Научные основы выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных полиметаллических сульфидных руд

Хулелидзе, Казбек Константинович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Научные основы выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных полиметаллических сульфидных руд
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Научные основы выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных полиметаллических сульфидных руд"

На правах рукописи

ХУЛЕЛИДЗЕ Казбек Константинович

1 НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СВИНЦА И ЦИНКА

ИЗ БЕДНЫХ И ПОТЕРЯННЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СУЛЬФИДНЫХ РУД

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая, строительная)

| Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

/ к

/ I

Владикавказ - 2003

Диссертация выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» Северо- Кавказского государственного технологического университета

Научный консультант - доктор технических наук, профессор Голик В.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тедеев Михаил Николаевич доктор технических наук, профессор Гридин Олег Михайлович доктор технических наук, профессор Габараев Олег Знаурович

Ведущая организация: ОАО "Кавказцветметпроект"

Защита состоится 6 июня 2003 г. в 14 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.246.02.при Северо-Кавказском государственном технологическом университете, по адресу: 362021, РСО-Алания, г. Владикавказ^ 1, ул. Николаева, 44, СКГТУ (факс 8-8672-74-99-45).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан 6 мая 2003 г.

Ученый секретарь совета, д-р техн. наук, проф.

Ю.И. Кондратьев

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Промышленные запасы свинцовых и цинковых р>д быстро уменьшаются. Содержание металлов в товарных рудах, в связи с увеличением глубины работ, снижается, соответственно увеличивается себестоимость их производства. Это стимулирует выборочную отработку участков месторождений и увеличивает потери руд и металлов в недрах, особенно значительные при разработке месторождений со сложными горно-геологическими и горнотехническими условиями. Например, в пустотах и оруденелых породах месторождений Садонского СЦК потеряно около 54 млн. тонн руды. Вовлечение в отработку запасов потерянных и бедных руд позволяет расширить сырьевую базу и увеличить срок существования горных предприятий. Однако, существ) ющие технологии добычи не позволяют рентабельно отрабатывать эти руды. В этих случаях при добыче урана, золота, меди и других металлов используют технологии подземного выщелачивания. Поэтому разработка научных основ подземного выщелачивания металлов из потерянных и забалансовых сульфидных полиметаллических руд является крупной актуальной проблемой.

Основные результаты работы получены в ходе выполнения: целевой научно-технической программы «Металл» Минвуза СССР (1982-84, 1986-90 гг.), программы МП-7 Минцветмета СССР, заказ-нарядов Министерства образования РФ «Повышение полноты извлечения металлов с попутной очисткой рудничных вод и промстоков горных предприятий» (1995-2000 гг.) и «Расширение сырьевой базы свинцово-цинковых месторождений Северного Кавказа за счет вовлечения в отработку потерянных и забалансовых руд геотехнологическими способами» (2001-2003 гг.).

Цель работы. Повышение эффективности разработки запасов бедных и потерянных сульфидных руд полиметаллических месторождений с увеличением выпуска металлов и сохранением окружающей среды.

Основная идея работы заключается в том, что эффективная доработка рудных месторождений может быть достигнута за счет использования технологий с выщелачиванием при оптимальном совмещении их с традиционными способами добычи.

Методы исследований. В работе применен комплексный метод исследо-

1 (

вания, включающий критический анализ и обобщение ранее выполненных ис-

следований, теоретические исследования с ис кимиче-

ских процессов, экспериментальные исследования с использованием меюдов математического планирования эксперимента и компьютерных статистических программ и опытно-промышленное внедрение. ;

Положения, выносимые на защиту:

1. Фрон 1 альный характер перемещения зоны активных окислительных провес- 1 сов по столбу выщелачиваемой рудной массы при пленочно-капельном режиме ( движения растворов определяет предпочтительность этого режима по сравне- ( нию с режимом затопления при отработке потерянных и забалансовых сульфидных полиметаллических руд.

2.Многофакторные математические модели, описывающие влияние горнотех- ! нических условий: содержания кислорода в рудничной атмосфере, температуры системы «руда-раствор», электродных потенциалов минералов, а также техно- , логических параметров: состава и скорости подачи выщелачивающего раствора, содержания в нем пирита на показатели извлечения свинца и цинка из бед- { ных и потерянных руд.

3. Основные положения совмещения повторной отработки месторождений выщелачиванием с традиционными способами добычи и методика проектирования рудников.

4. Методология обоснования целесообразности и расчета параметров и показателей технологии выщелачивания и комбинированных технологий для отработки бедных и потерянных руд.

Научная новизна и значимость:

1. Сформулирована концепция выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных сульфидных полиметаллических руд на месте их залегания сернокислотными хлоридными растворами.

2. Определена степень влияния агентов рудничной атмосферы в пустотах месторождений на параметры окислительных процессов, протекающие на поверхности выщелачиваемых сульфидных минералов.

3. Выявлены закономерности влияния на процесс выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных руд температуры системы «руда-раствор», скорости и состава выщелачивающих растворов, электродных потенциалов рудо-образующих минералов и содержания пирита.

4. Комбинированные технологии извлечения потерянных и бедных руд должны разрабатываться с учетом ряда горно-геологических и горнотехнических ус-

ловий, таких как соотношение содержания свинца и цинка в рудах, взаимное расположение участков, подлежащих отработке традиционными способами, и др., а также требований обеспечения безопасности труда и снижения экологической напряженности.

5. Разработаны методики расчета и определения: технологических параметров выщелачивания сульфидных полиметаллических, месторождений, производительности и масштабов геотехнологического предприятия и эколого- экономической эффективности отработки бедных и потерянных руд. Практическое значение работы:

1. Разработанная методика обоснования параметров выщелачивания металлов из бедных и потерянных руд позволяет определить- и рассчитать основные параметры процесса добычи. ,

2. Регламентация соотношения солей и кислот в продукционном растворе в зависимости от соотношения свинца и цинка в руде позволяет определить оптимальный состав раствора без предварительных экспериментальных исследований. , ,

3. Математические модели, описывающие взаимовлияние горно - технических условий и технологических параметров выщелачивания металлов, позволяют прогнозировать параметры извлечение металлов из руд.

4. Комбинирование технологий подземного выщелачивания с традиционными способами добычи руд обеспечивает повышение экономической эффективности отработки месторождений в 1.6 раза при радикальном сохранении окружающей среды.

5. Разработана технологическая схема подземного выщелачивания металлов из бедных и потерянных сульфидных руд.

6. Разработанная методика проектирования объектов добычи металлов выщелачиванием позволяет определить себестоимость металлов в зависимости от масштабов производства при заданных параметрах локализации оруденения.

7. Разработанная методика оценки эффективности технологий разработки позволяет определить целесообразность их применения на основе первичных данных о свойствах руд и массивов.

использованием современных методик и измерительной аппаратуры, а также статистической обработкой результатов.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Результаты исследований были использованы:

!. Проектным институтом «Кавказцветметпроект» (Орджоникидзе, 1978) при составлении ТЭО целесообразности выщелачивания свинца и цинка из потерянных и некондиционных руд Архонского месторождения Садонского СЦК.

2. НИИ «Унцпромедь» (Свердловск, 1980) при составлении программы опытно-промышленных испытаний подземного выщелачивания свинца и цинка на Фиагдонском руднике Садонского СЦК.

3. Институтами «ВНИКИЦМА» и «Кавказцветметпроект» (Орджоникидзе, 1982) при составлении проекта опытно-промышленного участка подземного выщелачивания свинца и цинка из потерянных и некондиционных руд на Фиагдонском руднике Садонского СЦК.

4. Разработанная методика расчета технологических параметров была использована при уточнении кадастров свинцово-цинковых месторождений СССР, выполненном СКГМИ по заданню МЦМ СССР (Орджоникидзе, 1985).

Апробация работы и публикации. Основные положениями результаты работы доложены и обсуждены на III Всесоюзной конференции по геотехнологическим методам добычи полезных ископаемых (г. Люберцы, 1983 г.), Всесоюзном совещании по проблеме «Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых» (г.Орджоникидзе, 1985 г.), на I, II, Щ Международных НТК «Экологические проблемы горных территорий» (г.Владикавказ, 1991,1995,1998 гг.), на Международной конференции (г. Краков, Польша, 1996 г.), на кафедре геотехнологии МГРИ, Садонском СЦК, Урупском ГОКе, Тырныаузском ВМК, институте «Унипромедь», на НТК МГРИ (г. Москва, 1980-1991 гг.), на НТК СКГМИ-СКГТУ (1979-2002 гг.). Основные положения диссертации изложены в 53 работах, в том числе 2 монографиях, 7 авторских свидетельствах и патенте на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка из 157 наименований и 9 приложений, изложена на 295 страницах, содержит 55 рисункой'и 72 таблицы.

Основное содержание работы

Состояние сырьевой базы свинцово-цинковой промышленности ухудшается. В связи с этим приобретают актуальность вопросы повышения полноты использования недр, в том числе за счет вовлечения в отработку запасов бедных и потерянных руд. Для экономически целесообразной отработки их нужны новые технологии, например, с выщелачиванием металлов. Несмотря на положительные результаты использования этих технологий, аспекты их промышленного использования изучены недостаточно.

Наибольшие успехи достигнуты при выщелачивании меди, урана и золота. Вопросам выщелачивания посвятили свои работы: Арене В.Ж., Баху-ров В.Г., Бубнов В.К., Гридин О.М., Воробьев А.Е., Голик В.И., Калабин А.И., Лунев Л.И., Луценко И.К., Новик-Качан В.П., Тедеев М.Н. и др.

Вклад в теорию и практику выщелачивания металлов из сульфидных руд внесли ученые СКГМИ: Остроушко И.А., Городничев А.П., Келин В.Н., Кондратьев Ю.И., Ростованов С.Э. и др.

Анализом практики добычи металлов установлено, что при обосновании применения геотехнологий с выщелачиванием необходимо использовать положения:

-эффективность добычи определяется с учетом ценности не только извлекаемых металлов, но и не извлекаемых;

-применение технологий позволяет извлечь не только до 80 % потерянных балансовых запасов, но и вовлечь в производство недоступные для традиционных технологий забалансовые запасы;

-выщелачивание металлов из руд избавляет от необходимости вовлечения в эксплуатацию новых месторождений, приносит прибыль и содействует сохранности окружающей среды;

-конверсия технологий позволяет восстановить потенциал горнопромышленных регионов и способствует развитию тенденций природоохранности горного производства.

Большинство месторождений сульфидных руд в пределах РСО-Алания

относятся к гидротермальным с интенсивной тектонической нарушенностью, колебаниями оруденения по содержанию и снижением металлов по мере уве- 1 личения глубины работ. Для рудообразующих минералов характерно отсутст- 1 вие прочного скелета, способного защитить рудные минералы от разрушающего воздействия силовых волн и равномерное распределение минералов, при 1 окислении которых генерируется серная кислота.

Свинцово-цинковые руды добываются со значительными потерями, из которых формируются вторичные месторождения. Один из путей экономической ' стабилизации горнодобывающего предприятия - вовлечение в переработку бед- ' ных и потерянных руд. •

На Северном Кавказе известно более 560 месторождений и рудопроявле-ний. Наибольший промышленный интерес представляет Садонский рудный район, в который входят Садонское, Буронское, Кадат-Хампаладагское и Дар-гавс-Суаргомское рудные поля.

Основными рудообразующими минералами месторождений Северного Кавказа являются галенит и сфалерит. В пустотах Садонского месторождения потеряно значительное количество руд, удовлетворяющих кондициям при современных способах обогащения. В интервале 500 м по падению и 2000м по простиранию содержание свинца и цинка здесь в свое время достигало ] 7-18%. Более 100 лет до освоения технологии получения цинка добывался только штуфной галенит, а цинковая обманка оставлялась в пустотах.

На месторождениях Северного Кавказа вели выборочную отработку богатых участков, оставляя в недрах бедные, убогие и забалансовые руды, количество которых достигает 50% первоначальных запасов. Отработка Фиагдонской группы, в которой сосредоточено около 50% всех балансовых запасов Садонского СЦК оказалась нерентабельной для традиционных технологий.

В отработанном пространстве Садонских месторождений на площади 2,3 млн. м2 в виде эксплуатационных потерь и в боковых оруденелых породах оставлено около 54 млн. т рудной массы, отработка которой традиционными спо-

собами не рентабельна и не возможна по условиям безопасности.

Наблюдениями за составом и свойствами потерянных руд установлено:

- со временем рудные сульфидные минералы окисляются до сульфатов;

- источниками кислорода является атмосферный воздух и вода;

- степень окисления руд зависит от факторов: степени вскрытия; количества, состава и влажности воздуха; распределения железорудных минералов, при окислении которых образуется серная кислота; количества воды для растворения и удаления окислов металлов; времени.

Там, где эти факторы находятся в оптимальных соотношениях, рудные минералы растворяются и удаляются почти полностью за исключением только труднорастворимых соединений свинца.

Обследованием пустот Садонских месторождений установлено:

- в пустотах потеряно до половины от начального количества руд;

- руды подвергаются интенсивному окислению, о чем свидетельствуют стоки;

- минерализация вод на 2-3 порядка превышает ПДК по содержанию металлов.

В гидрометаллургии металлы выщелачивают в режимах затопления и пленочно-капельном. Для сравнения эффективности режимов исследованы пробы руд Какадур-Ханикомского месторождения, типичные для Садонского и Фиагдонского рудных полей. Опыты проводили при температуре 18-19 °С. Раствор содержал 60 г/дм3 NaCl и 5 г/дм3 H2S04. Всего через каждую колонну пропустили по 5 дм3 раствора, в процессе чего определяли содержание в них цинка, свинца и железа. В растворах из первой колонны цинка было - 185,6 мг/дм3, свинца - 32 мг/дм3 и железа - 24,1 мг/дм3, из второй колонны цинка на 10%, свинца на 20% и железа на 52% больше.

