Введение к работе
Актуальность темы. Одним из прогрессивных методов добычи юлезных ископаемых является подземное выщелачивание. Этот способ добычи позволяет полнее использовать недра за счет вовлечения в эксплуатацию забалансовых запасов руд, извлечение которых градационными способами нерентабельно. Кроме того, подземное зыщелачивание частично или полностью избавляет человека от тяжелого труда под землей и снижает себестоимость продукции.
Изучение сырьевой базы Донского горно-обогатительного.ком-5ината показало, что в процессе добычи и переработки хромитовых руд ежегодно складируются в отвалы и хвостохранилища 32 млн.т эскрышньрс пород, 0,25 млн.т некондиционных хромитовых руд с содержанием окиси хрома 10-30% и 0,5 млн.т хвостов обогащения с со-аержанием окиси хрома до Ъ%. Кроме того, з спецотвалах Донского. ""ОКа в настоящее время находится около 120 млн.тонн бедных руд с удержанием окиси хрома, 5-28$.
Все это является источником ценного сырья, а также источником опасного загрязнения воздуха, воды и серьезного нарушения эко-гогического равновесия.
Анализ практического опыта работы Донского горно-обогатительного комбината" показывает, что полученные хромитовые концентраты в связи с низкой эффективностью традиционных методов обогаще-шя, содержат повышенное количество кремнезема (6-8. Высокое удержание кремнезема в хромитовых концентратах снижает производ-:твенные показатели огнеупорной промышленности и других потреби-;елей хромового сырья. '
Для получения хромитового концентрата с допустимым содержащем кремнезема весьма перспективным является применение метода ямического обогащения, который позволит разработать безотходную
технологию выщелачивания хромитовых руд, уменьшить содержание кремнезема в хромитовых концентратах, получить кремнегельсодер-жащее комплексное удобрение и освободить площади, занимаемые спецотвалами. Поэтому проблема переработки хвостов обогащения гео-технологическими способами и разработки технологии добычи некондиционных хромитовых руд подземным выщелачиванием является весьма актуальной.
Целью работы является разработка безотходных способов кучного и подэешогр выщелачивания хромитовых руд и хвостов обогащения.
Идея работы заключается в использовании эффекта межфазового превращения минералов для.создания технологии подземного и кучного выщелачивания руд, обеспечивающее концентрирование окиси хрома в твердой фазе и выщелачивание компонентов пустой породы в раствор.
Методика исследований. Применен комплексный метод исследований, включающий обобщение опыта выщелачивания металлов из руд; теоретические , лабораторные и укрупненные исследования технологии подземного и кучного выщелачивания, оптимизация параметров технологии выщелачивания с применением метода математического моделирования ; технико-экономический анализ ; экономико-математическая обработка результатов исследований.
Научные положения, выносимые на защиту:
разработка некондиционных хромітових руд безвзрывной отбойкой возможна путем подземного выщелачивания из нерудных минералов полезных компонентов, обеспечивающего снижение прочности руды;
геотехнологически эффективным способом переработки является химическое обогащение некондиционных хромитовых руд и хвостов обогащения с концентрированием окиси хрома в твердой фазе без предварительной термической обработки ;
- максимальное извлечение полезного компонента в твердую
фазу достигается в условиях чанового выщелачивания при времени
выщелачивания 3 ч, соотношении Т:Н = 1:3, температуре-80 С и
постоянном перемешивании ; в условиях кучного и подземного выще
лачивания - в пульсационно-статическом режиме при продолжитель
ности затоплений трое суток и пауз между ними одни сутки ;
- побочные продукты выщелачивания хромитовых 'руд (гелеобра-
зный отработанный раствор и аморфный кремнезем) при смешивании в
соотношении 1:1 представляют собой комплексное минеральное удоб
рение, которое увеличивает на 21-26% подвижность фосфора и молиб
дена .
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается качественным соответствием теоретических исследований результатам лабораторных и опытно-промышленных экспериментов ; достаточным объемом лабораторных экспериментов, обеспечивающим значение коэффициента вариации результатов в пределах 0,5%; совпадением результатов лабораторных и промышленных экспериментов; положительными результатами промышленных испытаний рекомендуемых способов кучного выщелачивания с получением низкокрекнистого концентрата с содержанием окиси хрома 61,1 и окиси кремния 0,7%.
Научная новизна проведенных исследований состоит в следующем:
- предложен новый способ и режим разработки некондиционных
хромитовых руд безвзрывной отбойкой подземным выщелачиванием
из нерудных минералов полезных компонентов ;
- разработан новый способ выщелачивания хромитовых руд 10-
15%-ным раствором серной кислоты с добавлением 5-10%-ного-серно
кислого аммония при температуре 60-90 С и времени обработки
2-3 ч для чанового и кучного выщелачивания;
предложен новый способ.автоматического управления технологическими параметрами в процессе выщелачивания руд;
разработан способ получения нредаегельсодержащего комплексного удобрения с использованием отработанных растворов после выщелачивания.
Практическая ценность. Разработанная безотходная технология выщелачивания хромитовых руд позволяет вовлечь в эксплуатацию некондиционные руды и отходы обогащения на Донском горно-обогатительном комбинате о получением низкокреынистого спецконцентрата, рядового хроштового концентрата и кремнегельсодержащего минерального удобрения. Экономический эффект от внедрения технологии при чановом выщелачивании составит 829,6 тыс.рублей в год, а при кучном выщелачивании - 687,7 тыс.рублей в год.
Реализация работы в промышленности. Разработанная технология сернокислотного выщелачивания, защищенная а.с. № 1070929, прошла опытно-промышленное испытание и используется Донским ГОКом с 15.08.86 г., о чем имеется акт формы Р-2 ( І9.ХП.86 г.). Получено 1,5 тонн спецконцентрата с низким содержанием окиси кремния Si02 = 0,7%. Разработанная технология выщелачивания бедных руд и отходов обогащения хромитовых руд ГОКа в пульсацион-но-статическоы режиме включена институтом "Уралмеханобр" в проект строительства цеха получения хромитового концентрата методом выщелачивания.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на технических совещаниях на Донском горно-обогатительном комбинате (1982-66 гг.) ; на Всесоюзных координационных совещаниях по обогащению хромитовых руд в институте "Уралмеханобр" (1981-86 гг.) на Республиканской научно-те.хнической конференции молодых ученых
л специалистов "Проблемы освоения и комплексного использоваг.ия
минерально-сырьевых ресурсов Актюбинском области" (Актюбинск, 1982; работа отмечена дипломом ЦК ЖСМ Казахстана); на ІІІ Все -сооаной конференции по геотехнологическим 'методам добьгаи полезных ископаемых (Люберцы, Московской обл., 1983); на IX Всесоюзной научной конференции "Комплексные исследования физических свойств горных пород и процессов (Москва, 1987).'
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, получено 5 авторских свидетельств.
Объем и стру;іїура работы. Работа состоит из введения , четырех глав,.заключения, библиографии из 92 наименований и содержит 213 страниц машинописного текста, 38 таблиц, 22 рисунков и 2 приложений.
