КУЧНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ
Основные понятия и представления
Кучное выщелачивание (КВ) - процесс извлечения полезных компонентов выщелачиванием из раздробленных взрывом и доставленныхна поверхность бедных и забалансовых руд, а также техногенного сырья:отходов обогащения, отвалов, и т.п. Понятие “кучное выщелачивание”относится к любым работам, связанным с выщелачиванием полезногокомпонента из разновеликих кусков горной массы, уложенных в штабель,подвергавшейся или не подвергавшейся сортировке, насыпанной на специально подготовленное основание. Принципиальное отличие кучного отдругих видов выщелачивания - ведение процесса в атмосферных условиях на поверхности.
Воздух является не только окислителем. Весьма великоего физическое воздействие. Поверхностное испарение, интенсификациякапиллярного поднятия жидкости вследствие высушивания приповерхностных зон, повышение концентрации компонентов в растворах в результате испарения и конденсации влаги, свободная циркуляция газов, формирующихся при взаимодействии горной массы с реагентами, и образование техногенных минералов существенно влияют на весь ход технологического процесса переработки горной массы.
Эксплуатационный блок штабеля - часть штабеля, на которой ведется процесс выщелачивания. Обычно штабель имеет большие размеры, подготовка его занимает значительное время; готовые блоки штабелявключаются в эксплуатацию согласно схеме отработки.
|
|
|
Параметры штабеля, его участков и блоков - высота, площадь,объем, масса и запасы компонента. Высоту штабеля измеряют от верха донижнего дренажного слоя. Как правило, верх штабеля имеет ровную горизонтальную поверхность. Запасы полезного компонента в штабеле - общее количество полезного компонента, определяемое в процессе контроляпри сооружении штабеля.
Сооружение штабеля включает процессы подготовки площадки,устройства гидроизоляции, отсыпки защитного слоя гидроизоляции, создания дренажа для сбора просочившихся растворов, отсылки горнорудной массы и устройства системы орошения.
Гидроизоляция - одна из основных частей штабеля, предотвращающая потери растворов и загрязнение окружающей среды. Обычно онаизготавливается из полимерных пленок, иногда создаются глинистые илиасфальтобетонные основания.
Основание штабеля - площадка с низкими коэффициентами фильтрации, малой просадочностью пород. Выбор места согласуется с санитарной и водоохранной службами. При неустойчивых грунтах делаютискусственное основание из бетона, асфальта и других материалов. Наоснование штабеля укладывают защитный слой тонко-зернистого материала, предохраняющий нарушение целостности гидроизоляционногослоя. При создании асфальтобетонных оснований, которые служат и гидроизоляционным слоем, защитный слой не обязателен.
|
|
|
Дренажный слой - слой хорошо проницаемого материала мощностью до 0,5 м, крупностью более 1 см, укладываемый для стекания и растекания растворов. Различают поверхностный, внутриштабельный и подстилающий слои.
Поверхностный дренажный слой штабеля способствуетравномерному растеканию растворов при орошении, а также предохранению поверхности штабеля от переуплотнения при механическом воздействии и измельчении горной массы при изменении атмосферных условий.
Внутриштабельный- способствует равномерному распределению растворов выщелачивания. В этот слой укладывают специальные трубы для подачи кислорода воздуха в качестве окислителя или системы орошения дляведения процесса выщелачивания в зимнее время.
Подстилающий дренажный слой, который укладывают на защитный слой гидроизоляции, состоит из крупнокускового материала руд, подвергаемых выщелачиванию,и предназначен для стекания продуктивных растворов в емкости раствороприемников.
Околоштабельные дренажные сооружения - в основном дренажныеканавы для сбора растворов, возвращения их в процесс выщелачиванияили направления на переработку.
|
|
|
Реагент - вещество, добавка которого к жидкости или твердой массеведет к выщелачиванию или ускорению извлечения полезного компонента. В качестве реагентов используют кислоты, щелочи, окислители, органические экстрагенты и поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Из кислотиспользуют серную и очень редко азотную, соляную и уксусную кислоты;из щелочей применяют карбонаты и бикарбонаты натрия и аммония. В качестве окислителя выбирают вещества, реагирующие в первую очередь сполезным компонентом. В практике кучного выщелачивания используюткислород, пероксид водорода, кислород воздуха и др.
Технологический раствор - водный раствор реагентов и продуктових взаимодействия с вмещающей средой. При кучном выщелачиваниитехнологические растворы подразделяют на выщелачивающие, продуктивные, маточные, возвратные, сбросные.
Выщелачивающим называютраствор, содержащий необходимые реагенты для извлечения полезногокомпонента и поступающий на выщелачивание;
Продуктивным- раствор,полученный в результате контактирования выщелачивающего растворас выщелачиваемой горной массой и поступающий далее на переработку.
|
|
|
Продуктивный раствор по составу подразделяют на богатый, рядовой ибедный.