При увеличении расхода толщина пленок на поверхности кусков руды увеличивается и достигает значений, отвечающих скорости выщелачивания при капельном режиме. При уменьшении расхода реагента количество металлов, извлекаемых в раствор в единицу времени уменьшается. Опытно-промышленное

выщелачивание металлов из руд Фиагдонского месторождения подтвердило эффективность капельно-пленочного режима. Это подтвердилось также на по-

10 j

терянных рудах Архонского месторождения. В продуктивных растворах из пер- ^ вой колонны было цинка - 241,2 кг/дм3, свинца - 118,6 мг/ дм3, железа - 399,4 мг/ дм3, из второй колонны цинка - 287,2 мг/ дм3, свинца - 122,6 мг/ дм3 и железа - 620 мг/ дм3. ' 1 I

При окислении минералов содержащих железо образуются сульфаты и свободная серная кислота. При достаточном количестве кислорода реакции идут дальше. Сернокислое окисное железо Fe2(S04)3 имеет в 16 раз большую растворимость в воде, чем закисное железо FeS04, поэтому легко перемещается в растворе. Переходя в места с низкой концентрацией, Fe2(S04)3 разлагается: ^

Fe2 (S04)3 + Н20 = 2 FeS04 + Н2 S04+ 0,5 02 (1) ^

При снижении кислотности среды происходит гидролиз:

FeS04 +2 Н20 = Fe(OH)2 + Н2 S04 (2)

Или же, минуя промежуточную стадию:

Fe2 (S04)3 + 6 Н20 = 2 Fe(OH)3 + 3 Н2 S04 (3) ,

Так как эти реакции протекают с образованием свободной серной кислоты, они способствуют растворению минералов. Водами Архонского месторождений в час выносится 7,24 кг цинка. Такое же его количество может быть получено при окислении 122,3 кг руды, в которой будет содержаться еще 9,9 кг железа и 1,5 кг свинца. Для перевода этих металлов в сульфаты необходимо кислорода:

на окисление цинка - 7,24 • 0,89 = 6,444 кг, на окисление свинца - 1,5 • 0,31 = 0,465 кг, на окисление железа - 9,9 • 1,14- 11,286 кг

Всего: 18,195 кг \

Если предположить, что окисление идет за счет кислорода, привносимого водой, необходимо, чтобы с 1 м3 воды в рудник поступало 165 г кислорода. Растворимость же кислорода воздуха в воде при температуре 18-20°С и давлении 1013,3 г Па равна всего 34,1 г/м3. Фактически кислорода, поступающего с водами, значительно меньше, так как для полного насыщения их кислородом необходимо длительное время контакта.

Механизм окислительных процессов, протекающих в пустотах, исследован на жиле "Южная", которая отработана по восстанию на 200 м и простиранию на 400 м. Площадь пустот составляет 85 тыс. м2. В них в виде потерь числилось 130 тыс. тонн руды, 5,9 тыс. тонн цинка и 2,2 тыс. тонн свинца. Падение жилы на северо-запад под углом 80-85°, мощность - от 0,4 м до 5,5 м.

Воздушными съемками измеряли влажность,' температуру и количество воздуха в выработках (табл.1).

Таблица 1

Результаты воздушной съемки в выработках Архонского рудника

Место замера Отметка, м Температура воздуха, °С Влажность воздуха, % Като-градусов Количество воздуха, м3/сек Содержание в воздухе, %

02 со2

устье шт. 22 950Д 15-16 66,0 3,5 41,6 20,9 0,2

шт. 22 (блоки) 956,0 15 83,0 2,5 21,3

Шт. Архонская 1064 22,0 84,0 2,0 10,8

шт. 20 (блоки) 1146,0 26,6 96,0 1,0 10,5 20,2 0,49

Воздух в количестве 40-41 м3/с при влажности 66% и температуре 15°С пройдя по штольне 22 расстояние 2,5 км, приходит в выработанное пространство, имея влажность 83% и температуру 15° С, поднявшись вверх на 196 м, он выходит по шт. 20 на земную поверхность при влажности 96% и температуре 26,6° С, то есть там за счет окислительных процессов он нагревается и насыщается влагой. При контакте с породами воздух охлаждается и теряет влагу в виде конденсата. Геотермический градиент рудного поля равен 33 м/град. Среднегодовая температура района +8°С. Температура пород в районе отработанных пространств составляет +11°С. Количество тепла, которое выделяется между 2-м горизонтом и шт. Архонская 21,3 (22-15)-0,25=37,3 ккал/с.

Разность между температурой горной пород и воздухом на 2-м горизонте: 15 - 15 = 0 °С, на шт. 20 26,6 - 11=15,6 °С. В результате охлаждения воздуха при контакте с породой в нем создается избыточная влажность, равная 15,5 г/м3. Избыточная влага привносит с собой захваченный из воздуха кислород, который способствует окислительным процессам и осаждается в виде росы на по-

верх'ности, в основном, рудных минералов, имеющих большую теплопроводность и более низкую температуру (табл. 2).

Таблица 2

Результаты анализов влаги и рудничных вод

Место отбора пробы Количество собранной жидкости, мл Содержание, мг/дм3 рН

Ъп РЬ

шт. 20 у жилы "Южная": - оруденелые участки 50 54,0 0,65 4.5

- не оруденелые участки 20 0,42 след 6.0

шт. Архонская жила 25 84,12 след 5,0

штрек на сбойке с жилой 60 72,34 0,15 4,0

штрек 1-го горизонта 200 834,3 3,1 3,5

штрек 2-го горизонта (блок 201): 200 38,6 0,10 5,5

- влага на кровле 500 10152,0 3,45 3,5

- вода из пустот 100 28,6 1,42 -

На окислительные процессы влияют железные минералы, особенно пирит,

которого в рудах Архонского месторождения 8-г 10%. В течение одного часа водами выносится такое количество металла, которое может образоваться при окислении 122,3 кг руды, содержащей 8,2 кг пирита. При окислении этого количества пирита образуется 8,2-0,81=6,64 кг/ч серной кислоты. Из них на реакцию с карбонатами расходуется 5,3 кг в час. Для поддержания кислотности воды и расходов в других направлениях остается 1,34 кг кислоты в час или 12,2 г Н^СЬ на 1 м3 воды. На выходе из штрека 2-го горизонта жилы "Южная" вода имеет рН 3-г5. Для поддержания такой кислотности теоретически необходимо ' 0,13 г/м3 Н2504

При встрече высокоминерализованных вод с карбонатами и нейтральными водами, металлы выпадают в осадки, что способствует переносу веществ. В горных выработках нередки мощные слои цинкового геля, содержащего до 3040% цинка.

Существенное влияние на скорость процесса выщелачивания оказывает повышение температуры в зоне окисления.

Повышение температуры в интервале 20-60°С увеличивает скорость выщелачивания по свинцу в 3-4 и по цинку в два раза (рис. 1). На скорость выщелачивания Из сульфидных руд влияет присутствие в руде железных сульфидов.

В эксперименте использовались хвосты обогатительной фабрики, содержащие 33% серы, основная часть которой (до 70%) связана с пиритом. Исследования велись в 2-х колоннах диаметром 100 мм и высотой 1 м.

Первая колонна заполнялась 12 кг раздробленной руды, содержащей 8% пирита, 9% сфалерита, 1,5% галенита и 3% карбоната, вторая - такой же рудой, но с добавлением 10% хвостов. Через каждую колонну было пропущено по 10 дм3 воды. Затем подавали воду с содержанием хлора 0,442 г/дм3. После прохождения 10 дм3 через каждую колонну опыт был остановлен. Установлено, что добавка пирита ускоряет растворение свинца и цинка и повышает кислотность растворов.

200

сч»

, эе

га i =» !*-» leo

400

I -

и г»

" 28 56 4» О М

о 40 га зо до so ьо ?о во

Температура, *С

Рис. 1. Влияние температуры на скорость выщелачивания

Полиметаллические месторождения, по существу, представляют собой гальванический элемент, электролтом которого является жидкая ионная среда. Наряду с токами, возникающими в пределах месторождения, существуют локальные микрогальванические. При исследовании электродных потенциалов отдельных моно - минералов в качестве электролита использовались концентрированные растворы хлористого натрия. Для измерения электродных потенциалов использован стенд конструкции автора (рис. 2).

Рис. 2. Прибор для измерения разности электродных потенциалов

В цилиндр А помещали дробленый пирит, а в цилиндр Б последовательно сфалерит, галенит, пирротин, халькопирит. Сверху на минеральную массу устанавливались свинцовые электроды, к которым подключался измерительный прибор. Измерения проводились в различных электролитах с таким расчетом, чтобы их можно было использовать впоследствии в промышленных условиях. Опыты показали, что электродные потенциалы свойственны не только кристаллам, но и сложным массам (табл. 3). Наибольшие значения ЭДС получены между пиритом и сфалеритом.

Разность потенциалов между минералами_

Цилиндры Разность потенциалов, вольт

А В Н20 Раствор Н£04 Раствор НС1 Раствор ШОз Хлорная вода (0,284 ' г/дм3) Хлорная вода (0.468 г/дм3)

Пирит Сфалерит 0,064 0,100 0,070 0,120 0,200 0,100 0,081 0,223

Пирит Галенит 0,030 0,060 0,040 0,060 0,060 0,060 0,040 0,060 0,062 0,034 0,120 0,105

Пирит Пирротин 0,040 0,015 0,010 0,040 0,040 0,020 0,040 0,015 0,025 0,100

Пирит Халькопирит 0,005 0,020 0,040 0,005

Чтобы установить наличие электродных процессов внутри раздроблен- • ных мономинеральных масс, в нижнюю часть цилиндра до середины между электродами 2 и 3, засыпали концентраты (рис. 3.). В верхнюю часть поместили пирит, халькопирит, пирротин, галенит и сфалерит крупностью 0,07 мм. Оставшаяся верхняя часть цилиндра заполнялась электролитом так, чтобы после насыщения в течение 40 минут уровень электролита был на 20 мм выше электрода 1. ЭДС измеряли между всеми электродами. Во второй серии исследовали минералы крупностью 0,2 мм.

Наибольшее значение ЭДС оказалось между электродами 2 и 3, меньше между 3 и 4, еще меньше между 2 и 1. Наиболее сильно электродные процессы проявляются между разнородными минералами.

С целью проверки корректности метода проведена серия опытов с хвостами. В стеклянные сосуды диаметром 50 мм засыпался свинцовый концентрат, а сверху - цинковый (вес. ед.):

гпБ - 0; 5; 10; 25; 50; 50; 50; 50; 50; РЬБ - 50; 50; 50; 50; 50; 25; 10; 5; 0.

Электролит

гп8

РЬБ

Рис. 3. Прибор для исследования электродных процессов

После выравнивания сосуды с концентратами заливали в течение 96 ч. Наблюдения показали, что окислительные реакции протекают тем интенсивнее, чем меньше толщина слоя цинкового концентрата. С увеличением толщины слоя концентрата поток диффузии ослабевает, подтверждением чему является характер кривой 1 (рис. 4). Установлено, что при постоянной площади контакта между концентратами и электролитом переход металлов в растворы происходит пропорционально толщине слоя цинкового концентрата.

Это подтверждается и тремя циклами опытов с хвостами обогатительных фабрик. Наибольшие значения получены для урупских хвостов. Это можно объяснить влиянием не только электродных (пирит - катод), но и ионных потенциалов. Содержание кварца в этих хвостах превышает 30%. Ионный потенциал его равен 9,5. Чем выше ионный потенциал элемента, тем лучшим поляризатором других ионов он может быть.

В опытах использованы кварц, пирит и сфалерит крупностью 2 мм, в соотношении 0,02:0,05:1. В хлорной воде переход цинка в раствор в 4 раза быстрее с кварцем, чем без него. С измельчением скорость выщелачивания возраста-

ла. Установлено, что для активизации реакций в зону интенсивного окисления можно подавать как кварц, так и хвосты обогащения.

иооо юооо

6000

? 22

= 5000

X га а и

£ 4000

Ч 3000 о

2000

1000

5 10 25 50 50 50 50 50

Добавки

50 50 50 50 50 25 10 5 0

РЬБ, г

Рис. 4. Влияние минеральных добавок на скорость выщелачивания свинца: 1 - сфалерит; 2 - урупские хвосты; 3 - мизурские хвосты; 4 - фиагдонские хвосты.

В ходе экспериментов установлено:

1. Бедные и потерянные руды обладают достаточной фильтрационной способностью при капельно-пленочном режиме выщелачивания.

2. Интенсивности окислительных процессов благоприятствуют: высокое содержание сульфидов; низкое содержание карбонатов; равномерное распределение и высокое содержание железных сульфатов; циркуляция воздуха; наличие воды; наличие «парникового эффекта»; тепло земли.

19338

АД-

г \ 2

3 4 /

3. На показатели выщелачивания влияют: повышение темпера!уры, что увеличивает скорость выщелачивания по свинцу в 3-4 раза и по цинку в 2 раза; присутствие железных сульфидов; наличие внутренних и внешних потенциалов.

,Пчя выявления количественных зависимостей проведено выщелачивание металлов из руды с различной концентрацией хлористого натрия. В результат исследований построен график скорости извлечения металлов в зависимости от концентрации хлорида натрия (рис.5), по которому определяется оптимальная концентрация хлорного натрия.

Для более точного определения содержания На С1 предлагается формула:

-0 389

г/дм3,

(4)

где - содержание Ъа в руде, %; gpb - содержание РЬ в руде, %

В качестве осадителей использовали щелочи Ыа ОН и Са(ОН)2 и карбонаты Ыа2С03 (табл.4). Содержание металлов в водах, сбрасываемых в р.Ардон после осаждения, находилось в пределах ПДК.

