспериментальные исследования процесса кольматации на физической модели рудного штабеля. Данные экспериментальные работы проводились в 2006 г. в лаборатории ЧитГК. Для их проведения бралась однородная песчано-гравийная смесь класса крупности -20 мм и укладывалась в штабель. Плотность руды составила р=2,3 т/м3, гранулометрический состав приведен в таблице 2.2. Средний коэффициент фильтрации руды Кф=7,13 м/сут. Затем монтировалась система орошения, в которую подавали технологические растворы (водопроводную воду).
Разработка и обоснование конструкций гидроизолирующих оснований рудных штабелей
Суровые природно-климатические условия Восточного Забайкалья (низкие зимние температуры, незначительный снежный покров, короткий теплый период), наличие многолетнемерзлых пород, глубокое промерзание рудного штабеля создают серьезные трудности в управлении процессом, увеличивают опасность разрывов противофильтрационного основания (ПФО) и загрязнения подземных вод токсичными цианидными растворами.
Для существенного повышения надежности ПФО, эффективно работающего в экстремальных условиях (пучение, землетрясение, воздействие взрыва при рыхлении), в ЧитГУ разработана конструкция ПФО, основанная на принципе самосклеивания при создании разрывов и трещин [14,60,73]. Сущность изобретения заключается в том, что основание для KB, включающее слои из гидроизоляционного материала (обычно из полиэтиленовой пленки толщиной 0,4...1,5 мм) и защитно-дренажный слой, дополнительно снабжено слоем гидроактивного герметика между гидроизолирующими слоями, при этом защитно-дренажные слои расположены над и под гидроизолирующими слоями и выполнены из геотекстильного материала объемной плотностью 90...150 кг/м3 (поролон, Дорнит и др.). Гидроактивный герметик (сухая смесь гидроалюмината кальция и сульфата кальция) обладает способностью поглощать в больших количествах жидкость и склеивать локальные участки при разрыве гидроизолирующего слоя и проникании токсичного раствора (см. рис.3.10)
Конструкция основания со слоями из гидроактивного герметика, геотекстильного материала: 1 — выщелачиваемый материал; 2 - коллектор подачи токсичных растворов; 3 -система орошения кучи; 4 - защитно-дренажный слой волокнистого материала; 5 - верхний гидроизолирующий слой; 6 - слой герметика; 7 -нижний гидроизолирующий слой; 8 - защитный слой из волокнистого материала; 9 - коллектор сбора технологического раствора; 10 - грунтовый массив.
Однако данное основание для кучного выщелачивания может характеризоваться недостаточной противофильтрационной надежностью вследствие длительной эксплуатации его в сложных инженерно-геологических, геокриологических и сейсмических условиях и ухудшения со временем гидроактивности герметика.
Авторами предложено усовершенствовать данную конструкцию ПФО; которое обеспечивает экологически чистое выщелачивание руд, хвостов и концентратов как в обычных, так и в особо сложных инженерно-геологических, геокриологических и сейсмических условиях и при длительном (несколько лет) сроке эксплуатации (рис. 3.12.) [25,103,104].
Результат достигается тем, что в основании для кучного выщелачивания руд, хвостов и концентратов, включающее слои из гидроизолирующего материала и защитно-дренажные слои, расположенные над и под гидроизолирующими слоями, защитно-дренажный слой, расположенный под гидроизолирующими слоями, выполнен из минерального гидрофильного-сорбента с положительно заряженной поверхностью минерального скелета.
При выщелачивании руд благородных металлов цианидами, в качестве сорбента используют природный клиноптилолит, обработанный раствором сернокислого железа. Отсыпка дренажного слоя из минерального гидрофильного сорбента с положительно заряженной поверхностью минерального скелета позволяет абсорбировать отрицательно заряженные молекулы токсичного раствора и препятствовать проникновению токсичного раствора в грунт и подземные воды.
Использование в качестве сорбента природного- клиноптилолита, обработанного раствором сернокислого железа, при кучном выщелачивании руд благородных металлов цианидами повышает степень очистки за счет увеличения адсорбционной способности сорбента.
Технология взрывного рыхления рудного штабеля
В; процессе эксплуатации при: снижениях скорости- просачивания-выщелачивающих- растворов по высоте штабеля; а также содержаний;, золотау в; продуктивных растворах, появляется- необходимость интенсификации; процесса KB: Одним из перспективных методові интенсификации является взрывное: рыхление рудного штабеля.