К сбросным растворам относится часть растворов, выводимыхиз процесса с заменой свежими. Сбросные растворы после полной иличастичной очистки используют для подготовки выщелачивающих растворов.
Маточный раствор-раствор, получаемый в результате извлеченияполезного компонента из продуктивного раствора. Обычно маточные растворы доукрепляют выщелачивающим реагентом, после чего их рециркулируют в процессе как возвратные (оборотные) растворы.
Технические воды - воды, используемые для приготовления растворов, промывки оборудования, взрыхления и отмывки фильтров и технических целей. Как правило, они содержат минеральные и другие веществав концентрациях, превышающих допустимые для питьевых вод. Часто вкачестве технической воды используют оборотные растворы.
Доукрепление раствора - операция по добавке реагента к маточному раствору до заданной концентрации; одна из форм подготовки выщелачивающих растворов.
Очистка раствора - удаление из раствора веществ, превышающихтребуемую концентрацию, допустимую либо для использования в качестве технической воды, либо для вод открытых водоемов.
Орошение штабеля - одна из важных операций при выщелачивании, которая заключается в равномерном распределении выщелачивающих растворов по всему объему горной массы, находящейся в штабеле.Орошение бывает открытое, когда жидкость поступает на поверхностькучи, и закрытое, когда система орошения находится под слоем горноймассы. При открытой системе различают струйное, точечное и прудковоеорошение.
При струйном орошении выщелачивающие растворы подаютпо перфорированным трубам под давлением; образующиеся струи жидкости орошают штабель с поверхности и по его склонам.
При точечном орошении выщелачивающие растворы подают в отдельные точки по многочисленным трубкам малого диаметра с одним или несколькими отверстиями, через которые под небольшим давлением растворы растекаются.Площади растекания растворов из соседних точек частично перекрываются.
Прудковое орошение горной массы осуществляется путем подачижидкости в прудки, создаваемые на поверхности штабеля.
Аэрирование горной массы - обеспечение контакта рудного материала с воздухом, которое подразделяют на естественное и искусственное.
Естественноеаэрирование-контактирование горнорудной массы с воздухом без специальной подачи или продувки воздухом. При кучном выщелачивании естественное аэрирование - неотъемлемая часть процессаподготовки штабелей; иногда устройство штабелей предусматривает более интенсивное естественное аэрирование.
Искусственноеаэрирование - принудительная подача воздуха в горнорудную массу; предусматривается прокладка перфорированных труб в теле штабеля на одном илинескольких уровнях для продувки воздуха; эта операция предназначенадля окисления урановых минералов и более полного извлечения урана идругих полезных компонентов при кучном выщелачивании.
Смачивание- увлажнение горной массы при орошении (или затоплении) растворами. При кучном выщелачивании смачивание обеспечивается растеканием и сопровождается испарением жидкости, химическимразрушением, уплотнением горной массы и усадкой штабеля.
Растекание - распространение жидкости по поверхности кусковвследствие гравитации и действия поверхностных сил.
Испарение - переход воды в парообразное состояние при контакте технологических растворов или смоченных ими поверхностей кусковруды с воздухом. Испарение воды приводит к увеличению концентрациисолей и образованию твердых эвапоритовых (хим. осадки, выпавшие на дно бассейна в результате пересыщения растворов) осадков.
Химическое разрушение горной массы - уменьшение крупностипри химическом взаимодействии реагентов с горной массой.
Уплотнение- снижение пористости горной массы под воздействием давления, химического разрушения горной массы и других факторов.
Усадка - уменьшение высоты штабеля во времени вследствие уплотнения горной массы. На усадку влияют крепость горных пород и руд,влажность горной массы, агрессивность реагентов, орошающих штабель,высота штабеля и другие факторы.
Показатели технологического процесса - величины, характеризующие извлечение полезного компонента, продолжительность процесса,относительный объем раствора (Ж/Т), концентрацию реагента в выщелачивающем растворе, расход реагента и остаточное содержание полезногокомпонента после выщелачивания.
Степень извлечения полезного компонента - доля полученного вещества от содержащегося в горнорудной массе; обычно выражают в процентах.
Время выщелачивания - продолжительность процесса для заданной степени извлечения полезного компонента или максимально возможное при данных условиях выщелачивания.
Отношение Ж/Т - количество рабочего раствора, приходящееся наединицу выщелачиваемой горной массы, обеспечивающее заданное извлечение полезного компонента.
Удельный расход реагента - показатель оценки эффективности выщелачивания или пригодности руд; выражается в килограммах реагента,израсходованного на переработку 1 т руды, и в килограммах реагента, затрачиваемого на извлечение 1 кг полезного компонента.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 730; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!