3.0

за

(О1

с:

.. Л* •л 7м

1 У°к ¿П

1.97 \ — . -— -

--* г--- ¡чГ"" (Ша

ре 9 А Р6

-V ----- -

В/5

в,зГ - ола

£0 40 10 ,10 НО М ш> »О ¿00 220 КО £50

СоЭержаиие

Рис. 5. Влияние хлорида натрия на интенсивность диффузии

Таблица 4

Содержание металлов в чистых гидроксидах и карбонатах. %

Гидроксиды Ме, % Карбонаты Металлы. %

Ре(ОН)3 52,3 СаСО., >1.6

•Гп(ОН)з 69,2 гпСОз 52,0

• Си(ОН^ . 65,3 РЬСОэ 77,6

гп(ОН)2 65,6 сасоз 65,1

Ре(ОН)2 61,1 - -

РЬ(ОН)2 85,8 -

Сё (ОН)2 76,8 - - ( ■■ .

РЬ(ОН)4 75,3 - -

Ай(ОН) 86,4 - -

Опыты проведены на очищенных от твердых взвесей стоках Архонского месторождения, содержащих 20-30 мг/дм3 свинца и 380-800 мг/дм3 цинка. От-, бирали по четыре пробы объемом 100 дм3 каждая. Опытным путем получены коэффициенты извлечения металлов из растворов и определены расходы осади-телей. Наиболее дешевым реагентом является гидроксид кальция, однако, в этом случае осадки разубоживаются гипсом, имеющим растворимость всего 2 г/дм3. Более подходящим реагентом является кальцинированная сода. Карбо-

} - N ' • -

натные осадки подвергаются более быстрому отстаиванию и обезвоживанию. К недостаткам кальцинированной содк относится выделение С02 при нейтрализации кислоты.

Для проверки влияния примесей на качество осадков исследованы воды Архонского месторождения. Часть вод фильтровалась, другая - нет. Осадки осаждались кальцинированной содой. Предварительное освобождение рудничных вод от твердых взвесей повышает содержание цинка в осадках и снижает содержание БЮ2 (табл.5).

Таблица 5

Химический состав осадков рудничных вод, %

Компонент Устье шт. 22 Район ствола РЭШ-1

очищенная неочищенная очищенная неочищенная

гп 29,26 22,87 31,46 25,08

Са 5,73 3,28 4,18 4,93

8Ю2 2,92 12,49 1,47 1,92

Ре 1,7 ' 5,22 ' 2,06 •6,44

В стадии промышленных исследований металлы осаждали из вод кислотностью рН 3-г5, содержащих 60-250 г/м3 Ъп и 5-10 г/м3 РЬ. Количество твердых взвесей колебалось от 0,5 до 2 кг/м3, соответственно, изменялось содержание цинка в осадке от 12 до 35%. Осаждение проводили кальцинированной содой при рН = 8,5 -:-9. Насыщение рудничных вод твердыми взвесями происходило в водосточной канавке шт.22. Содержание металлов в водах, сбрасываемых в р.Ардон после осаждения, находилось в пределах ПДК. На установке получено 52 т цинка, которые переданы заводу «Электроцинк», как промышленный продукт.

Модель определения параметров выщелачивания руд:

Удельная поверхность руды:

А=6(1-п)у/«* (м2/м3), (5)

где с/- диаметр куска руды, м; у/- размера (у/~1)\ п - пористость.

За время (11 из руды объемом V и объемным весом У извлекается 1 - го металла:

¿М, = 1М, • ём,<Н-А-У- -Ууй■ , (6)

где: 1МГинтенсивность выщелачивания ¡-го металла из руды, мг/м2-ч;

g - плотность орошения, отсюда интегрированием при 1=0, gмl:=g*м¡:

L У .

Коэффициент излечения i-ro металла за время t: rj, =1-ехр

(7)

(8)

Если расход раствора постоянный: Q — g'S - const (S - площадь орошения), концентрация металла I в растворе:

М.

¡»•л*

gS gS

Начальная концентрация металла i в растворе (t=0):

cl =h*-gM;-Av/gs,

(9)

(10)

Конечная концентрация металла 1 в растворе:

С Л =

-Лк-ехр

1 У ]

г* Н

=СМ( -ехр-

Отсюда время отработки I :

Л/,

■1п

л; •

Средняя концентрация металла в растворе за весь период отработки I

1-ехр

УГ-Ем

С,=--

Суммарная добыча металла 1

1*ь-А(

(11)

(12)

(13)

gSt

(14)

Процесс смещения фронта выщелачивания исследовали на стенде. Изменение состава раствора контролировали методами качественного экспресс-анализа. Температуру в процессе эксперимента поддерживали в пределах 18+20°С, а относительную влажность - 60*70 %. Выщелачивание проводили растворами хлорида натрия и серной кислоты; концентрация их изменялась от 10 до 250 и от 1 до 18,5 г/дм3, соответственно. Опыт продолжался 168 суток. За это время было извлечено 80,02 % цинка, 76,26 % свинца, 87,99 %железа (табл. 6-7).

Установлено, что в исследованных пределах выход металлов возрастает при увеличении удельного расхода растворов (рис.6). Зависимость извлечения цинка от удельного расхода растворов показана на рис.7. При установлении ее за основу брали данные первых 16-ти циклов (п.п. 1,2, 3, 4,5 табл.8).

У~ е"3 26-хи, (17)

где у - количество металлов, выносимых 1 дм3 раствора в час; х - количество пропущенного раствора.

Коэффициент корреляции Я = 0,956.

Извлечение цинка и свинца

№ п/п Состав раствора, г/дм3 Время цикла, ч Кол-во раствора, дм3 Удельный расход раствора, дм3/( м3/ч) Удельный расход кислоты, г/дм3 Содержание металла в растворе, мг/дм3

№С1 Н2804 Цинк свинец

1 10 18.4 360 120 48,3 3.61 1450,2 8.4

2 10 18.4 220 60 39,5 4.49 734.1 9.0

3 10 18.4 230 60 37,8 2.44 664,7 7.9

4 10 18.4 210 40 27,6 3.18 556.1 13.3

5 10 18.4 180 30 24,1 3.49 362.4 5.8

6 40 18.4 127 20 22,8 3.8 273.2 48.0

7 10 18.4 325 80 35,67 3.37 620.0 6.8

8 60 18.4 144 40 40,2 3.72 267.8 126.6

9 80 18.4 160 40 36,23 2.38 241.2 179.3

10 100 18.4 120 20 24,1 2.74 230,2 180.5

11 120 18,4 130 20 22,3 2.43 195.3 212.4

12 150 18,4 162 40 36.23 2.63 162 7 340.2

13 10 5.5 264 80 43,2 1.67 520.0 20.5

14 80 5.5 140 20 20,7 2.21 338.4 186.4

15 80 5,5 124 20 23,4 2.92 276.7 143.2

16 80 5.5 192 40 30.19 3.36 165 3 116.1

17 150 , 5.5 150 40 38.13 1.83 223.2 408.9

18 150 5.5 240 60 36.23 2.43 180.0 236.8

19 150 5.5 220 50 32.93 2 99 176.0 147.4

20 200 5.5 100 20 28.95 2.5 81.9 94.4

21 250 5.5 120 20 24.15 3 36 40.0 51.7

22 250 5.5 120 20 24.15 40 34.3 41.2

Итого 4038 940 33.73 3.08 503.91 98.31

На интенсивность извлечения свинца и цинка влияет поваренная соль. Концентрация ее в этих циклах изменялась от 10 до 250 г/дм3 при постоянной концентрации серной кислоты. С увеличением количества хлористого натрия скорость перехода в раствор цинка снижается, а свинца - увеличивается до концентрации соли 150 г/ дм3, а затем уменьшается.

Параметры извлечения металлов

[Содержание металла. ЧГ/1М3 Содержание металла в руде, % Получено металла, г Извлечение, % цннк

железо С\ МММ цинк свинец железо цинк свинец железо цикл текущее

1528,3 2990.0 4.22 1,23 6.27 174,02 1,01 183,4 29.4 29.4

926.8 1670,0 3.78 1.22 5,72 44,05 0,54 55,6 7,44 36,84

1126,8 1800.0 3.37 1.22 5.04 39,88 0,47 67,6 6,74 43.58

901.4 1470.0 3.15 1.21 4.68 22.24 0,53 36.06 3.76 47,34

833,8 1200.0 3,04 1,21 4,43 10.87 0,17 25.01 1,83 49,17

861.0 1188,0 2.99 1.20 4.26 5,46 0,96 17.22 0,9 50,07

709.9 1340.0 2,48 1,20 3.69 49,6 0.54 56,8 8,4 58.47

815,5 1210,0 2.38 1,15 3,36 10,71 5,06 32.62 1,8 60,27

796,4 . 1220,0 2,28 1.07 3,05 9,65 7,17 31.85 1,63 61.9

755,0 1160.0 2,23 1,03 2.90 4,6 3,61 15.1 0,78 62,68

754,3 1150.0 2,19 0,99 2,75 3,91 4,25 14,9 0,66 63.34

561,2 1060,0 2,13 0.85 2,52 6,51 13.6 22,44 1.1 64,44

712.7 1250.0 1.71 0,84 1,96 41,6 1.64 57,02 7,03 71.47

696,6 1220,0 1,64 0.80 1.82 6.77 3,72 13.93 1,14 72.61

399,4 820.0 1.58 0.77 1.74 5.53 2,86 7.99 0,93 73.54

254,1 530.0 1,52 0,72 1.64 6.61 4.64 10.16 1,12 74.66

516,0 1150.0 1.43 0.55 1.43 8.93 16.35 20.64 1.51 76.17

323,1 740.0 1,32 0.41 1.24 10.8 14,2 19.38 1.82 77.99

309.9 630.0 1.23 0.34 1.09 8.83 7.37 15.5 1.5 79,49

225.4 400.0 1.21 0.31 1.04 1.64 1.88 4.5 0.28 79.77

236,6 330.0 1.20 0,30 1.00 0.8 1.03 4.7 0.13 79.9

123,9 200.0 1.19 0.29 0.97 0.67 0.82 2.48 0.12 80.2

760.33 1362.55 - - - 473.68 92.42 714.9 - 80.02 .

Для руд Архонского месторождения оптимальная концентрация хлористого натрия в растворе - в пределах 20+40 г/ дм3, так как отношение цинка к свинцу равно 4.7.

При выщелачивании имеют место три периода перехода металлов в растворы. Первому отвечает первый пункт, второму - пункты 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12 и третьему - остальные.

Интенсивность выщелачивания металлов

Извлечение, % Выход МС1ЯЛЛЯ, г/(дм3/ч) • Интенсивность, г/(м2/ч) • Периоды выщелачи-

Свинец железо цинк свинец железо ■1 ы 3 рь Зи

цикл текущее .цикл текущее вания

0,83 0.83 22.64 22.64 4,04 0,02 4.24 4.83 0.10 3,43 1

0,45 1.28 -6,8 29.44 3,3 0,04 4,02 2,24 0,08 1.86 2

0,39 1.67 8.34 •37.78 2,89 0,03 4,9 2,17 0,07 2,46

0,44 2,11 4,45 42.23 2.64 0,06 4,29 1.42 0,09 1.55

0,14 2.25 3,08 45.31 2,01 0,03 4,63 0.84 0.03 1.32

0,44 3,49 7,0 54.43 1,91 0,08 2,18 2,60 0,06 2,00

4,16 . 7.65 4.03 58.46 1,86 0,88 5,66 иг 1,29 2.84

5,93 > 13.58 3.9 62.36 1.51 1,12 4.97 1.12 1,77 2.75

2.98 16,56 1.86 64.22 1,92 1,5 6.29 0.73 1.23 Ш

3,51 20,07 1.84 66.06 1,5 1,63 5,73 0,58 13 1,76

11,23 31,3 2.77 68.83 1,01 2,1 3,46 0.80 '4,17 2,32

1,35 • 32.65 7.03 75.86 1,97 0,08 2.7 3,89 0,31 4,65

3,06 35,73 1.72 77.58 2.42 1.33 4,97 1,24 МО 2.31 3

2,36 38.09 0.98 78.56 2.23 1,15 3,22 1.19 1.26 1,56

3,84 41,93 1.25 79.81 0.86 0,6 1,32 0.96 1,42 1.36

13,51 55.44 2.54 82.35 1.49 2,72 3.4 1.76 8.36 4.06

П,7 ' 67,14 2.3 84.65 0.75 0,98 1,34 1.44 6,09 2.75

6,09 72.23 1.91 86.56 0.80 0,67 1.40 1.38 4.16 2.73

1,5 • 74.73 0.55 87.11 0.81 0,94 2.25 0.57 2.56 1.83

0.85 75.58 0.58 87.69 0.33 0,43 1.97 0.23 1.21 1.65

0,68 76,26 0,3 87.99 0.29 0,34 1.03 0.20 1,00 0,90

- 76.26 - 87.99 0.124 0.024 0,188 - - -

(Скачкообразное увеличение потока в некоторых случаях (п.б и 16) является следствием перерывов по 30 суток. В это время происходило выравнивание концентрации металлов в растворах и на поверхности минералов за счет внутренней диффузии. В других случаях (п. 12 и 13) - следствие увеличения удель-

ных расходов растворов и применения более активного раствора, чем в предыдущем цикле.

Зависимости, полученные при выщелачивании металлов из руд Архонеко-го месторождения, аналогичны зависимостям, полученным при выщелачивании металлов из металлоносной закладки Садонского месторождения и руд Згид-ского месторождения, а также полученным при выщелачивании из руд Кака-дур-Ханикомского месторождения (рис.7). Это свидетельствует об универсальном характере установленных закономерностей выщелачивания свинца и цинка из сульфидных руд.

Выщелачивание свинца и цинка из сульфидных руд серно- кислотно-хлоридным раствором с последующим разделением металлов при переработке продукционного раствора позволяет сократить время выщелачивания по сравнению с двухстадийной схемой, когда цинк извлекают сернокислотным раствором, а затем хлоридным раствором извлекают свинец.

Скорость выщелачивания свинца и цинка сернокислотно - хлоридным раствором выше, чем кислородом воздуха, для железа - наоборот. Регулируя содержание хлорида натрия в растворе, можно управлять процессом выщелачивания.