Технология предложенного щадящего взрывного рыхления должна: обеспечить целостностьЛ1Ф0; из полимерной? пленки и одновременно повысить-эффективность рыхления; руды в полном объёме штабеля; Онаї включает в себя следующие операции: буренйе;переносной- бурильной установкой; взрывных скважин 0 105;мм дО Защитно-дренажногоіслояїгидроизоляционного основания; - размещение в скважине верхних и нижних зарядов; из низкоплотных ВВІ Заряды.разделяют пористым материалом в нижней части скважины также размещают пористый:материал; - размещение вверхней части скважины забойки из инертного материала. Для бурения взрывных скважин 0 105 мм- предусматривается малогабаритныйпереносной станок КМБ-2 массой в сборе 400 кг. Для; инициирования зарядов целесообразно- использовать, неэлектрическую систему ЄИЬІВІ позволяющую повысить безопасность работ и точность интервала внутрискважинного замедления, что имеет, существенное1 значение длж управленияшроцессом взрыва:
В; качестве: пористого? материала используют пенополистирол марки П(Щ обладающий низкой плотностью - 0,03 г/см? [78j 98]. Вначале взрываются верхние заряды, а затем с коротким замедлением в 50 миллисекунд взрываются нижние заряды. В результате взрывания рассредоточенных зарядов рыхления из низкоплотных ВВ штабель руды разрыхляется, при этом пористый материал в нижней части скважины и между рассредоточенными зарядами защищает гидроизолирующий слой из полимерной пленки от воздействия ударных волн. При взрывании рассредоточенных зарядов с короткозамедленным инициированием от верхних зарядов к нижним зарядам вначале разрыхляется верхняя часть штабеля руды. Ударная волна от взрыва нижних зарядов в направлении гидроизолирующего слоя из полимерной пленки гасится пористым материалом, а в направлении верхней части штабеля руды экранируется пористым материалом и ударной волной от взрыва верхних зарядов, в результате чего практически полностью исключается повреждаемость противофильтрационного основания из полимерной пленки и повышается использование энергии взрыва зарядов на разрыхление руды в штабеле KB (см. рис. 3.8).
В основу технико-экономического расчета вариантов приняты следующие технологические схемы отработки руд месторождения методом KB: Вариант I — базовая технологическая схема переработки окомкованной золотосодержащей руды в штабеле класса -20 мм; Конечной товарной продукцией предприятия является лигатурное золото. Цена 1 г золота в расчетах стоимости товарной продукции принята в размере 19і долл./г. Курс рубля к доллару был принят на уровне 26руб. По каждому варианту чистый дисконтированный доход при норме дисконтирования 12%, внутренняя норма доходности (ВНД), индекс доходности. При1 определении финансового результата налог на прибыль принят в размере 24% от налогооблагаемой прибыли, налог на имущество — 2,2% от стоимости имущества. В- качестве критерия для- выбора оптимального варианта принят максимум чистого дисконтированного дохода (ЧДД). Детальные экономические расчеты приведены в приложении 1. Исходные данные для расчетов-сведены в таблицу 1 данного приложения.
Капитальные вложенияі (Ирил. Г, табл. Т-А). В соответствии с технологической структурой капитальных вложений в сводную смету капитальных вложений включаются стоимость строительных и монтажных работ, затраты на приобретение оборудования. Расчеты производились, в текущем уровне цен.
Прочие производственные расходы,, включают затраты подготовку территории строительства, на освоение природных ресурсов, затраты на работы, производящиеся в зимнее время, эксплоразведку, налоги, сборы и платежи (Прил. 1,табл. 12).
Определение эффективности освоения месторождения. Промышленная значимость объекта устанавливается на основе анализа и сопоставления основных технико-экономических показателей, рассчитанных для различных вариантов.
Исходными данными для проведения технико-экономических расчетов служат запасы руды и металлов, включенные в контур карьера,, годовая производственная мощность предприятия (карьера, площадки кучного выщелачивания и ГМЦ), организация и режим работы, местоположение площадок для размещения объектов промышленного назначения, объемы вскрышных работ и ГКР, горно-технические и гидрогеологические условия объекта. Прш оценке эффективности: освоения?: месторождения соизмерение разновременных затрат осуществляется путем приведения (дисконтирования) :их к базисному моменту. времени - началу строительства-, горного предприятия. Приемлемая? для;: инвестора, норма прибыли; на капитал- (процентная? ставка)? в? горной;, промышленности учитывает возможные1 погрешности определения основных параметров,;месторождения; (т первую;очередь,, содержания? полезного : компонента); горнотехнические условия разработки,, значительную капиталоемкость горного производства, невозможность, в случае необходимости, переориентировать производство на выпуск другого вида продукции. В расчетах используется рыночнаяшорма; дисконта на уровне 12%..
1. Разработана технологическая схема послойного формирования штабеля из фракционированной руды классов +15...-20 мм, +10:..-15 мм, +5...-10 мм, и -5,0 мм, позволяющая ускорить процесс выщелачиваниями повысить извлечение золота;
2. Разработана технологическая схема сооружения гидроизоляционного основания со слоями автогерметика и природного сорбента, позволяющая предотвратить проникновение токсичных цианидных растворов в подземные воды при разрывах гидроизоляционных слоев в экстремальных природно-климатических, технологических и геокриологических условиях (землетрясения, взрывное рыхление рудного штабеля, морозное пучение) И длительном сроке эксплуатации (несколько лет).
3. Разработана технологическая схема сооружения гидроизоляционного основания4 с размещением в защитно-дренажных слоях сеток электродов, позволяющая» разрушать цианидные комплексы и обезвреживать токсичные цианидные растворы при аварийных ситуациях.
4. Разработана технология щадящего взрывного рыхления штабеля рассредоточенными зарядами низкоплотных ВВ с размещением в нижней части скважины и между зарядами пористого материала типа пенополистирола и короткозамедленного внутрискважинного замедления от верхнего заряда к нижнему заряду с применением системы неэлектрического инициирования СИНВ-С, позволяющая интенсифицировать процесс выщелачивания за счет разрушения кольматационных каналов в рудном штабеле.
5. Технико-экономическими расчетами установлено, что применение предлагаемой технологической схемы переработки золотосодержащей руды при послойном формировании штабеля из фракционированной руды и технологии щадящего взрывного рыхления штабеля» позволяет получить экономический эффект 8086 тыс. руб./год.