При прохождении растворов сквозь столб руды формируется фронт выщелачивания, который представляет собой передовую часть зоны интенсивного окисления, выше которой и ниже окисление протекает медленно, поэтому в рудном поле выделяются три участка: формирование фронта выщелачивания, прохождения по рудному столбу и затухания. •

На основании результатов экспериментов разработана методика определения параметров подземного выщелачивания для отработки бедных и потерянных сульфидных руд и методика расчета основных технологических параметров процесса (табл. 9).

к к

, -ея

ч а о н

5;о ,4,0 3,0, 2,0 1,0

•

1 У=е

)

Удельный расход, лУ(ч-м )

Рис. 6. Зависимость потока диффузии от удельного расхода растворов

г»

•

1 г-,

ч. —. / ^ V л

1 I ч ! \ \ Ш

Ир

о 40 ю <го <ияогмгмзг«зи4м<мио1и)(ин»(шиб71(7имоис№шк1)лш

Количество пропущенного раствори, л

Рис. 7. Динамика извлечения цинка

Основные формулы для расчета параметров процесса

Параметр Формула Примечания

1 Ко шмество реагентов для выщсичива-нпя чета.1 юв 1Ь 1 кг руды Ор=001(Р|Я.>-|+Р2Ч:>-:+ ..+Р.ЧпХп]> кг, где р,,, „-расход рел ента, кг. ц,, „ - содержание мст аллов в руде, 0 о. X, з „ - извлечение металлов в растворы Для Архонского месторождения Х7„ =0.8, Jipt Ч>.76 и ?ч.с=0,85

2 Количество воздуха для окисления I кг руды и" 0,022 где 0<> - количество кислорода для окисления минералов в 1 кг руды

3 Проииотитеть-ност ь по растворам - р 86 Ко, где ц - удельный расход растворов, м7(час мг); Бо - орошаемая площадь, м3; Ко - коэффициент потери растворов Для Архонского месторождения ц = 0,24 м'/(час м:), К„-1,М,2

4. Содержание металла 1 в выщелачиваемой руде во время 1 Чм.-Л,, ехр[-ум,А О/у], %, где ч М1 - первоначальное содержание металла в руде, "о; - интенсивность выщелачивания с единицы площади руды, г/(мг/ч); у - объемный вес руды, г/м3 Jvi, - определяется по результатам лабораторных исследований на модели

5. Концентрация металла 1 в растворе во время 1 См,= {Л\,,я°\„Ауе>.рим, А1]}/у /ц 56, г/м\ где V - объем руды, м'; А - удельная поверхность руды, м'/м'.

6. Количество ипритного концентрата для интенсификации окислительных процессов у,(Кк-К„)Хк,р„к" 0 81 тт, кг/час, где V, - количество воды, м'/час; Кк - содержание Н;504 для поддержания кислотности, кг/м , Кн - содержание НгЗО« в воде, кг/м'; т - коэффициент эффективности; т - пирита в 1 кг пиритного концентрата; Хк - коэффициент расхода Н>504 в других направлениях Xi= 1 - коэффициент определяется практически; т<1.

7. Температура в зоне интен-сивного окисления (фронт выщелачивания) (+=(!,„ + <<,) К,. "С, 1 де К5 - коэффициент рассеивания тепла, 1„, - температура нагрева горных пород за счет геотермического тепла; и=иЧН-1т)/Ч "С, где 1„ - температура земной поверхности под объектом, "С; Н - глубина объекта, м, И - глубина зоны постоянных температур, м, ц - геотермический градиент, м/град, То- температура нагрева пород за счет тепла реакций, °С; Ог= Л Р А«« V,« + Л„, где Др - теплоемкость руды, кдж/кг-град. Ар,,, - теплоемкость раствора, кдж/кг-град, Д„, - теплоемкость воздуха, кдж/кг-грал; \'рйс - количество раствора на 1 кг руды, м3; У„, - количество воздуха для окисления 1 кг руды, м\ От - количество тепла при окислении I кг руды, кдж/кг-град Для Архонского месторождения параметры: q = 33 м/град; trn = 22,5 °С - на глубине 400 м, to" 9,1 °С, Qt -1525,2 кдж/кг-фад, 1er »31,б'°С

8 Время отработки блока 1к = час, А ц 5б С\), где А - удельная поверхность руды, м2/м\ С1«/ - конечная концентрация металла 1 в растворе, г/м3.

9 Суммарная добыча металла М, = V у ч°м, [ 1 -ехр(-]м А1 / у)], т

10. Годовая экономическая эффективность. Эг" (С*, - С„„) От, тыс.руб При повторной отработке

Исходя из расчетов, строятся зависимости изменения себестоимости 1 тонны металла п зависимости от масштабов производства и содержания металлов в руде при изменяющейся мощности рудных тел. Рассчитывается себестоимость 1 т металла, затем определяется зависимость себестоимости от содержания металлов в руде при изменяющейся мощности рудного тела (рис.8).

Зависимость себестоимости металла от масштабов производства интерпретируется графически (рис. 8, б). По полученным зависимостям определяют рентабельные масштабы производства при заданной мощности рудного тела и содержании металла в руде. Если содержание в руде равно 1% и мощность рудного тела 10 м, то согласно графику (рис.8, а) себестоимость 1т металла -640 руб. Товарная же стоимость - 443 руб. По полученной себестоимости и мощности определяют рентабельные масштабы производства, в данном случае 320 тыс. тонн. Это означает, что применение выщелачивания при меньших масштабах производства нецелесообразно.

В качестве критерия оптимальности технологии принят показатель - сумма годовой прибыли, основанный на учете рыночных отношений:

где у -доля потерянных и забалансовых руд в объеме производства, доли ед.; А! - производственная мощность предприятия в ^й год, т./год; Ь - время применения технологий с выщелачиванием, лет; и - срок строительства объектов выщелачивания, лет;

- сроки строительства объекта, лет; ил и Сд1 - извлекаемая ценность добываемой руды и затраты на ее добычу и переработку в год, руб./т;

1С« - капиталовложения в объект выщелачивания в 1-й год, руб.;

Аш - производственная мощность предприятия по переработке в год, руб./т;

Цдт и едт - извлекаемая ценность и затраты на это в 1-й год, руб./т;

Кш - затраты на строительство и освоение объектов в 1-й год, руб.;

Сл - затраты на добычу металлов комбинированным способом, руб.

Е - коэффициент дисконтирования затрат и прибыли, доли ед.;

(с+1р Ф 1 ^ ^ ^

(16)

С, = + А> + А+А + А+А.)+А\ + А1.

(17)

а) 1.- ш=2,0 м; 2,- т=5,0 м; 3.- т=10,0 м; 4,- т=20,0 м

Содержание, у %

б)

3 н

се со н о

4 о т т X

о а, с

3 ю

св н

о ю

630

525

420

315

210

105

200 400 600 800 1000 1200

Себестоимость, руб./т Рис. 8. Номограмма для определения рентабельных масштабов производства: а) мощность рудного тела, б) содержание металлов в руде

Ем - процентная ставка за кредит на дополнительные работы, доли ед.; П« и Рб - потери и разубоживание руды при базовом варианте, доли ед.; А|, Аз , А< - затраты на погашение геологоразведочных работ, на амортизацию и на горно-подготовительные работы, отнесенные на 1 т балансовых запасов при базовом варианте, руб./т,

А<, А) и Аб - затраты на управление массивом и обогащение при базовом варианте на 1 т руды, р\б.;

А^ и А'б - затраты на управление массивом и обогащение при новом варианте на 1 труды, руб./т.

Рекомендована технологическая схема выщелачивания металлов из сульфидных руд (рис. 9), примененная на Фиагдонском месторождении.

РцЗнччны* >оЗы

о ОсажЭение тПрвых 8з1«сеи

В ат&ал 5 Осаждение

КОМПМКСНЫ». 8«Л«и

нТбоГ]—~7—* Растворение ----Гг-л- .--.""Ч цинка и железа

1 5

^ Осаждение мепеза Г ; ~г~1 рН4*6

гп-»е/1ь 1

РС-проЭцкт б* 45 % ¿п-емь В=60%

рН4*

Осаждение цинка рЦ 9

Ре-гмь I хранилище 6-=90%

Рис 9. Рекомендуемая схема выщелачивания металлов

Растворы и рудничные воды, собираются в отстойнике 2. Очищенные от взвесей растворы подаются в емкость 3, где металлы осаждаются при рН-9. В качестве осадителя используются кальцинированная сода или известковое молоко. Осветленные растворы поступают в зумпф главного насоса I, откуда, после нодкислення, подаются в процесс. Часть очищенных растворов сбрасывается в природную гидросеть.

Комплексные осадки направляются в агитатор 4, куда подается раствор * серной кислоты с рН до 2. Гель перемешивается с кислотой, при этом цинк, железо и сопутствующие металлы переходят в раствор, а трудно растворимый в кислой среде сульфат свинца направляется на центрифугу 8 для обезвоживания 4 (15%).

Верхний слив поступает в емкость 5, где он смешивается с пульпой пиро-лючи га или обрабатывается хлором для перевода железа в трехвалентную форму. В емкости 6 все железо осаждается при рН- 4-5. Очищенный от железа раствор поступает в емкость 7, где нейтрализуется при рН-9 для осаждения цинка, который подвергается обезвоживанию до В = 60 % на центрифуге.

Практическое выщелачивание окисленного цинка из потерянных запасов жилы «Южная» осуществлено на Архонском месторождении. В дальнейшем эта установка использовалась для очистки рудничных стоков Архонского месторождения перед сбросом в р. Ардон.

Выщелачивание окисленного цинка велось в три этапа с перерывами, вызванными несвоевременной вывозкой геля. Чистое время промывки составило 70 суток (табл.10).

Таблица 10

Параметры экспериментального выщелачивания

Этапы Время, с. Растворов, м3 Содержание, г/м Добыто металла, кг Содержание компонентов, %

Ъа РЬ гп РЬ гп РЬ 8Ю2

1 30 14400 1377,0 20,2 19828,8 290,88 42,17 0,81 1,8

II 5 2400 1070,0 15,55 2568,0 37,32 36,02 0,84 2,5

III 35 16800 1130,0 18,2 1884,0 305,76 33,7 0,70 2,2

Е 70 33600 1231,5 18,87 41380,8 633,96 38,0 0,8 2,0

Установлено, что из растворов, содержащих более 500 мг/дм3 цинка, можно получить электролизом цинковый порошок с содержанием до 83-90 % цинка (при расходе электроэнергии 3500-4500 кВт на 1 т металла), а при достаточной очистке растворов - даже катодный цинк

По методике автора для Садонского месторождения определены запасы руд,. пригодный для повторной разработки с помощью выщелачивания (табл.11). Эти запасы недоступны или экономически нецелесообразны для тра- ^ диционных технологий.

Таблица 11

Запасы для повторной разработки методом выщелачивания »

Вид запасов Количество

руда свинец цинк условный свинец

т % т %■ т %

закладка, 77506 496 0,64 372 0,48 734 0,95

целики 18550 - 3,72 - 1,56 - 5,09

бедные руды 147000 1365 0,93 749 0,51 1854 1,30

итого: 239363 3163 132 1498 0,63 4136 1,73

Предлагаемая методика позволяет определить параметры процессов выщелачивания и прогнозировать технологические, экономические и экологические последствия добычи металлов из недоступных для традиционных техноло- ■ гий запасов руд, а также определять зависимость себестоимости металла от масштабов производства.

Расчеты выполнены при следующих условиях: -на каждом из рудников отрабатывается один этаж высотой 50 м; -дробление производится скважинами с созданием компенсационного пространства;

-раствор подается в виде воздушно-водяной смеси и принимается через выработки днища и скважины;- расход раствора принят из условий пленочно-капельного режима движения сквозь массив;

-время рабош системы выщелачивания 24 ч. в сутки круглогодично.

При коэффициенте извлечения металлов в растворы 0,75, а из растворов в осадки - 0,')5 годовая переработка составит 1,816 млн. тонн при выпуске 12.712 тыс. тонн цинка в геле. Годовая экономия:

Э , , - (486,05-278,7)-12712 = 2636 тыс. руб. Эффективность применения технологии с элементами выщелачивания ^ для условий Садонского месторождения представлена в табл. 12.

Таблица 12

Показатели технологий добычи металлов

Показатели Единицы измерения Технологии

базовая комбинированная

Использование недр: разубоживание процент 30 0-10

потери процент 20 0

Добыча мс1а.1.юв юрнымп работами процент 100 200

Выпуск концентратов: свинцовых тонн/ год 7000 10500

цинковых тонн/год 10000 15500

Цена концентра гов: свинцовых руб/т 555 555

цинковых руб/т 360 360

Стоимость свинцовых концентратов тыс. руб 3900 5800

Стоимость 1|ннковы\ концентратов тыс. руб 3600 5600

Слоимое 1Ь годовой добычи металлов тыс. руб 7500 11400

Производительность по горной массе т.м3/год 170 340

Объем образуемых пустот в год тыс. м3 220 220

Обраювано хвостов т ыс.тонн 800 -

Дополни|Сльно концентратов: свинцовых тонн/год - 440

цинковых тонн/год - 680

Стоимость концентратов из переработки тыс. руб - 11400

Стоимость строительных материалов тыс. руб - 200

Сюнмость прочих металлов (экспертная) тыс. руб - 400

Стоимость подготовки воды для котлов тыс. руб - 200

Всего дополнительных продуктов тыс. руб - 12200

Результаты использования технологий т. руб/год 7500 19700

Экономия на годовой объем т. руб/год - 12200

Экономия Процент - 160

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА | СЯетсрвург

О» Ю0 «кг \

Значения основных входящих в расчет показателей: производительность рудника 500000 т/год, производительность обогатительной фабрики 700000 т/год, содержание в руде: свинца 1.6 %, цинка 1.8 %, извлечение в концентрат: в свинцовый - 91% РЬ и 4% 1п, в цинковый - 87% 7.п и 2% РЬ. Кроме свинца и цинка, содержание компонентов: медь 0,29%, кадмий 0,011%, индий 0.0007%, висмут 0,006%, кобальт 0,0051%, таллий 0,0003%, галлий 0,0004%, германий 0,00025%, золото 0,06 г/т, серебро 28 г/т.

Расчеты показывают, что использование новой технологии добычи руд на 160 % экономичнее базовой технологии.

При выщелачивании руд в качестве реагента используются металлосодер-жащие шахтные стоки. В результате процесса получаются не только металлы, но и попутные товарные продукты. В этом случае стоимость попутной продукции удешевляет конечный продукт, увеличивая прибыль

Функционал модели:

Пу -\Аа£-(Ци + Цс + Цх +Ц, +ЦИЗ +Ц,)-

ыь

л(1+Е 'И'"-/ , (18)

[(аэ +ЬэА) + (ак +ЬКА)Е„Р-нп) „ -> шах

ЕНП(1 + ЕНПУ™

где Пу- прибыль, ден.ед.; Цщ - цена металлов, ден.ед/т; Цс - цена строительного сырья, ден.ед/т; Цх - цена кислот и щелочи, ден.ед/т; Цг - цена газообразных продуктов, ден.ед/т; Цп э. - цена анолита и католита, ден.ед/т; Ци - цена обессоленной воды, ден.ед/т; аэ - условно-постоянные расходы на эксплуатацию установки, ден.ед/т; Ьэ - переменные расходы на эксплуатацию, зависящие от объема переработки, ден.ед/т; ак - условно. постоянные расходы на капитальное строительство, ден.ед/т; Ьк - переменные расходы на капитальное строительство установки, зависящие от объема переработки, ден.ед/т; Ец - нормативный коэффициент капитальных вложений; Ецц - нормативный коэффициент приведения разновременных затрат; А- объем растворов, циркулирующих в системе выщелачивания, м3/год; а -концентрация полученных компонентов в продуктивных растворах, т /м3; е - извлечение металла из хвостов; Б -запасы металлов в накопленных и прогнозируемых хвостах, т; Ь - коэффициент переменной части расходов, зависящий от объема переработки стоков.

Переработка руд с использованием в качестве реагента воды является природоохранным мероприятием, поэтому затраты на строительство и эксплуатацию сопоставляются со всей суммой отрицательных эффектов влияния отходов. Математическая модель для определения ущерба:

3=э;!-э;, ■ (19)

Эу = V + Зрхр + Зшср + ЗгпР = (20)

щ I II I

где: Э"-ущерб при базовой технологии, ден. ед.; Э" - ущерб при новой техно-4 логии, ден. ед.; Заг/ - затраты на складирование руд в течение времени t, ден. ед-.' Зр.х - плата за хранилища руд и хвостов, ден. ед.;/? - коэффициент соотношения фактических объемов с нормируемыми; Зшс - затраты на компенсацию сброса неочищенных стоков, ден. ед.; Зг„- затраты на компенсацию сброса газопылевых продуктов, ден. ед.; Ух - объем складируемых хвостов, м3; Г - время, год; 30 - удельные затраты на формирование отвалов, ден. ед./м2; 3„- удельные затраты на поддержание отвалов, ден. ед./м3; ахи - содержание металлов в хвостах, %; п - количество источников загрязнения; 5 - площадь, отвалов, м2; З3 -стоимость земли, ден. ед./м2; - объем стоков, м3; асм - содержание металлов в стоках, кг/м3; Кк - коэффициент кислотности (рН) жидких отходов; Уг - объем выбросов, м3; у- коэффициент концентрации твердого в газообразной фазе.

Заключение

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в ► которой решена крупная научно-техническая проблема по разработке научных основ подземного выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных сульфидных руд, что позволяет значительно расширить сырьевую базу отрасли и существенно сократить затраты на охрану окружающей среды.

Основные научные и практические результаты работы: 1 .Предложена новая научная концепция повышения эффективности разработки запасов бедных и потерянных сульфидных руд полиметаллических месторождений с повышением выпуска металлов и сохранением окружающей среды.

2. Разработаны научные основы отработки месторождений сульфидных руд путем рационального сочетания подземного выщелачивания в комбинации с традиционными способами добычи металлов.

3.Доказано, что фронтальный характер перемещения зоны выщелачивания при пленочно-капельном режиме движения растворов сквозь полиметаллическую руду определяет предпочтительность последнего по сравнению с режимом затопления.

4. Получены многофакторные математические модели, описывающие влияние горно- технических условий на показатели извлечения свинца и цинка из бедных и потерянных руд.

5. Установлено, что комбинирование технологий подземного выщелачивания руд с традиционными способами добычи металлов обеспечивает увеличение экономической эффективности доработки запасов для Садонских месторождений в 1.6 раз при радикальном сохранении гидросферы окружающей среды от загрязнения продуктами природного выщелачивания.

6. Предложена методика оценки эффективности отработки потерянных запасов на эксплуатируемом месторождении сульфидных полиметаллических руд, отличающаяся учетом природных и эколого-экономических факторов.

7. Определены параметры впияния агентов рудничной атмосферы в пустотах сульфидных полиметаллических месторождений на параметры окислительных процессов.

8. Выявлены закономерности влияния на процесс выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных руд скорости подачи и состава выщелачивающих растворов, температуры и электродных потенциалов рудных минералов.

9. Определена технологическая схема комбинирования отработки потерянных запасов на эксплуатируемых месторождениях Садона технологиями с выщелачиванием и традиционными способами добычи.

10. Предложены математические модели, в которых учтено взаимовлияние горно - технических условий и технологических параметров выщелачивания ме-

таллов, позволяющие прогнозировать параметры извлечения металлов из руд с высокой достоверностью.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах:

Отдельные издания:

1. Городничев А. П., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. Техника безопасности при подземном выщелачивании металлов из руд. Орджоникидзе: ИР. 1990. 140 с.

2. Хулелидзе К. К.. Голик В. И., Хадонов 3. М. Экономика и управление технологическими комплексами при выщелачивании металлов. Владикавказ: Терек. 2001.254 с.

В центральной печати: , •

3. Дзугкоев В. С., Остроушко Р. И., Хулелидзе К. К. Опыт очистки рудничных вод на Садонском свинцово-цинковом комбинате // НИИЭИ Цветмет. 1974.

№ 7. с. 53-54.

4. ОстроуЩко И. А., Келин В. И., Хулелидзе К. К. Электродные процессы и их влияние на выщелачивание металлов из полиметаллических руд // Депон. ЦНИИЭИ цве'гмет. 18.02.1978. № 282.

5. Хулелидзе К. К. Повышение полноты извлечения полезных ископаемых из недр, путем повторной отработки месторождений выщелачиванием// НИИТЭХим. Инф. бюллетень "Промышленность горно-химического сырья" Москва. 1980. Вып. I. с. 13-15.

6. Остроушко И. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. К., Городничев А. П. Выщелачивание свинца и цинка из сульфидных руд // НИИЭИ цветмет. 1981. № 17.

с. 11-12.

7. А. с. 9347719 СССР. Способ выщелачивания свинца и цинка из сульфидных руд / Келин В. Н., Остроушко Р. И., Хулелидзе К. К., Арене В. Ж., Долга-

рев А. В. // 1982. В откр. печати не публ.

8. Остроушко И. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. К., Городничев А. П. Исследование закономерности угасания оруденения в боковых породах Садонского месторождения//Депон. ЦНИИЭИ цветмет. 26. VI. 1983. №1007.

9.0строушко И. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. Хвостохранилища ГОК и возможности их использования // Депон. ЦНИИЭИ цветметинформация. -26.VI. 1983.-№1008.

10.Келин В. Н., Остроушко И. А., Хулелидзе К. К., Городничев А. П. Перспективы использования методов РГМ на полиметаллических месторождениях СССР // ВНТК " Проблемы геотехнологии."- Черкассы. 1983. - с. 120-131.

11.Хулелидзе К. К., Остроушко И. А., Келин В. Н., Городничев А. П. Гидрометаллометрические съемки в горных отводах Садонского СЦК // ВНТК "Проблемы геотехнологии." - Черкассы. 1983. - с. 131-134.

12.0строушко И. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. Методика определения экономической эффективности выщелачивания // Депон. ЦНИИЭИ цветметинформация. -17.02.84. - №1045.

13.0строушко И. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. Анализ использования подземного выщелачивания при разработке рудных месторождений // Депон. ЦНИИЭИ цветметинформация.- 17.02.84. - №1046.

14.0строушко И. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. Методика предварительной оценки возможности и целесообразности применения подземного выщелачивания // Депон. ЦНИИЭИ цветметинформация-17.02.84.-№1047.

15.Хулелидзе К. К., Келин В. Н., Городничев А. П. Гидрометаллометрические съемки в выработках полиметаллического рудника и метод контроля загрязнения окружающей среды рудничными водами //Депон. ЦНИИЭИ цветметинформация. -19.07.85. -№1252-85.

16.А.С. 1197536 СССР. Способ подземного выщелачивания металлов / Воронин П. А., Алкацев М. И., Кондратьев Ю. И., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. - 1984. В откр. печати не публ.

17. Хулелидзе К. К., Келин В. Н., Кондратьев Ю. И., Кобленц Э. Л., Баратов

JI. Г. Перспективы применения геотехнологических методов для отработки бедных сульфидных полиметаллических руд // ВНТК "Перспективы развития технологии подземной разработки рудных месторождений" - Москва: МГИ.- 1985.-с. 98-99.

1 39

18. Келин В. Н., Хулелидзе К. К., Кондратьев Ю. И., Баратов Л. Г. О дополне-

нии кадастров на полиметаллические месторождения // Деп. I рук.ЦНИИЭИцветметинформация. - 24.07.85. - №1302-85.

) 19. А. с. 1343920 СССР. Способ выщелачивания металлов из руд/Воронин П.

! А., Алкацев М.И., Кондратьев Ю. И., Хулелидзе К. К., Келин В. Н. - 1987. В

I откр. печати не публ.

* 20.Копанев А. М., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. и др. Сорбционное извлечение I ценных компонентов из растворов геотехнологического происхождения на Са-

I , донском СЦК // ВНТК "Процессы вскрытия, химического обогащения и выщелачивания трудноперерабатываемого сырья цветных и редких металлов." - Но-| восибирск. 1987.-с. 111-114.

' 21.А. с. 1351116 СССР. Способ извлечения свинца и цинка из хлоридных рас-

1 творов/Копанев А. М., Драгавцева Н. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. Кг,' Кузне-

^ цов Л. И. // - 1987. В откр. печати не публ. ■ ;

22.А. С. 1373025 СССР. Способ выщелачивания свинца и цинка из сульфидных I руд/Келин В. Н., Хулелидзе К. К., Кондратьев Ю. И., Кузнецов Л. И. // -1987. В

( откр. печати не публ.

! 23.А. С. 1352152 СССР. Способ подземного выщелачивания сульфидсодержа-

щих полиметаллических руд / Лобанов Д. П., Абдульманов К. Г., Хулелидзе К.

(

К., Цветкова В. Н., Кузнецов Л. И. // - 1987. В откр. печати не публ. 24.Кобленц Э. Л., Келин В. Н., Хулелидзе К. К. Некоторые вопросы оценки за-

♦

пасов полиметаллических руд для геотехнологических методов // Известия ^ СКНЦВШ. "Естественные науки." -Ростов / Дон. -1989. -№3. - с. 81-85.

25 .Келин В. Н., Городничев А. П., Хулелидзе К. К. и др. Выщелачивание свинца и серебра из эфелей // Депон. ЦНИИЭИ цветметинформация,- 11.12.1989.- № • 1880-89.

26.Городничев А. П., Хулелидзе К. К., Кондратьев Ю. И. й др. Вентиляционные режимы при отработке полиметаллических месторождений подземным выщелачиванием // Депон. ЦНИИЭИ цветметинформация. -11.12.1989. - № 1877-89.

21 A.c. 1696684 СССР. Электрод для подземного выщелачивания металлов из руд / Воронин П. А., Кондратьев Ю. И., Алкацев М. И., Хулелидзе К. К., Келин В. П., Ростованов С. Э., Мосягин Г. В. // Открытия. Изобретения.- 1991. - № 49.

28.Хулелидзе К. К., Городничев А. П., Кондратьев Ю. И., Ростованов С. Э., Ба-ратов JI. Г. Исследование ареалов загрязнений сточными водами полиметаллических рудников // МНТК "Экологические проблемы горных территорий." -Владикавказ.-1991.-с. 182-183.

29.Хулелидзе К. К., Кондратьев Ю. И., Городничев А. П., Ростованов С. Э., Ба-ратов JI. Г. Кучное выщелачивание тяжелых цветных металлов из лежалых отходов горного производства, как способ охраны окружающей среды // МНТК "Экологические проблемы горных территорий."- Владикавказ. -1991. - с.230-231.

30.Хулелидзе К. К., Городничев А. П., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Ба-ратов JI. Г. Загрязнение природной гидросети стоками горных предприятий // 2-ая МНТК"Экологические проблемы горных территорий."- Владикавказ.- 1995.

31.Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов Л. Г. Исследование воздействия промстоков полиметаллических рудников на окружающую среду // МНТК. -Краков. -1996.

32.Патент 2088679 РФ. Способ извлечения цинка из сульфатных растворов

/ Баратов Л. Г., Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И. // Открытия. Изобретения. -1997.

33.Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов Л. Г. Горные предприятия Северного Кавказа как источник загрязнения природной гидросети // 3-ая МНТК "Устойчивое развитие горных территорий." - Владикавказ. 1998.-с. 299-300.

34.Хулелидзе К. К. Механизм выщелачивания сульфидных полиметаллических руд в присутствии кислорода // Вестник МАНЭБ. -№ 4 (40).- 2001. - с. 130-132.

35.Городничев А. П., Хулелидзе К. К. Перспективы отработки бедных и потерянных руд // Вестник МАНЭБ. -№ 5 (29).- 2000. - с. 125-126.

36.Хулелидзе К. К. Выбор н обоснование реагентов для выщелачивания свинца и цинка из с\ льфидныч полиметаллических руд // Вестник МАНОБ. -№ 2 (5^). -2002.-с. 190-192.

37.Хулелидзе К. К.. Болотаева И. И. Экологические преимущества геотехнологий // ВНТК "Перспективы развития горнодобывающего и металлургического комплексов России " (посвященная 70-летию СКГТУ). -Владикавказ.- 2002. с. -277-280.

В местной печати:

38.0строушко И. А.. Хулелидзе К. К., Келин В. Н., Дзугкоев В. С. Цели и задачи гидрометаллометрической съемки на рудниках // -Орджоникидзе. Сб. трэдов СКГМИ. -1974.- Вып. XXXVII. -с. 114-119.

39.Хулелидзе К. К. Об истинных потерях руд цветных металлов в недрах // -Орджоникидзе. Сб. трудов СКГМИ. -1976.-Вып. XXXIII. -с. 86-88.

40.Хулелидзе К. К. Окислительные процессы в отработанных пространствах Архонского полиметаллическою месторождения // Орджоникидзе. " Подземная разработка жильных месторождений." Межвузовский сборник научных статей. -1977,- Вып. I.- с. 6-8.

41.0строушко И. А., Хулелидзе К. К., Келин В. Н. Контуры полиметаллического рудника будущего // НТК, посвященная 50-летию СКГМИ. -Орджоникидзе. -1981.-с. 48-50.

42.0строушко И. А., Хулелидзе К. К., Келин В. Н., Городничев А. П. Рудничные воды и природная гидросеть // Орджоникидзе. Сб. трудов "Человек и природа: пути оптимизации отношений."- 1984. -с. 21-25.

43.Хулелидзе К. К., Городничев А. П. Келин В. Н., Алкацев М. И. Методика контроля за очисткой шахтных вод с целью оздоровления окружающей среды // Орджоникидзе. Сб. научных трудов "Некоторые аспекты оценки экологических условий жизни и деятельности человека." -1985. - с. 73-75.

44.Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов J1. Г. О возможности извлечения металлов из рудничных вод // Владикавказ. Сб. "Пути развития горного производства (к 150-летию ССЦК)." - 1993. - с. 51-54.

45.Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов Л. Г. Искусственное месторождение цинка //- Владикавказ. Сб. Сб. "Пути развития горного производства ( к 150-летию ССЦК)." -1993.- с. 54-56.

46.Хулелидзе К. К., Городничев А. П., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов Л. Г. Загрязнение природной гидросети тяжелыми металлами // Владикавказ. НТК, посвященная 100-летию проф. Агеенкова В. Г. -1993.- с. 39-41.

47.Воронин П. А., Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э. Электрод для подземного • выщелачивания // -Владикавказ. Сб. трудов СКГТУ. - 1996. - Вып. II. - с. 38-40.

48.Кондратьев Ю. И., Воронин П. А., Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э. Предотвращение выноса потенциала за пределы массива при'подземном и кучном выщелачивании // -Владикавказ. Сб. трудов СКГТУ. -1998.- № 4 -с. 224-225.

49.Хулелидзе К. К., Кондратьев Ю. И., Ростованов С. Э., Баратов Л. Г. Очистка рудничных вод Садонского СЦК с использованием сульфидов щелочных металлов // -Владикавказ. Сб. НИОКР-Мин. природы: "Иристон."- 1998. - с. 3337.

50.Хулелидзе К. К. Влияние температуры нагрева горного массива на скорость выщелачивания // -Владикавказ: Сб. трудов СКГТУ.- 1999.- № 6. -с. 32-36.

51.Баратов Л. Г., Хулелидзе К. К., Солоденко А. Ё., Матевосян Д. В. Способы получения окиси цинка из рудничной воды с автоклавной подготовкой суспензии к обезвоживанию // -Владикавказ: Сб. трудов СКГТУ.- 2000. -№ 7. -с. 102107.

52.Шелкунова Т. Б., Хулелидзе К. К., Кондратьев Ю. И., Кондратьев Д. Ю. ' Комплексное влияние состава и скорости подачи растворов на выщелачивание сульфидных полиметаллических руд // -Владикавказ: Сб. трудов СКГТУ.- 2000. 1 --с. 3-6.

53.Хулелидзе К. К., Матевосян Д. В. Методы определения производительности геотехнологического предприятия // -Владикавказ: Сб. трудов аспирантов СКГТУ. - 2000. - с. 16-21.

Г !

Подписано к печати*?, О^ 2003.

Объем 2. п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 167

Северо-Кавказский государственный технологический университет. 362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

»! -73 9 3

* i *

Содержание диссертации, доктора технических наук, Хулелидзе, Казбек Константинович

Введение

Глава 1. Геотехнологические способы добычи металлов

1.1. Теория и практика выщелачивания металлов из сульфидных руд

1.2. Анализ опыта использования технологий с выщелачиванием

1.3. Анализ направлений развития технологий с выщелачиванием

1.4. Цели, задачи и методика исследований

Глава 2. Исследование месторождений Северного Кавказа

2.1. Исследование условий локализации месторождений

2.2. Показатели эксплуатации месторождений

2.3. Исследование месторождений потерянных руд

2.4. Исследование возможности добычи потерянных руд 74 Выводы

Глава 3. Исследование параметров извлечения металлов из потерянных руд

3.1. Гранулометрический состав потерянных руд

3.2. Фильтрационные способности потерянных руд

3.3. Условия природного выщелачивания металлов

3.4. Интенсификация геотехнологических процессов 107 Выводы

Глава 4. Закономерности процессов выщелачивания сульфидных руд

4.1. Кинетика физико-химических процессов

4.2. Концепция управления процессами подземного выщелачивания

4.3. Геоструктурная модель подземного выщелачивания

4.4. Оптимизация параметров выщелачивания 154 Выводы

Глава 5. Методическое обоснование технологии добычи металлов выщелачиванием

5.1. Методика определения параметров выщелачивания

5.2. Методика проектирования объектов геотехнологии

5.3. Принципы комбинирования геотехнологий

5.4. Оценка запасов руд для комбинированной разработки 182 Выводы

Глава 6. Эколого-экономические аспекты выщелачивания руд

6.1. Эффективность возврата потерь в производство

6.2. Оценка показателей технологий природо - и ресурсосбережения

6.3. Управление процессами выщелачивания

6.4. Пути конверсии рудников РСО-Алания 229 Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Научные основы выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных полиметаллических сульфидных руд"

Актуальность проблемы. Промышленные запасы свинцовых и цинковых руд быстро уменьшаются. Содержание металлов в товарных рудах, в связи с увеличением глубины работ, снижается, соответственно увеличивается себестоимость их производства. Это стимулирует выборочную отработку участков месторождений и увеличивает потери руд и металлов в недрах, особенно значительные при разработке месторождений со сложными горно-геологическими и горнотехническими условиями. Например, в пустотах и оруденелых породах месторождений Садонского СЦК потеряно около 54 млн. т руды. Вовлечение в отработку запасов потерянных и бедных руд позволяет расширить сырьевую базу и увеличить срок существования горных предприятий. Однако, существующие технологии добычи не позволяют рентабельно отрабатывать эти руды. В этих случаях при добыче урана, золота, меди и других металлов используют технологии подземного выщелачивания. Поэтому разработка научных основ подземного выщелачивания металлов из потерянных и забалансовых сульфидных полиметаллических руд является крупной актуальной проблемой.

Методы исследований. В работе применен комплексный метод исследования, включающий критический анализ и обобщение ранее выполненных исследований, теоретические исследования с использованием кинетики химических процессов, экспериментальные исследования с использованием методов математического планирования эксперимента и компьютерных статистических программ и опытно-промышленное внедрение.

Положения, выносимые на защиту:

1. Фронтальный характер перемещения зоны активных окислительных процессов по столбу выщелачиваемой рудной массы при пленочно-капельном режиме движения растворов определяет предпочтительность этого режима по сравнению с режимом затопления при отработке потерянных и забалансовых сульфидных полиметаллических руд.

2. Многофакторные математические модели, описывающие влияние горнотехнических условий: содержания кислорода в рудничной атмосфере, температуры системы «руда-раствор», электродных потенциалов минералов, а также технологических параметров: состава и скорости подачи выщелачивающего раствора, содержания в нем пирита на показатели извлечения свинца и цинка из бедных и потерянных руд.

Научная новизна и значимость:

1. Сформулирована концепция выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных сульфидных полиметаллических руд на месте их залегания сернокислотно-хлоридными растворами.

2. Определена степень влияния агентов рудничной атмосферы в пустотах месторождений на параметры окислительных процессов, протекающих на поверхности выщелачиваемых сульфидных минералов.

3. Выявлены закономерности влияния на процесс выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных руд температуры системы «руда-раствор», скорости и состава выщелачивающих растворов, электродных потенциалов рудообразующих минералов и содержания пирита.

4. Комбинированные технологии извлечения потерянных и бедных руд должны разрабатываться с учетом ряда горно-геологических и горнотехнических условий, таких, как соотношение содержания свинца и цинка в рудах, взаимное расположение участков, подлежащих отработке традиционными способами и выщелачиванием и др., а также требований обеспечения безопасности труда и снижения экологической напряженности.

5. Разработаны методики расчета и определения: технологических параметров выщелачивания сульфидных полиметаллических месторождений, производительности и масштабов геотехнологического предприятия и эколого-экономической эффективности отработки бедных и потерянных руд.

Практическое значение работы:

1. Разработанная методика обоснования параметров выщелачивания металлов из бедных и потерянных руд позволяет определить и рассчитать основные параметры процесса добычи.

3. Математические модели, описывающие взаимовлияние горно-технических условий и технологических параметров выщелачивания металлов, позволяют прогнозировать параметры извлечения металлов из руд.

4. Комбинирование технологий подземного выщелачивания с традиционными способами добычи руд обеспечивает повышение экономической эффективности отработки месторождений в 1,6 раза при радикальном сохранении окружающей среды.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается хорошей сходимостью результатов теоретических расчетов с результатами моделирования и опытно-промышленных испытаний, использованием современных методик и измерительной аппаратуры, а также статистической обработкой результатов.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований были использованы:

1. Проектным институтом «Кавказцветметпроект» (Орджоникидзе, 1978) при составлении ТЭО целесообразности выщелачивания свинца и цинка из потерянных и некондиционных руд Архонского месторождения Садонского СЦК.

2. НИИ «УНИПРОМедь» (Свердловск, 1980) при составлении программы опытно-промышленных испытаний подземного выщелачивания свинца и цинка на Фиагдон-ском руднике Садонского СЦК.

4. Разработанная методика расчета технологических параметров была использована при уточнении кадастров свинцово-цинковых месторождений СССР, выполненном СКГМИ по заданию МЦМ СССР (Орджоникидзе, 1985).

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на III Всесоюзной конференции по геотехнологическим методам добычи полезных ископаемых (г. Люберцы, 1983 г.), Всесоюзном совещании по проблеме «Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых» (г.Орджоникидзе, 1985 г.), на I, II, III Международных НТК «Экологические проблемы горных территорий» (г.Владикавказ, 1991, 1995, 1998 гг.), на Международной конференции (г. Краков, Польша, 1996 г.), на кафедре геотехнологии МГРИ, Садон-ском СЦК, Урупском ГОКе, Тырныаузском ВМК, институте Унипромедь, на НТК МГРИ (г.Москва, 1980-1991 гг.), на НТК СКГМИ-СКГТУ (1979-2002 гг.). Основные положения диссертации изложены в 53 работах, в том числе 2 монографиях, 7 авторских свидетельствах и патенте на изобретения.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Хулелидзе, Казбек Константинович

Выводы:

1. В условиях месторождений Садонского СЦК выщелачивание, как способ повторной отработки запасов, добыча которых традиционными способами нерентабельна и небезопасна, может быть использован с солидным эколого-экономическим эффектом.

2. Технологии с выщелачиванием эффективнее традиционных технологий (160 %) при радикальном улучшении условий труда, охраны и сохранения окружающей среды.

3. Эколого-экономическая эффективность технологий с выщелачиванием значительно возрастает за счет утилизации отходов горно-обогатительных переделов и очистки шахтных вод, с получением товарных компонентов.

Заключение

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в которой решена крупная научно-техническая проблема - разработка научных основ подземного выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных сульфидных руд, что позволяет значительно расширить сырьевую базу отрасли и существенно сократить затраты на охрану окружающей среды. Основные научные и практические результаты работы:

1. Предложена новая научная концепция повышения эффективности разработки запасов бедных и потерянных сульфидных руд полиметаллических месторождений с повышением выпуска металлов и сохранением окружающей среды.

4. Получены многофакторные математические модели, описывающие влияние горно-технических условий на показатели извлечения свинца и цинка из бедных и потерянных руд.

5. Установлено, что комбинирование технологий подземного выщелачивания руд с традиционными способами добычи металлов обеспечивает увеличение экономической эффективности доработки запасов для Садонских месторождений в 1,6 раз при радикальном сохранении гидросферы окружающей среды от загрязнения продуктами природного выщелачивания.

7. Определены параметры влияния агентов рудничной атмосферы в пустотах сульфидных полиметаллических месторождений на параметры окислительных процессов.

10. Предложены математические модели, в которых учтено взаимовлияние горно-технических условий и технологических параметров выщелачивания металлов, позволяющие прогнозировать параметры извлечения металлов из руд с высокой достоверностью.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Хулелидзе, Казбек Константинович, Владикавказ

1. Алборов И. Д., Голик В. Н., Цгоев Т. Ф. Экология промышленного производства. Владикавказ. Рухс. 1996.

2. Алексеенко Н. И. Моделирование процессов искусственного выщелачивания полезных ископаемых // Физико-химические проблемы разработки полезных ископаемых. 1969. № 3. с. 125-128.

3. Арене В. Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. М.: Недра, 1975. 263 с.

4. Арене В. Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых. М.: Недра, 1986. 279 с.

5. А. с. 9347719 СССР. Способ выщелачивания свинца и цинка из сульфидных руд / Келин В. Н., Остроушко Р. И., Хулелидзе К. К., Арене В. Ж., Долга-рев А. В. // 1982. В откр. печати не публ.

6. А. с. 1197536 СССР. Способ подземного выщелачивания металлов / Воронин П. А., Алкацев М. И., Келин В. Н., Кондратьев Ю. И., Хулелидзе К. К. // 1984. В откр. печати не публ.

7. А. с. 1351116 СССР. Способ извлечения свинца и цинка из хлоридных растворов / Копанев А. М., Драгавцева Н. А., Келин В. Н., Хулелидзе К. К., Кузнецов Л. Н. // 1987. В откр. печати не публ.

8. А. с. 1373025 СССР. Способ выщелачивания свинца и цинка из сульфидных руд / Келин В. Н., Хулелидзе К. К., Кузнецов Л. Н., Кондратьев Ю. И. // В откр. печати не публ.

9. А. с. 1352152 СССР. Способ подземного выщелачивания сульфидсодержа-щих полиметаллических руд / Лобанов Д. П., Абдульманов К. Г., Хулелидзе К. К., Цветкова В. Н.,Кузнецов Л. Н. // 1987. В откр. печати не публ.

10. А. с. 1343920 СССР. Способ подземного выщелачивания металлов из руд /

11. Воронин П. А., Алкацев М. И., Келин В. Н., Кондратьев Ю. И., Хулелидзе К. К.1986. В откр. печати не публ.

12. А. с. 1696684 СССР. Электрод для подземного и кучного выщелачивания металлов из руд / Воронин П. А., Кондратьев Ю. И., Алкацев М. И., Келин В. Н., Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Мосягин Г. В. // Открытия. Изобретения. 1991. № 49

13. А. с. 140642 СССР. Способ подготовки месторождений к подземному выщелачиванию / Фазлуллин М. И., Бикбаев JI. Ш., Попов Е. А., Селяков В. И., Новосельцев В. В., Польша Г. С. // Открытия. Изобретения. 1982. № 23

14. А. с. 1438307 СССР. Способ разработки месторождений полезных ископаемых подземным выщелачиванием /Лобанов Д. П., Абдульманов И. Г., Кадет В. В., Селяков В. И.// 1986. В откр. печати не публ.

15. А. с. 1244291 СССР. Способ подземного выщелачивания руд / Абдульманов И. Г., Рыбаков А. Д., Селяков В. И. // Открытия. Изобретения. 1986, № 26

16. А. с. 1284298 СССР. Способ комбинированной отработки месторождений / Голик В. И., Бубнов В. К., Голдырев С. И. и др. // 1986. В откр. печати не публ.

17. А. с. 1360256 СССР. Электролизер для обработки растворов, содержащих соли цветных металлов / Голик В. И., Бубнов В. К., Кочетков В. А. и др. // 1987. В откр. печати не публ.

18. Бахуров В. Г., Руднева И. К. Химическая добыча полезных ископаемых. М.: Недра, 1972. 134 с.

19. Баранов В. М., Долгих П. В., Бубнов В. К. О возможности интенсификации процесса выщелачивания полезных компонентов из рудных отвалов // Комплексное использование минерального сырья. № 3. 1983

20. Бараков Г. И. Стратиформное вольфрамовое оруденение на Северном Кавказе и его связь с гранитизацией // В кн. "Генезис рудных месторождений." Тез. доклада IV симп. МАГРМ. Тбилиси. 1982. С. 245-246.

21. Бергман А. Извлечение товарных продуктов из шахтных вод на руднике Мегген.// Глюкауф. 1972. № 9. с. 18-21.

22. Бронников О. М. Подходы к выбору системы подземной разработки и определение производственной мощности рудника // В сб. "Актуальные проблемы освоения месторождений и использование минерального сырья." М.: МГГИ. 1993.

23. Бубнов В. К., Спирин Э. К., Воробьев А. Е. И др. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания. Целиноград: Жанна-Арка. 1992. 546 с.

24. Бубнов В. К., Голик В. И., Капканщиков А. М. и др. Актуальные вопросы добычи цветных, редких и благородных металлов. Акмола: 1995. 601 с.

25. Вернадский В. И. Научная мысль как планетарное явление. М.: Наука. 1991. 241 с.

26. Вигдергауз В. Е., Шрадер Э. А. Физико-химические проблемы комплексной переработки минерального сырья // Горный вестник. М.: АГН. 1995. № 2.

27. Виницкий К. Е., Красавин А. П. Защита окружающей среды от сточных вод на открытых разработках // М.: Горный вестник. АГН РФ. 1996. № 1.

28. Воробьев А. Е. Геохимические барьеры и корректирование биогеохимического круговорота атомов // Труды Международного симпозиума "Геохимические барьеры в зоне гипергенеза". Москва, МГУ, 1999. с. 186-189

29. Воробьев А. Е. Геохимические особенности формирования техногенных месторождений // III Международная конференция "Новые идеи в науках о Земле". М.: МГГРА, т. 2, 1997.- с. 36.

30. Воробьев А. Е. Менеджмент в обращении с горнопромышленными отходами // Экологический менеджмент обращения с отходами. М.: МЦОС, 2000. с. 20-27.

31. Воробьев А. Е. Проблема самоорганизации современной биосферы и геохимия горнопромышленных ландшафтов // В сб. "Актуальные проблемы естествознания." Калуга. 1997. с. 44-45.

32. Воробьев А. Е. Пути эволюции биосферы Земли под влиянием горнопромышленного комплекса // М. : МГТУ. Горный информационно-аналитический бюллетень. 1999. № 5. с. 8-14.

33. Воробьев А. Е. Разработка технологий воспроизводства минеральных ресурсов в литосфере // В сб. "Юбилейная научная сессия ОГТГН РАН по развитию новых направлений и технологий освоения недр Земли." М.: ИПКОН РАН. 1999. с. 19.

34. Воробьев А. Е., Голик В. И., Лобанов Д. П. Приоритетные пути развития горнодобывающего и перерабатывающего комплекса Северо-Кавказского региона. Под ред. акад. К. Н. Трубецкого // Владикавказ. 1998. 362 с.

35. Габлина И. Ф. Кристаллохимическая перестройка сульфидов меди в условиях гипергенеза. // В кн. "Важнейшие промышленные типы россыпей и месторождений кор выветривания, технология оценки и освоения." М.: ИГЕМ РАН. 1997. с. 64.

36. Гавич И. К. Гидрогеодинамика. М.: Недра. 1988. 196 с.

37. Городничев А. П., Хулелидзе К. К. и др. Загрязнение природной гидросети тяжелыми металлами // МНТК к 100-летию проф. Агеенкова В. Г. Владикавказ. 1993. с. 43-44.

38. Голик В. И. Исследования по переработке раствора выщелачивания в товарные осадки // Отчет о НИР. Орджоникидзе. Фонды СКГМИ. 1988. 72 с.

39. Голик В. И., Алборов И. Д. Охрана окружающей среды утилизацией отходов горного производства. М.: Недра. 1995. 280 с.

40. Голик В. И., Алборов И. Д. Экологические аспекты эксплуатации Садонско-го месторождения // В сб. "Пути развития горного производства." Владикавказ. 1993. с. 34-38.

41. Голик В. И., Бубнов В. К. и др. Электролизер для обработки растворов, содержащих соли цветных металлов. А. с. № 13602526. 1987.

42. Голик В. И., Воробьев А. Е., Козырев Е. Н. и др. Влияние технологий добычи на экосистемы РСО-Алания //Экологические исследования. Сборник хоздоговорных НИОКР. Владикавказ: Иристон. 1998. 245 с.

43. Голик В. И. и др. Эколого-экономическая модель определения эффективности переработки отходов добычи // Владикавказ. Труды СКГТУ. 1999. № 6. с. 44-48.

44. Голик В. И., Кабисова И. К. Эколого-экономические аспекты природного выщелачивания потерянных руд // Владикавказ. Труды СКГТУ. 1999. № 6.с. 40-44.

45. Голик В. И., Пагиев К. X. Энергосберегающие технологии при добыче руд. Владикавказ: Терек. 1995. 372 с.

46. Голик В. И., Пагиев К. X. и др. Теория и практика добычи и переработки руд. Владикавказ: Терек. 1997. 498 с.

47. Голубев В. С., Шаповалов Н. С. Человек в биосфере. М.: Варяг. 1995. 127 с.

48. Горохов И. Н., Наумов М. Е. и др. Интенсификация очистки сточных вод флотогальванокоагуляцией // Молочная промышленность. 1996. № 2.с. 17-19.

49. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды и деятельность Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РСО-Алания в 1998 г." Владикавказ. Мин. ОДС и ПР РСО-А. 1999. 23 с.

50. Городничев А. П., Келин В.И., Хулелидзе К. К. Техника безопасности при подземном выщелачивании металлов из руд. Орджоникидзе: ИР. 1990. 104 с.

51. Городничев А. П., Хулелидзе К. К. Перспективы отработки бедных и потерянных полиметаллических руд // Вестник МАНЭБ. 2000. № 5 (29). с. 125126.

52. Гумилев JL Н. Этногенез и биосфера Земли. М.: Мишель и К°. 1993. 503 с.

53. Гутиев А. Ю. Охрана окружающей среды комплексной утилизацией отходов горного производства при добыче руд ( в условиях РСО-Алания). Канд. диссертация. Владикавказ. 2001.

54. Давыдова JI. А., Таутинянская 3. Н., Давыдова С. Ф. Зарубежный опыт кучного выщелачивания цветных и драгоценных металлов из забалансовых руд // Цветная металлургия. 1982. № 9.

55. Демьяненко В. В. Планирование использования резервов производства в отрасли. Киев: Наукова думка. 1984. 190 с.

56. Денисенко В. К., Лобков В. JI., Кутырева М. И., Гапошин И. Г. Страти-формные редкометальные месторождения. Л.: Недра. 1986. 231 с.

57. Добыча урана методом подземного выщелачивания. Под ред. В. А. Мами-лова. М.: Атомиздат. 1980.

58. Долгих П. Ф., Остроумова И. Д. К математическому моделированию процесса выщелачивания полезных компонентов из кускового рудного материала // Атомная энергия. 1977. № 10. с. 24-29.

59. Единые правила безопасности. М.: Недра. 1972. 224 с.

60. Забельский В. К. Перспективы применения скважинной технологии подземного выщелачивания при разработке месторождений полезных ископаемых // Горный журнал. 1991. № 7.

61. Зарайский В. Н., Стрельцов В. Н. Рациональное использование и охрана недр на горнодобывающих предприятиях. М.: Недра. 1987.

62. Засько Ю. Г. Рациональное использование минеральных ресурсов в пределах единого природно-промышленного комплекса. М.: МГГУ. ГИАБ. 2001. №8.

63. Золотников А. Н., Громов С. JI. Установка для очистки сточных вод методом гальванокоагуляции // Хим. промышленность. 1993. № 3-4 (143).с. 63-65.

64. Иванов В. В. Экологическая геохимия элементов, т. 3. М.: Недра. 1996. 352 с.

65. Иванов В. Г., Белогруд И. Н. Проектирование геотехнологических комплексов. М.: МГРИ. 1989.

66. Исследование и разработка технологии электрохимической очистки шахтных стоков Архонского рудника (Садонских рудников). Отчет о НИР. Голик В. И., фонды СКГТУ. Владикавказ. 1995.

67. Современное состояние подземного выщелачивания из руд / Отчет о НИР. Н. рук. Келин В. Н., Хулелидзе К. К. // Орджоникидзе: СКГМИ. 1989. 33 с.

68. Исследование экологического состояния стоков реки Терек в черте г. Владикавказа // Отчет о НИР. Н. рук. Алиханов В. А. Владикавказ. 1993. 28 с.

69. Исследование и внедрение геотехнологических методов извлечения металлов из бедных полиметаллических руд, отходов производства // Отчет о НИР. Н. рук. Келин В. Н., Хулелидзе К. К. Сб. НИРОКР, серия д. 1989. № 10. с. 34, г. р. №01860071787.

70. Келин В. Н. Подземное выщелачивание свинца и цинка из бедных сульфидных полиметаллических руд на месте их залегания ( на примере Какадур-Ханикомского месторождения) // Автореферат дисс. на соиск. уч. степени к. т. н. М.: МГРИ. 1979. 22 с.

71. Кондратьев Ю. И. Научные основы интенсификации подземного и кучного выщелачивания металлов из сульфидных полиметаллических руд воздействием электромагнитных полей. Докт. диссертация. Владикавказ. 2000.

72. Котенко Е. А. Горное дело и атомная энергетика. Высшее горное образование. Москва. 2001. 197 с.

73. Кангарджян С. JI. Экономические проблемы оптимизации химико-технологических процессов. М.: Химия. 1980.

74. Келин В. Н., Хулелидзе К. К. и др. Технологическая инструкция для проведения опытно-промышленных испытаний на участке подземного выщелачивания // Владикавказ. Фонды СКГТУ. 1987. 11 с.

75. Коваль В. Т. Охрана окружающей среды. М.: МГИ. 1989.

76. Козырев Е. Н. Научные основы физико-химической геотехнологии освоения рудных месторождений Северного Кавказа. Докт. диссертация. Москва. 2002.

77. Козырев Е. Н. Воробьев А. Е. Конверсия рудников Северного Кавказа на физико-химическую геотехнологию получения металлов. Под ред. проф. А. Е. Воробьева. Владикавказ. ИР. 2000. 200 с.

78. Козырев Н. Е. Обоснование эффективности геотехнологий при подземной разработке потерянных руд. Канд. диссертация. Новочеркасск. 2000.

79. Кошколода К. Н., Пименов М. К., Атакулов Т. Пути интенсификации подземного выщелачивания. М.: Энергоатомиздат. 1989.

80. Киреев В. В. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. М.: Химия. 1975. 536.

81. Кучное выщелачивание при разработке урановых месторождений. Под ред. Скороварова Д. И. М.: Энергоатомиздат. 1988.

82. Лаверов А. Н. Хозрасчетные стимулы комплексного освоения недр // Горный журнал. 1989. № 2.

83. Ласкорин Б. Н., Барский Л. А., Персиц В. 3. Безотходная технология переработки минерального сырья. М. : Недра. 1984.

84. Лунев А. И., Рудаков И. Е. Подземные системы выщелачивания металлов. М.: МГРИ. 1979. 86 с.

85. Мамилов В. А., Петров Р. Л., Шушания Г. Р. и др. Добыча урана методом подземного выщелачивания. М.: Атомиздат. 1980.

86. Мосинец В. Н., Лобанов Д. П., Тедеев М. И. и др. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания. М.: Недра. 1987.

87. Мосинец В. Н., Шестаков В. А., Авдеев О. К., Мельниченко В. М. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. М.: Недра. 1981. 280 с.

88. Недра и основные положения экологической безопасности их освоения // Васильчук М. П., Трубецкой К. Н., Ильин А. М. //Горный журнал. 1995. № 7.

89. Нестеров П. М. Экономика природопользования. М.: Высшая школа. 1984.

90. Новая парадигма развития России (комплексные исследования проблем устойчивого развития). М.: Academia. 1999. 459 с.

91. Орлов В. П. Экологическая безопасность. Проблемы и задачи природно-ресурсного комплекса России на XXI век // Бюллетень "Использование и охрана природных ресурсов России." 1999. № 3-4. с. 24-27.

92. Остроушко И. А. Изыскание и внедрение способов извлечения металлов, оставленных в отработанных пространствах рудников. Отчет о НИР // Орджоникидзе. Фонды СКГМИ. 1973. 52 с.

93. Остроушко И. А. Изыскание и внедрение способов извлечения металлов, оставленных в отработанных пространствах рудников. Отчет о НИР // Орджоникидзе. Фонды СКГМИ. 1975. 126 с.

94. Остроушко И. А. Исследования по очистке вод Садонского комбината. Отчет о НИР // Орджоникидзе. Фонды СКГМИ. 1972. 23 с.

95. Остроушко И. А., Хулелидзе К. К. Исследования по переработке растворов выщелачивания в товарные осадки. Отчет о НИР // Орджоникидзе. Фонды СКГМИ. 1978.28 с.

96. Перельман А. И., Воробьев А. Е. и др. Геохимия ландшафтов и горная наука. В сб.: "Горное производство и наука на рубеже веков." Вестник горнометаллургической секции // М.: РАЕН. 1996. с. 47-55.

97. Перельман А. И., Воробьев А. Е. и др. Геохимия ландшафтов России и радиоэкология // Известия РАЕН, серия геоэкология. 1996. № 3. с. 3-8.

98. Патент 2088679 РФ. Способ извлечения цинка из сульфидных растворов / Баратов J1. Г., Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И. // Открытия. Изобретения. 1997.100 .Патент 3819231 США. Электрохимический способ разработки.

99. Патент 4071278 США. Способ выщелачивания и устройств для этой цели.

100. Переработка руд подземным и кучным выщелачиванием. Бубнов В. К., Потапов В. Б. и др. // Специальные вопросы атомной науки и техники. М.: 1977. Вып. 3(28).

101. Плаксин И. Н. Гидрометаллургия. М.: Наука. 1992. 250 с.

102. Пучков Л.А. Развитие исследований по охране окружающей среды в горной промышленности. Тез. докл. Научно-технической конференции "Экологические проблемы горного производства" // М.: ИАГЦН. 1993. с. 5-6.

103. Пучков JI. А., Воробьев А. Е. Человек и биосфера: вхождение в техносферу. Учебник для ВУЗов. М.: МГГУ. 2000. 342 с.

104. Резервы эффективности природопользования и устойчивое развитие. М.: МГГУ. 1997.

105. Садонский свинцово-цинковый комбинат: очерки истории. Блиев М. М., Ортабаев Б. X., Кучиев В. Д. и др. Орджоникидзе. ИР. 1979.

106. Салов В. М. Исследование очистки сточных вод и организация водоснабжения на обогатительных фабриках с использованием электрохимической технологии. Автореферат канд. диссертации. Иркутск. 1975. 23 с.

107. Секисов Г. В. Минеральные объекты и их рациональное использование. М.: Наука. 1994.

108. Симаков В. А. Обоснование эффективности выщелачивания металлов из руд // Горный журнал. 1987. № 1.

109. Симкин В. А., Бебчук Б. Д., Хохряков А. В. Оценка последствий техногенного воздействия горного производства на окружающую среду // Горный журнал. 1989. № 3.

110. Синергетика. Под ред. В. Г. Буданова и О. П. Иванова. М.: МГУ. 1998. 256 с.

111. Скрипниченко Н. С. Классификация стратиформных свинцово-цинковых месторождений на литолого-фациальной основе // Геол. руд. месторожд. 1979. № 6. с. 3-16.

112. Соколов Л. П., Смурова Е. С. Исследование механизма извлечения компонентов кислых сточных вод в процессе гальванокоагуляционной очистки // ЖПХ. 1993. т. 66. №3. с. 1711-1721.

113. Соложенкин П. М., Небера В. П. Гальванохимическая обработка сточных вод // Экология и промышленность России. 2000. Июль. с. 10-13.

114. Сыса А. А. Теоретические основы комбинированной технологии активации руд. Канд. диссертация. 2001.

115. Твалчрелидзе Г. А. Металлогения земной коры. М.: Недра. 1985. 160 с.

116. Трубецкой К. Н. Развитие новых направлений в комплексном освоении недр. М.: ИПКОН АН СССР. 1990. 140 с.

117. Трубецкой К. Н. Ресурсосберегающие технологии и их роль в экологии и рациональном природопользовании при освоении недр // Тез. докл. НТК "Экологические проблемы горного производства " // М.: ИАГЦН. 1993.с. 3-4.

118. Трубецкой К. Н. Современное состояние минерально-сырьевой базы и гор-ноперерабатывающей промышленности России //Горный журнал. 1995. №1.

119. Ферсман А. Е. Занимательная геохимия. М.: Детгиз. 1950. 210 с.

120. Хабиров В. В., Забельский В. К., Воробьев А. Е. Прогрессивные технологии добычи и переработки золотосодержащего сырья. Под ред. акад. Лаве-рова Н. П. М.: Недра. 1994.

121. Харченко В. А., Таскаев А. В. Эколого-экономическое развитие горнопромышленного региона. Тез. докл. НТК "Экологические проблемы горного производства " // м.: ИАЦГН. 1993. с. 11-12.

122. Хулелидзе К. К., Остроушко И. А., Дзугкоев В. С. Опыт очистки рудничных вод на Садонском свинцово-цинковом комбинате // Цветная металлургия. М.: 1974. № 7. с. 53-54.

123. Хулелидзе К. К. Об истинных потерях руд цветных металлов в недрах. Орджоникидзе: Труды СКГМИ. 1976. Вып. 38.

124. Хулелидзе К. К. Окислительные процессы в отработанных пространствах Архонского полиметаллического месторождения. Орджоникидзе: Труды СКГМИ. 1977. Вып. 39.

125. Хулелидзе К. К. Повышение полноты извлечения полиметаллов из недр путем повторной отработки месторождений выщелачиванием // Люберцы: сб. трудов ГИГХС. 1980. № 33.

126. Хулелидзе К. К. Повторная отработка полиметаллических месторождений свинца и цинка методом подземного выщелачивания (на примере Архонского месторождения). Автореферат канд. диссертации. М.: МГРИ. 1981. 21 с.

127. Хулелидзе К. К. и др. Исследование закономерности угасания оруденения в боковых породах Садонского месторождения // Москва. ВИНИТИ. 1983. № 6(40). с. 142.

128. Хулелидзе К. К. и др. Хвостохранилища ГОК и возможности их использования // Москва. ВИНИТИ. 1983. № 6(40). с. 143.

129. Хулелидзе К. К., Кондратьев Ю. И. и др. Перспективы применения геотехнологических методов для отработки бедных сульфидных полиметаллических руд // ВНТК. "Перспективы развития технологии разработки рудных месторождений." Москва. 1985. с. 121.

130. Хулелидзе К. К., Келин В. Н., Кобленц Э. Л. Некоторые вопросы оценки запасов полиметаллических руд для геотехнологических методов разработки // Известия СКНЦВШ. 1989. № 3. с. 81-85.

131. Хулелидзе К. К. и др. Опытно-промышленные испытания технологии подземного выщелачивания свинца и цинка. Отчет о НИР // Орджоникидзе: Фонды СКГМИ. 1991. 125 с.

132. Хулелидзе К. К., Городничев А. П., Ростованов С. Э. и др. Исследование ареалов загрязнения сточными водами полиметаллических рудников // МНТК "Экологические проблемы горных территорий. " Владикавказ. 1991. с. 182-183.

133. Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов Л. Г. Искусственное месторождение цинка. В сб.: Пути развития горного производства (К 150-летию ССЦК) // Владикавказ. 1993. с. 58-61.

134. Хулелидзе К. К., Остроушко И. А., Келин В. Н., Городничев А. П. Гидрометаллометрические съемки в горных отводах Садонского СЦК // ВНТК "Проблемы геотехнологий". Черкассы. 1983. с. 131-134.

135. Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов Л. Г. О возможности извлечения металлов из рудничных вод. В сб.: Пути развития горного производства (К 150-летию ССЦК) // Владикавказ. 1993. с. 62-64.

136. Хулелидзе К. К., Городничев А. П., Кондратьев Ю. И. и др. Загрязнение• природной гидросети стоками горных предприятий // 2-ая МНТК "Экологические проблемы горных территорий. " Владикавказ. 1995.

137. Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов JI. Г. Исследование воздействия промстоков полиметаллических рудников на окружающую среду // МНТК. Краков. 1996.

138. Хулелидзе К. К. и др. Горные предприятия Северного Кавказа как источник загрязнения гидросети // 3-ая МНТК "Устойчивое развитие горных территорий. " Владикавказ. 1998. с. 299-300.

139. Хулелидзе К. К., Ростованов С. Э., Кондратьев Ю. И., Баратов JI. Г. Очистка рудничных вод Садонского СЦК с использованием сульфидов щелочных металлов // Экологические исследования. Сб. хоздоговорных НИОКР. Владикавказ. 1998. с.240-244.

140. Хулелидзе К. К. Влияние температуры нагрева горного массива на скорость выщелачивания // Владикавказ: Сб. трудов СКГТУ. 1999. № 6. с. 3236.

141. Хулелидзе К. К., Матевосян Д. В. Методика определения производительности геотехнологического предприятия // Владикавказ. Сб. трудов аспирантов СКГТУ. 2000. с. 16-20.

142. Хулелидзе К. К. Механизм выщелачивания сульфидных полиметаллических руд в присутствии кислорода // Вестник МАНЭБ. № 4(40). Владикавказ. 2001. с. 130-132.

143. Хулелидзе К. К., Голик В. И., Хадонов 3. М. Экономика и управление технологическими комплексами при выщелачивании металлов. Владикавказ: Терек. 2001. 254 с.

144. Хулелидзе К. К. Создание научных основ комплексного извлечения металлов из свинцово-цинковых полиметаллических руд, отходов обогатительного и металлургического производства. Отчет о НИР // Сб. НИОКР. 2001. Г.р. №РК 01.99.00.038.88.

145. Хулелидзе К. К., Болотаева И. И. Экологические преимущества геотехнологий // ВНТК, посвященная 70-летию СКГТУ. Владикавказ. 2002.с. 277-280.

146. Хулелидзе К. К. Выбор и обоснование реагентов для выщелачивания свинца и цинка из сульфидных полиметаллических руд // Вестник МАНЭБ.2(50). 2002. С. 190-192.

147. Цгоева JI. Д. Исследование механизма загрязнения окружающей среды продуктами природного выщелачивания минералов. Канд. диссертация. Владикавказ. 2000.

148. Цирихова Э. М. Анализ сырьевой базы Садонского комбината. В сб. трудов к 150-летию Садонского СЦК // Владикавказ: ИР. 1993. с. 17-22.

149. Чантурия В. А. Основные направления комплексной переработки минерального сырья // Горный журнал. 1995. № 1.

150. Чаплыгин Н. М. Экономический механизм обеспечения экологической безопасности освоения недр // М.: АГН. Горный вестник. № 2. 1995.

151. Чаплыгин Н. М., Папичев В. И. Горная экология в исследованиях ИПКОН РАН // М.: АГН. Горный вестник. 1997. № 5.

152. Чекушина Т. В. Интенсификация кучного выщелачивания золота из упорных пирит-мышьяковистых руд на основе их электрохимического вскрытия. Автореферат канд. диссертации. Москва. 1997.

153. Чернова О. П., Курдюмов Г. М. Гальваноочистка сточных вод металлургического производства. М.: МИСиС. 1997. с. 291-295.

154. Шаталов Б. Б., Наумов М. Е., Болдырев Б. А., Курков А. В. и др. Комплексная технология очистки и утилизации сточных вод // Молочная промышленность. 1996. № 6. с. 14-16.

155. Шестаков В. А. Проектирование горных предприятий. М.: МГГУ. 1995. 509 с.

156. Экология промышленного производства. Учебное пособие. Алборов И. Д., Голик В. И., Цгоев Т. Ф., Воробьев А. Е., Котенко Е. А. Владикавказ. 1996. 346 с.

157. Электродные процессы и их влияние на выщелачивание металлов из полиметаллических руд./ Остроушко И. А., Келин В. И., Хулелидзе К. К. // Цвет-метинформация: ВИНИТИ. № 1(75). Москва. 18.02.1978. № 282.

Информация о работе

Хулелидзе, Казбек Константинович
доктора технических наук
Владикавказ, 2003
ВАК 25.00.22

Диссертация

Научные основы выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных полиметаллических сульфидных руд - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы