Обоснование и разработка эффективной технологии скважинного подземного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпных месторождений

Тимощенков, Сергей Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование и разработка эффективной технологии скважинного подземного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпных месторождений
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование и разработка эффективной технологии скважинного подземного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпных месторождений"

На правах рукописи

Тимощенков Сергей Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СКВАЖИННОГО ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ ЮЖНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ)

Специальность: 25.00.22 - Геотехнология (поземная, открытая, строительная)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чита 2009

003471743

Работа выполнена на кафедре безопасности жизнедеятельности в ГОУ ВПО «Читинский государственный университет»

Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Резник Юрий Николаевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Овсейчук Василий Афанасьевич

кандидат технических наук Яшкин Игорь Алексеевич

Ведущая организация ООО «ЗабНИИ-Технология»

Защита состоится 25 ИЮНЯ 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Читинском государственном университете (г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета)

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.299.01

Факс: (3022) 41-64-44; Web-server: www.chitgu.ru; E-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Читинского государственного университета

Автореферат разослан_мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. геол.-минерал. наук

Котова Н.П.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Развитие золотодобычи в Российской Федерации испытывает определенные трудности, связанные с несколькими причинами. Первой причиной является диспропорция минерально-сырьевой базы золота и его производств: примерно 80 % всех запасов металла содержится в рудных месторождениях, однако 80 % металла все еще получают из россыпных месторождений. В то же время значительная часть запасов россыпных месторождений, отработка которых возможна традиционными (дражным и открытым) методами, исчерпана.

Существенные разведанные запасы'золота сосредоточены в глубокозале-гающих россыпях, отработка которых традиционными методами нерентабельна. Анализ минерально-сырьевой базы России показывает, что в глубинных россыпях сосредоточено более 300 тонн самородного золота. Поэтому проблема рентабельной и экологически безопасной отработки глубокозалегающих россыпных месторождений золота актуальна не только для Забайкалья, но и в целом для России.

Одним из перспективных направлений освоения таких месторождений является переориентация получения золота от традиционных к физико-химическим геотехнологиям (прежде всего, к выщелачиванию), позволяющим существенно снизить капитальные вложения и эксплуатационные затраты на их освоение.

Сдерживающим фактором широкого применения геотехнологий получения золота методом выщелачивания является использование высокотоксичных реагентов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. Все вышеизложенное обусловило выбор темы диссертационной работы, определило ее направленность, цель и задачи.

Идея работы заключается в использовании технологии скважинного подземного выщелачивания (СПВ) для добычи золота из глубокозалегающих россыпных месторождений.

Объект исследований - глубокозалегающая золотоносная россыпь.

Предмет исследований: технологические параметры и режимы СПВ золота из глубокозалегающих россыпных месторождений.

Цель диссертационной работы заключается в инженерно-физическом обосновании и разработке технологии СПВ с использованием активного хлора из глубокозалегающих золотоносных россыпей, обеспечивающих приемлемую скорость, удешевление процесса и снижение -техногенной экологической нагрузки на окружающую среду.

В соответствии с поставленной целью на разрешение были поставлены следующие основные задачи:

- выявление и анализ основных горно-геологических и гидрогеологических факторов, определяющих возможность, эффективность и экологическую безопасность использования технологии СПВ для глубокозалегающих россыпных месторождений золота;

- исследование динамики движения рабочих выщелачивающих растворов через продуктивный слой россыпного золота при СПВ;

- изыскание наиболее эффективных и экологически безопасных рецептур выщелачивающих растворов для россыпных месторождений золота;

- установление закономерностей СПВ золота от различных факторов: времени выщелачивания, концентрации выщелачивающих реагентов, агрессивности подземных вод и др.;

- разработка и испытание эффективной технологии выщелачивания и извлечения золота из глубокозалегающих россыпей;

- классификация глубокозалегающих россыпных месторождений с точки зрения возможности применения физико-химических геотехнологий для их освоения;

- оценка воздействия технологических растворов СПВ на окружающую среду при разработке глубокозалегающих россыпей.

Методы исследований. Для решения поставленных задач были использованы аналитические исследования, лабораторные и производственные испытания, теоретическое обобщение и математическая обработка экспериментальных данных. Оценка эффективности результатов работ проводилась на базе опытно-промышленных испытаний технологии СПВ в ООО «Старательская артель «Бальджа» на глубокозалегающей золотоносной россыпи «Данду-Хангарук» (Южное Забайкалье).

Защищаемые научные положения:

1. Рентабельная и экологически безопасная отработка глубокозалегающих россыпных месторождений золота обеспечивается предлагаемой технологией СПВ на базе использования активного хлора и гидродинамического управления потоками рабочих растворов в золотоносных пластах.

2. Предлагаемые показатели и геотехнологическая классификация россыпных месторождений золота позволяют на стадии ТЭО проводить предварительную оценку возможности и эффективности их отработки методом СПВ.

Достоверность и обоснованность выводов и рекомендаций подтверждается достаточной сходимостью результатов лабораторных исследований и полупромышленных испытаний, обусловленной использованием современных методов анализов и статистической обработкой результатов экспериментальных исследований.

Научное значение и новизна работы:

1. Впервые дано гидродинамическое и физико-химическое обоснование возможности и эффективности технологии СПВ для глубокозалегающих золотоносных россыпей на базе использования свободного хлора.

2. Установлен механизм взаимодействия самородного золота с хлорсо-держащим выщелачивающим раствором.

3. Впервые установлены закономерности выщелачивания россыпного золота от основных геотехнологических факторов: концентрации выщелачивающего реагента, времени выщелачивания, окислительного потенциала рабочих растворов, агрессивности подземных вод.

4. На основе выявленных закономерностей разработана и впервые испытана в производственных условиях технология СПВ для глубокозалегающих золотоносных россыпей.

Личный вклад автора заключается в: постановке задач на проведение лабораторных исследований по установлению оптимальных режимов и параметров выщелачивания россыпного золота; организации и осуществлении полупромышленных испытаний технологии СПВ; разработке технологического регламента СПВ применительно к условиям глубокозалегающих золотоносных россыпей; разработке классификации россыпных месторождений Забайкалья с точки зрения использования технологии СПВ для их горнопромышленного освоения.

Практическая значимость работы заключается в разработке технологического регламента и определении оптимальных областей использования технологии СПВ золота из россыпных месторождений, в установлении их рациональных параметров, а также в разработке технических рекомендаций по конструктивному устройству технологических комплексов СПВ для россыпных месторождений золота.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на:

Международной научно-практической конференции «Энергосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения», г. Чита, 2008 г.;

- Всероссийской научно-практической конференции «Гидрогеология, инженерная геология и геоэкология Забайкалья и сопредельных территорий», г. Чита, 2008 г.;

- Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле, г. Новосибирск, 2008 г.;

- VIII Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения», г. Чита, 2008 г.;

- расширенном заседании кафедр подземной разработки МПИ, открытых горных работ, обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья и безопасности жизнедеятельности ЧитГУ, 2009 г.

Работа выполнена в рамках Государственной программы по увеличению валютно-сырьевых запасов, геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы по Читинской области на 2001 - 2003 гг.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 66 наименований, содержит 51 рисунок, 50 таблиц и 3 приложения.

Автор выражает глубокую благодарность и искреннюю признательность научному руководителю профессору, д.т.н. Резнику Ю.Н. и профессору, д.т.н.

следований.

Воронову Е.Т. за постоянную помощь при выполнении работы, а также |к.т.н.

Белякову А.Е.[ за помощь в проведении специальных гидрогеологических ис-

Основное содержание работы

Наиболее значительный вклад в разработку геотехнологических методов извлечения металлов внесли академики РАН Лаверов Н.П., Трубецкой К.Н., Чантурия В.А.; доктора технических наук Арене В.Ж., Фазлуллин М.И., Черняк A.C., Авдонин Г.И., Колпаков Г.А., Воробьев А.Е., Водолазов Л.И., Сидельни-кова Г.В., Скороваров В.А., Нестеров Ю. В., Лобанов Д.П., Тадеев М.И., Овсей-чук В.А., Мязин В.П., Лизункин В.М.; кандидаты технических наук Абдульма-нов И.Г., Рубцов Ю.И. и др. российские исследователи.

Ведущими институтами в области разработки технологий подземного выщелачивания (ПВ) и скважинного подземного выщелачивания (СПВ) являются Иргиредмет, ВНИИХТ, ВНИИПромпроект, МГГУ, МГГА, ЦНИГРИ и другие.

Несмотря на большой объем исследований в этой области, вопросы технологии СПВ золота проработаны недостаточно, а выщелачиванием глубокозале-гающих россыпных месторождений в России практически не занимался никто.

Первый отечественный опыт практического внедрения подземного выщелачивания рудного золота был осуществлен в 1992 г. при разработке Гагарского золоторудного месторождения на Урале. Однако специфика горногеологических и гидрогеологических условий россыпных месторождений золота обуславливает необходимость адаптации и существенных изменений в традиционных технологиях СПВ рудных месторождений, а также в установлении основных технологических параметров.

Поисковые исследования показали, что наиболее щадящей для окружающей среды и достаточно эффективной может быть технология хлоридного выщелачивания россыпного золота.

1-ое защищаемое научное положение. Рентабельная и экологически безопасная отработка глубокозалегающих россыпных месторождений золота обеспечивается предлагаемой технологией СПВ на базе использования активного хлора и гидродинамического управления потоками рабочих растворов в золотоносных пластах.

В старательской артели «Бальджа» (Забайкальский край) в 2001 - 2003 гг. впервые в России были проведены опытно-промышленные испытания технологии СПВ золота на одном из глубокозалегающих участков россыпи «Данду-Хангарук».

Гранулометрический состав песков и распределение золота по классам приведены на рис. 1.

9 10 11 Класс крупности, мм

Рис. 1. Гранулометрический состав песков и распределение золота по классам крупности

В рамках подготовки к опытно-промышленным испытаниям скважинного выщелачивания в с/а «Бальджа» был выполнен комплекс лабораторных исследований.

На 1-м этапе в лабораторных условиях выщелачивание проводилось в трёх режимах: режим 1 - прямое выщелачивание; режим 2 - окислительное выщелачивание; режим 3 — выщелачивание с комплексообразователем. При сравнении режимов 1-3 (см. рис. 2) видно, что в режиме прямого выщелачивания с увеличением концентрации хлора с 1,0 до 2,0 г/л, содержание золота в растворах резко возрастает, однако дальнейшее увеличение концентрации хлора не ведёт к заметному росту содержания золота в растворах. При введении окислителя максимальная концентрация золота составила 503 мкг/л, т.е. она в 1,47 раза превышала концентрацию 1 режима ив 1,17 раза концентрацию 2 режима.

Зависимость извлечения золота от типа реагента и режима выщелачивания приведена на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость концентрации золота в растворе от типа реагента и режима выщелачивания

1 - активный хлор; 2-е закислением; 3-е комплексообразователем

Следующий этап исследований включал в себя выщелачивание в фильтрационных колонках в динамическом режиме, приближенном к условиям подземного выщелачивания.

Комплекс исследований выполнялся с помощью специальной установки, состоящей из набора фильтрационных колонок из оргстекла. Размеры колонки: диаметр - 50 мм, длина - 500 мм.

Выщелачивание велось круглосуточно в течение 7-9 суток с отбором проб через каждые 4-9 часов. В процессе исследований поддерживались постоянные градиенты напора, обеспечивающие фильтрацию раствора с заданной скоростью.

Наиболее благоприятными условиями нахождения хлоридных комплексов золота в растворах является кислая среда (рН не более 6,0), а в нейтральной и щелочной области для устойчивости комплексов золота необходим значительный избыток хлор-ионов. Аналогично, и с концентрацией активного хлора: в кислой среде для поддержания необходимого значения ЕЬ достаточно и минимального избытка хлора, тогда как в щелочной среде необходимо поддерживать значительный избыток окислителя золота.

Исследования проводились также в трёх режимах: режим 1 - выщелачивание раствором активного хлора; режим 2 - выщелачивание с предварительным закислением песков; режим 3 - выщелачивание песков с использованием комплексообразователя.

Выщелачивание в режиме 1 проводилось с использованием растворов активного хлора с концентрациями - 2,26 и 4,56 г/л. Результаты выщелачивания представлены на рис. 3 и 4.

1. С=-3,9^+112,961-508,4 2. С=-3,4^+81,7,96М24,7

Рис. 3. Зависимость содержания золота от концентрации хлора в режиме комплексного выщелачивания

1 - концентрация С1 - 2,2 мг/л; 2 - концентрация С1 - 4,56 мг/л

Из сравнения наиболее эффективных режимов выщелачивания (1 - 3) можно сделать следующие выводы.

В режиме предварительного закисления песков соляной кислотой (5 г/л) на 160 час максимальные концентрации золота достигают 900 мг/л. Общее количество золота, переведенного в раствор за 200 часов выщелачивания, составило 13130 мг.

гг л о а;

1000 ' 800 600 400 200 о-

\ т —-----

1 Л --- л ____ ---'А

У^Ъ у. ТО*'

О*

4 8 12 16 20 ■ 2+

Время выщелачивания t, сутки

1. С = -1,8512+ 7Н - 56,46 2. С=-1,7И2+96,21-400; 3. С= -3,06^+148,71 -1013,1

Рис. 4. Концентрации золота в растворе в зависимости от режима выщелачивания

1 ряд - выщелачивание активным хлором - б г/л; 2 ряд - закисление раствором НС1 -5 г/л; 3 ряд - комплексное выщелачивание с концентрацией активного хлора 4,56 г/л

В режиме использования комплексообразователя совместно с хлором извлечение золота в раствор возрастает до в 740 мг/л, После этого интенсивность извлечения падает и на 200 час достигает лишь 770 мг/л. Общее количество золота, переведенного в раствор за этот промежуток времени, составило 9560 мг.

Скорость фильтрации раствора во всех трех режимах оставалась одинаковой и колебалась от 20 мл/ч до 30 мл/ч во всех периодах выщелачивания.

Для изучения динамических закономерностей формирования растворов при СПВ песков было проведено гидродинамическое моделирование процесса СПВ на трубной модели с концентрацией активного хлора 2,25 г/л.

Для проведения моделирования была изготовлена колонна из полиэтилена марки ПНД длиной 2,1 м. Масса загруженной пробы 56,5 кг. Модель смачивалась водой, после этого начали процесс закисления песков раствором НС1 - 2 г/л до снижения рН на выходе менее 3,2. Концентрация активного хлора в рабочих растворах составила 2,25 г/л. Раствор из трубной модели собирался в специальной ёмкости, откуда он подавался на сорбционную колонну, загруженную активированным углём марки АГ-3 .

Результаты динамического моделирования (рис. 5) и сорбционной переработки растворов показали, что в ходе 20 суточного выщелачивания модели хлороёмкость пород составила 9,96 кг/т, средняя концентрация золота в продуктивном растворе 213 мкг/л, максимальная 346 мкг/л. Извлечение золота из пробы 814,01 мг/т или 78,2%.

При сорбционной переработке извлечено 45,95 мг золота. Расчётное содержание золота на сорбенте составило 1061,3 г/т, по данным атомно-абсорбционного анализа содержание 987 г/т. Через сорбционную колонну было пропущено 269 л продуктивного раствора.

о о о

/о 'о о оЧ 1

\ о

ч > О / / О о ч ч. 1 о\ \ /

1 9 И 19 24 29 34 39 44 48

Время выщелачивания, сутки

2. С = - 0,62 X2 + 31,421 - 107,34

Рис. 5. Технологические параметры моделирования процесса СПВ 1 - удельный расход хлора, кг/г; 2 - содержание золота, мкг/л

Таким образом, наиболее эффективной технологией перевода в раствор золота в динамическом режиме является режим предварительного закисления соляной кислотой и выщелачивание активным хлором концентрацией 2 г/л.

В результате лабораторных исследований были получены основные технологические показатели для постановки опытно-промышленных работ по подземному выщелачиванию песков на россыпи «Данду-Хангарук».

Для проведения производственных испытаний была выбрана технологическая ячейка площадью 50 м2. Опытная ячейка (рис. 6 и 7) состоит из 5 технологических и 21 наблюдательных скважин.

..........

____

I песчано глинистые породы дражных отвалов |:-;•;-:-;-:• | золотосодержащие пески йза^эв^Пй элювий коренных пород

—<- направления фильтрации технологических растворов

___.__депрессионная кривая

Рис. 6. Схема опытной технологической ячейки СПВ (в разрезе)

ОбН

озн О10Н ОЭН

Рис. 7. План расположения скважин и технологических узлов на опытном

участке СПВ

1 - узел переработки продуктивных растворов; 2 - хлораторная; 3 - насосная с отстойниками; 4 - компрессорная; 5 - химическая лаборатория; 6 - склад НС1; 7 - склад пустых баллонов хлора

Скважины: я - откачная; • - закачные; о - наблюдательные

Средняя глубина скважин составила 14,8 м. Технологические скважины состоят из одной откачной (центральной) и 4 закачных скважин, расположенных в вершинах квадрата со сторонами 7 х 7 м. Закачная скважина служит для подачи рабочих растворов в пласт, откачная - для подъёма технологических растворов на поверхность. Через эти скважины осуществляется также регули-

рование гидродинамического режима в продуктивном пласте, определяющего пути и скорости фильтрации рабочих растворов.

Условия питания и разгрузки подземных вод, фильтрационные свойства продуктивных песков и подстилающих пород во многом определяют размеры утечек рабочих выщелачивающих растворов, степень загрязнения водоносных горизонтов реагентами, эффективность и скорость активного выщелачивания золота. Поэтому перед проведением производственных технологических испытаний СПВ золота был проведен комплекс гидродинамических исследований, включающий одиночные и кустовые откачки скважин, опытные наливы в одиночную скважину и индикаторные исследования. В ходе гидрогеологических исследований было проведено 17 одиночных откачек, 17 наливов, кустовая откачка и индикаторные исследования в естественном потоке и рабочем гидродинамическом режиме.

При этом было установлено, что в районе проведения опытно-промышленных испытаний в четвертных отложениях развиты слабо-напорные воды грунтового типа. Статический уровень колеблется от 0,1 до 8,0 м. Дебит откачных скважин колебался в пределах 0,038...0,117 л/с, приемистость скважин при наливе - 0,016... 0,118 л/с. Коэффициент фильтрации в песках - 1,2 м/сут.

С учетом результатов гидрогеологических исследований было проведено моделирование гидродинамики процесса фильтрации растворов в контуре рабочей ячейки с использованием программы гидродинамического моделирования Р1о\у-30. На основании метода суперпозиции было рассчитано фильтрационное поле взаимодействия 4-х закачных и одной откачной скважины с учетом влияния естественного потока при различных соотношениях производительности откачной и закачных технологических скважин.

Результаты моделирования показывают, что при равной производительности закачных скважин 100 л/ч (соотношение 1:1) контур выщелачивающих растворов смещается на 4 м вниз по потоку и на 2,3 м по нормали к потоку. Таким образом, площадь растекания составляет 44 м2. Такой режим подачи растворов недопустим, поскольку контур выщелачивания будет находиться за технологическим контуром наблюдательных скважин № 8-2, 8-3 и 8-4, и тем самым невозможно будет контролировать границу «раствор-вода».

При увеличении (соотношение 3:1) подачи закачных растворов вверх по потоку в скважины № 5-3 и 5-4 до 150 л/ч, а в скважины № 7-3 и 7-4 по 50 л/ч граница контуров выщелачивающих растворов смещается вверх по потоку на 1,4 м и по нормали к потоку на 1,3 м. Площадь растекания составляет 25 м2. Недостатком соотношения 3:1 является, во-первых, растекание за рабочий контур и, во-вторых, недостаточный контур выщелачивания у скважин № 7-3 и 7-4.

При уменьшении (соотношение 2:1) подачи растворов в верхние скважины № 5-3 и 5-4 до 135 л/ч контур растекания в направлении вверх по потоку существенно снижается, но при этом сохраняется вынос растворов по трещино-ватости за контур ячейки на 0,9 м. Контур выщелачивания составляет 73 % от общего контура ячейки.

Наиболее оптимальные параметры работы опытной ячейки были достигнуты при соотношении 1,25:1. При производительности закачных скважин № 5-

3 и 5-4 - 112 л/ч, а скважин № 7-3 и 7-4 - 88 л/ч обеспечивается полная локализация фильтрационного потока в рабочем контуре опытной ячейки, соответственно достигается оптимальная площадь выщелачивания 88 %.

Принципиальная технологическая схема СПВ показана на рисунке 8.

Рис. 8. Принципиальная технологическая схема СПВ золотоносных песков

Технологический процесс получения золота способом СПВ включает в себя следующие основные операции: бурение и обустройство технологических скважин; закисление продуктивного горизонта; приготовление и подача выщелачивающих растворов в продуктивный пласт; управление движением растворов в технологической зоне; подъём продуктивных растворов на поверхность; осветление продуктивных растворов от механических примесей; извлечение золота из продуктивных растворов; улавливание механических потерь сорбции, содержащих золото.

На этапе закисления рабочий режим технологической ячейки был установлен с учётом сохранения нулевого баланса закачных и откачных растворов. На начальном этапе средний дебит откачной скважины 6-3 составлял 500 -г- 514 л/час, расход растворов в закачные скважины был установлен в среднем 125 ч-130 л/час на каждую скважину.

На этапе активного выщелачивания основным реагентом для приготовления рабочих растворов являлся хлор. При взаимодействии активного хлора с

водой протекает обратимая реакция гидролиза хлора с образованием соляной и хлорноватистой кислот:

С12 + Н20 о HCl + нею.

Получающаяся хлорноватистая кислота очень нестойкая и в водном растворе легко распадается на соляную кислоту и кислород. Однако по окислительной способности она является очень активной. Окислительный потенциал хлорноватистой кислоты 1,63 В, что в конечном итоге является причиной растворения золота в хлорных растворах.

Реакция взаимодействия золота с хлорноватистой кислотой имеет следующий вид:

Au + ЗНС1 + НСЮ = HAuC14 + Н30.

В результате образуется тетрахлороаурат водорода или золотохлористо-водородная кислота.

Для устойчивого нахождения молекул золотохлористоводородной кислоты в водном растворе необходимо, чтобы окислительный потенциал (Eh) системы составлял не менее 1100 мВ, а значения pH не превышали 3,5.

На рис. 9 представлены основные результаты процесса активного выщелачивания для опытной технологической ячейки, приведенной на рис. 7.

Рис. 9. Зависимость содержания золота от концентрации хлора в закачных

и откачной скважинах 1 - концентрация хлора в закачных скважинах, г/л; 2 - концентрация остаточного хлора в откачной скважине, г/л; 3 - содержание золота в откачной скважине, мг/л

Оптимальная концентрация активного хлора в рабочих растворах составляет 1,0 2,0 г/л, окислительный потенциал Eh откачных растворов 1130 + 1150 мВ, среднее содержание остаточного хлора в продуктивных растворах 0,040 г/л. Средняя концентрация золота в продуктивных растворах 0,070 мг/л.

При этом установлено, что предварительное закисление позволяет перевести в раствор элементы восстановители и создать оптимальную кислотную обстановку для растворения золота (pH <3.2), кроме того, сокращается расход

хлора и уменьшается время растворения золота. Оптимальная концентрация соляной кислоты в закачном растворе - 0,5 ч-1,0 г/л.

Средняя производительность откачных скважин составляла 227 л/час, средняя приёмистость закачных скважин - 110 л/час. Статический уровень воды в скважинах изменялся в пределах 1,0...4,0 м в зависимости от времени года, динамический находился в пределах 8,0... 11,0 м от устья скважины. Средний коэффициент фильтрации вмещающих пород составлял 0,20 м/сутки, скорость движения рабочего раствора в продуктивной зоне - 1,2 м/сутки.

Анализ литературных источников и опыт работы предприятия «Гагарка» (Урал) по подземному выщелачиванию рудного золота показал, что наиболее перспективным направлением переработки продуктивных растворов может быть применение активных углей, как сорбентов золота.

Для выбора наиболее эффективного сорбента были проведены испытания марок активных углей: АГ-3, БАУ-А, АГ-95, ДАК, ТВЗ.

Полученные характеристики сорбционных свойств активных углей, проявленные сорбентами при извлечении золота из продуктивных растворов с малой концентрацией полезного компонента, приведены на рис. 10.

3500

АГ-3 БАУ-А АГ-95 ДАК ТВЗ Марки углей

Рис. 10. Характеристика сорбционных свойств активных углей - период сорбции до насыщения, час; 2 - содержание золота в концентрате, мг/кг

В процессе исследований доказано, что наиболее эффективной технологией извлечения золота из продуктивных растворов является сорбция на активном угле марки АГ-3.

Переработка продуктивных растворов с извлечением растворённых компонентов на активированном угле осуществляется методом адсорбции.

Сорбционная переработка растворов осуществлялась в двух сорбционных напорных колоннах, с зажатым слоем сорбента. Подача растворов происходила снизу вверх. Колонны были выполнены из полиэтиленовых труб с внешним диаметром 225 мм. Высота колонны составляла 2300 мм. Объём колонны 0,07 м3. В нижней и верхней части колонны устанавливался сетчатый фильтр для предотвращения поступления в колонну мелких частиц и выноса из неё частиц активированного угля.

Для эффективного извлечения золота из растворов при поступлении на колонну растворов в объёме 0,5 м3/час и среднем содержании Аи 0,2 мг/л при ёмкости сорбента по золоту 5 кг/т, масса загружаемого в колонну угля должна быть не менее 20 кг. В нашем случае использовались две сорбционные колонны (СК-1, СК-2) с массой загруженного угля в СК-1 - 30,0 кг, СК-2 - 29,4 кг.

Зависимость степени извлечения от содержания золота в продуктивном растворе приведена на рис. 11.

2. С = 0,000021 ^ + 0,00441-0,11

Рис. 11. Зависимость степени извлечения от содержания золота в продуктивном растворе

1 - степень извлечения, %; 2 - содержание золота в продуктивном растворе, мг/л;

3 - содержание золота в маточном растворе, мг/л

Проведенные лабораторные и производственные исследования позволили разработать оптимальный технологический регламент подземного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпей для с/а «Бальджа».

Рекомендуемый технологический регламент скважинного выщелачивания золота для россыпных месторождений включает следующие основные рекомендации и положения:

а) наиболее эффективным и экологически безопасным растворителем золота при его выщелачивании из песков является активный хлор с оптимальной концентрацией в рабочих растворах 1,0...2,0 мг/м3 и окислительным потенциалом ЕЬ откаточных растворов 1130... 1150 мВ;

б) предварительное закисление пласта слабым раствором соляной кислоты (0,5 - 1,0 мг/л) позволяет сократить расход хлора и уменьшить время растворения и перехода золота в раствор;

в) средняя производительность откачных скважин рекомендуется 230...250 л/ч; при этом суммарная производительность откачной скважины на

добычном участке должна на 20...25 % превышать суммарную производительность закачных скважин;

г) продуктивный золотоносный пласт песка должен иметь водоупорный «плотик» для предотвращения утечек рабочих растворов на глубину;

д) коэффициент фильтрации золотоносных песков не должен быть менее 1 м/сут.;

е) извлечение золота из песков наиболее эффективно при содержании золота более 0,5 г/т;

ж) наиболее эффективной технологией извлечения золота из продуктивных растворов является его сорбция на активный уголь марки АГ-3.

2-е защищаемое научное положение. Предлагаемые показатели и геотехнологическая классификация россыпных месторождений золота позволяет на стадии ТЭО проводить предварительную оценку возможности и эффективности их отработки методом СПВ.

Для реализации способа СПВ на золотосодержащих россыпных месторождениях необходимо знать следующие условия:

1) глубина залегания (коэффициент вскрыши);

2) гранулометрический состав, глинистость и фильтрационные свойства песков;

3) крупность золота и форма его нахождения;

4) концентрации золота в песках;

5) преимущественно инертный к применяемому реагенту химический состав вмещающих пород;

6) наличие и тип водоупора («плотика»);

7) гидрогеологическая обстановка в районе локализации месторождения.

Для оценки перечисленных выше природных условий были выбраны следующие россыпные месторождения Забайкалья: Данду-Хангарук Алиинское, Кутомара, Чашино-Ильдиканское, Кудеинское.

Пробы каждого месторождения были расситованы по классам крупности; проведен анализ содержания золота в каждом классе; установлена форма нахождения золота (свободное, связанное с определенной минеральной формой) и рассчитана их доля для каждого месторождения; проведен минералого-петрографический анализ песков; по фондовым отчетным материалам уточнен тип водоупора для каждого месторождения; в лабораторных условиях были проведены исследования по определению коэффициента фильтрации для каждого месторождения с предварительным уплотнением материала пробы до плотности, соответствующей природным условиям.

Из анализа полученных материалов установлено, что на всех месторождениях наибольшие концентрации золота сосредоточены в классах крупности 7-1 мм. Более крупные и более мелкие фракции обеднены золотом.

Исследования по выщелачиванию золота проводились по технологии, полученной и апробированной на месторождении «Данду-Хангарук» в фильтрационных колонках в динамическом режиме с предварительным закислением песков.

Пески выщелачивались активным хлором с концентрацией 5 г/л при скорости фильтрации раствора 20 - 30 мл/ч. Плотность орошения колебалась от 13 до 20 л-м2/час на протяжении всего периода выщелачивания.

В фильтрационные колонны загружались пробы весом 20 кг и подвергались орошению на протяжении 144 часов. Результаты выщелачивания приведены на рис. 12.

В результате проведенных исследований установлено, что наибольшее количество золота было переведено в раствор в промежутке 96...144 ч с отчетливым пиком в 120 ч. При этом установлено, что чем выше концентрация золота в песках, тем выше его содержание в растворе.

2000

24 48 72 96 120 144

Время выщелачивания, час

Рис. 12. Зависимость концентрации золота в растворе от времени выщелачивания

1 ряд - месторождение Данду-Хангарук. 2 ряд - месторождение Алиинское. 3 ряд-месторождение Кутомара. 4 ряд - месторождение Чашино-Ильдиканское. 5 ряд - месторождение Кудеинское

Результаты выщелачивания фракций песков по вышеуказанным месторождениям приведены на рис. 13. За основу принято время перехода в раствор наибольших содержаний золота - 120 часов.

Выполненные исследования показали, что извлечение золота в раствор из сульфидов в процессе хлоридного выщелачивания сопряжено с дополнительными трудностями, требует большего расхода активного хлора и при его дефиците извлечение ниже, чем при растворении самородного золота. При анализе данного показателя установлено, что на месторождениях, где золото содержится в большом количестве в структурных решетках сульфидов, извлечение ниже, чем на месторождениях с самородным золотом (рис. 14). Но учитывая то, что при традиционной технологии извлечения золота при открытой отработке россыпей сульфидное золото практически не извлекается, то метод СПВ позволяет достаточно эффективно отрабатывать месторождения с большим количеством сульфидного золота.

Класс крупности песков, ми

Рис. 13. Зависимость концентрации золота в растворе от класса крупности песков при выщелачивании 1 ряд - месторождение Данду-Хангарук. 2 ряд - месторождение Алиинское. 3 ряд - месторождение Кутомара. 4 ряд - месторождение Чашино-Ильдиканское. 5 ряд - месторождение Кудеинское

2 3 4

Название месторождения

□ Ряд1 0 Ряд2 □ РядЗ □ Ряд4

Рис. 14. Степень извлечения золота в зависимости от формы его нахождения

1 ряд - самородное золото; 2 ряд - золото в пирите; 3 ряд - золото в арсенопирите;

4 ряд - суммарное извлечение 1 - 5 - месторождения, соответственно: Данду-Хангарук, Алиинское, Кутомара, Чашино-Ильдиканское, Кудеинское

Подводя итог проведенным исследованиям, можно сделать следующие выводы по показателям пригодности месторождений глубокозалегающих россыпей золота для эксплуатации методом СПВ:

- глубина залегания россыпей свыше 10 м, что соответствует коэффициенту вскрыши более 3.0;

- наибольшие концентрации золота приурочены к классам крупности песков 7 - 0,7 мм, поэтому чем выше доля этих фракций в песках, тем эффективнее их отработка методом СПВ;

- при использовании технологии СПВ наиболее эффективно извлечение мелкого и дисперсного золота, которое не извлекается при традиционных методах отработки золотоносных россыпей;

- наиболее эффективна отработка россыпей, содержащих самородное золото, менее эффективно извлечение золота из сульфидов;

- извлечение золота из песков методом СПВ наиболее эффективно на месторождениях со средним содержанием более 0,5 г/т;

- для предотвращения утечки рабочих растворов продуктивный золотосодержащий пласт должен подстилаться водоупором.

С учетом сложности вопроса о принятии решения по отработке месторождений методом скважинного подземного выщелачивания нами разработана схема последовательности геотехнологических исследований по стадиям разведки россыпных месторождений.

Рекомендуемая система геотехнологического картирования на различных стадиях разведки россыпных месторождений

Стадии разведочных работ Цели геотехнологических исследований Основные задачи геотехнологических исследований Основные виды геотехнологических исследований

Поисково-оценочная 1. Установление целесообразности предварительной разведки месторождения. 2. Выбор параметров натурных опытов по подземному выщелачиванию (ПВ) и участков их проведения для стадии предварительной разведки 1. Оценка геотехнологических параметров основных геотехнологических типов руд. 2. Сопоставление полученных геотехнологических параметров оруденения (песков)с литолого-фильтрационными характеристиками рудовме-щающего пласта Лабораторные геотехнологические исследования руд(песков)

Предварительная разведка 1. Установление целесообразности детальной разведки месторождения. 2. Обоснование кондиций на детальную разведку. 3. Испытание альтернативных вариантов эксплуатации месторождения способом ПВ. 4. Обоснование параметров натурных опытов по ПВ и участков их проведения для стадии детальной разведки Оценка геотехнологических параметров оруденения на характерных участках месторождения с помощью проведения натурных экспериментов с использованием различных выщелачивающих реагентов и окислителей Опытное геотехнологическое опробование в условиях естественного залегания песков(без технологического передела продуктивных растворов)

Детальная разведка Апробация оптимального способа ПВ для отработки песков Определение геотехнологических параметров рудовме-щающего пласта, а также показателей технологического передела продуктивных растворов Опытно-промышленные технологические испытания с полным циклом технологического передела комплексных продуктивных растворов

Для установления степени влияния технологии СПВ для отработки россыпных месторождений на окружающую среду был осуществлен геомонито-

ринг атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод до начала работ и после окончания опытно-промышленных испытаний.

Установлено что при эксплуатации участка СПВ концентрации хлора, превышающие ПДК, могут возникнуть только над поверхностью технологических растворов, и то при условии полного безветрия. На этапе закисления максимальная концентрация аэрозолей соляной кислоты будет гораздо меньше ПДК.

При анализе состава поверхностных вод установлено, что в районе опытного участка ПВ до начала работ поверхностные воды характеризуются повышенным содержанием марганца - 2ч-100 ПДК, алюминия - 24-3 ПДК, мышьяка — 3,5 ПДК, цинка - 1,4 ПДК, сульфат-ионов - 1,8*3,8 ПДК.

При анализе состояния подземных вод установлено, что солесодержание возрастает за счёт ионов кальция, железа, алюминия, меди, цинка и др. Изменение химического состава подземных вод под действием процесса ПВ происходит вследствие:

- привноса хлора при формировании рабочих растворов;

- выщелачивания элементов переменной валентности из продуктивного горизонта, как следствие химических реакций окисления;

- выпадения в осадок химических элементов и соединений, изначально растворённых в пластовых водах.

Результаты химических анализов показывают, что загрязнения вредными элементами, в процессе технологических исследований, участков, расположенных за территорией технологической ячейки, практически не происходило.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной горнотехнической задачи по повышению эффективности и экологической безопасности разработки глубокозалегающих россыпных месторождений золота на базе использования технологии СПВ.

Основные научно-практические результаты выполненных исследований сводятся к следующему.

1. На примере «погребенной» россыпи «Данду-Хангарук» выделены основные доминирующие горно-геологические и гидрогеологические факторы, определяющие возможность, эффективность и экологичность использования технологии СПВ при разработке россыпных месторождений золота.

2. Дано гидрогеологическое обоснование возможности управления гидродинамическим режимом подземных вод и рабочих выщелачивающих растворов в добычном золотоносном горизонте, предотвращающим утечку рабочих растворов и загрязнение водоносных горизонтов подземных вод.

3. Установлен механизм взаимодействия золота с хлорсодержащим выщелачивающим раствором.

4. Впервые установлены закономерности выщелачивания россыпного золота от основных геотехнологических факторов: концентрации выщелачиваю-

щего реагента, времени выщелачивания, окислительного потенциала рабочих растворов, агрессивности подземных вод.

5. На основе выявленных закономерностей и результатов опытно-промышленных испытаний разработана технология СПВ для глубокозалегаю-щих россыпных месторождений золота.

6. На основе многофакторного анализа горно-геологических условий глубокозалегающих россыпных месторождений Забайкалья обоснованы основные показатели их пригодности для отработки методом СПВ.

7. Впервые разработана классификация, позволяющая проводить предварительную технико-экономическую оценку россыпных месторождений золота с точки зрения их рентабельной отработки методом СПВ.

8. По данным укрупненных расчетов технико-экономических показателей установлено, что рентабельность при разработке глубокозалегающих россыпей при глубине 10 - 20 м способом СПВ составляет 23 - 26 %, а при традиционной технологии разработки открытым способом — 5 %.

9. Для повышения информационного обеспечения проектных работ на отработку россыпных месторождений разработана и рекомендована система их геотехнологического картирования на различных стадиях разведки.

Ю.Результаты выполненных исследований вошли в основу технологического регламента, переданного с/а «Бальджа» для внедрения технологии сква-жинного выщелачивания золота на глубокозалегающих россыпях Южного Забайкалья. Результаты исследований также используются в учебном процессе на кафедре подземной разработки месторождений полезных ископаемых Читинского государственного университета при подготовке горных инженеров по специализации «Скважинное подземное выщелачивание».

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Воронов Е.Т. Ресурсосберегающие технологии разработки погребенных золотоносных россыпей / Е.Т. Воронов, С.Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Вестник МАНЭБ, т. 13, №3, С.-Пб - Чита, 2008. Т. 13, № 3. - С. 21. ..27. (материалы I международной научно-практической конференции «Ресурсосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения»),

2. Резник Ю.Н. Геотехнологический метод разработки глубокозалегающих золотоносных россыпей на базе использования хлоридной металлургии / Ю.Н. Резник, С.Н. Тимощенков, Е.Т. Воронов // Вестник Читинского государственного университета. - Чита, 2008. №4 (49). - С. 121... 125.

3. Воронов Е.Т. Гидрогеологические исследования при подготовке золотоносных россыпей к отработке методом подземного (скважинного выщелачивания) / Е.Т. Воронов, Ю.Н. Резник, С.Н. Тимощенков // Вестник Читинского государственного университета. - Чита, 2008. №4 (49). - С. 117... 121.

4. Воронов Е.Т. О возможности подземного выщелачивания золота из россыпных месторождений / Е.Т. Воронов, С.Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Известия вузов. Горный журнал. - Екатеринбург: УГГУ, 2009. № 2. - С. 15-21.

5. Воронов Е.Т. Гидродинамическое управление продуктивными растворами при подземном (скважинном) выщелачивании золота из погребенных россыпей / Е.Т. Воронов, С.Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Гидрогеология, инженерная геология и геоэкология Забайкалья и сопредельных территорий: материалы научн.-практ. конф. 24 - 25 сент. 2008 г, Чита,- Чита: ЧитГУ, 2008. -С. 219 - 225.

6. Тимощенков С.Н. Исследование зависимости извлечения золота от концентрации хлора при скважинном выщелачивании россыпного золота / С. Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения». - Чита: ЧитГУ, 2008. - Ч. 1. - С. 200 - 203.

7. Воронов Е.Т. Физическое моделирование процессов подземного выщелачивания золота из россыпных месторождений / Е.Т. Воронов, С.Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения» - Чита: ЧитГУ, 2008. Ч. 1. - С. 143 - 145.

8. Тимощенков С.Н. Исследование сорбционного извлечения золота из хло-ридных продуктивных растворов активными углями на примере россыпи «Данду-Хангарук» / С. Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения». - Чита: ЧитГУ, 2008. -Ч. 1,- С. 203-205.

9. Тимощенков С.Н. Гидрогеологическое обеспечение эффективности и экологической безопасности разработки погребенных золотоносных россыпей методом скважинного выщелачивания / С. Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Материалы IV Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. - Новосибирск: Институт геологии и минералогии СО РАН, 2008. - С. 112-114.

10. Тимощенков С.Н. Технология разработки погребенных золотоносных россыпей на базе подземного (скважинного) выщелачивания золота / С. Н. Тимощенков, М.А. Урунов // Материалы IV Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. - Новосибирск: Институт геологии и минералогии СО РАН, 2008. - С. 115-117.

11. Гуревич JI.X. Опытно-промышленные испытания подземного (скважинного) выщелачивания золота на россыпных месторождениях / JI.X. Гуревич, С.Н. Тимощенков, Е.Т. Воронов // Вестник МАНЭБ. - С.-Пб.-Чита, 2009. Т. 14, №3.-С. 45-50.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 г. Сдано в производство 04.05.2009 г. Уч.-изд. л. 1,4 Тираж 100 экз. Заказ № 63

Читинский государственный университет 672039, Чита, ул. Александро-Заводская, 30 РЖ ЧитГУ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Тимощенков, Сергей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ, 9 ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Основные тенденции добычи золота.

1.2. Общая геологическая характеристика россыпных глубокозале-гающих месторождений золота в Забайкалье.

1.3. Современное состояние геотехнологий и реагентные особенности выщелачивания золота.

1.4. Экологические последствия освоения рудного месторождения методом выщелачивания.

1.5. Цели, задачи и методы исследований.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЮ

ЗОЛОТОНОСНЫХ ПЕСКОВ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

2.1. Лабораторные исследования по возможности использования в качестве выщелачивающего реагента хлорсодержащих композитов

2.1.1. Выщелачивание в статических условиях.

2.2. Выщелачивание в фильтрационных колонках в динамическом режиме, приближенном к условиям подземного выщелачивания.

2.3. Физическое моделирование процесса подземного выщелачивания на трубной модели.

2.4. Постановка опытно-промышленных работ по подземному сква-жинному выщелачиванию золотоносных песков месторождения «Данду-Хангарук».

3. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКТИВНЫХ РАСТВОРОВ.

3.1. Методы извлечения золота из растворов.

3.2. Разработка технологии извлечения золота из продуктивного раствора.

4. ТИПИЗАЦИЯ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ ДЛЯ ОТНЕСЕНИЯ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА ПО СТЕПЕНИ ПРИГОДНОСТИ К ПОДЗЕМНОМУ СКВАЖИННОМУ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЮ.

4.1. Типизация природных факторов с выделением благоприятных и неблагоприятных для процесса ПВ показателей.

4.2. Геотехнологическое картирование месторождений с выделением участков, характеризующихся близкими условиями эксплуатации

5. УСТАНОВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМОГО МЕТОДА ПОДЗЕМНОГО СКВАЖИННОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПЕЙ.

5.1. Контроль состояния атмосферного воздуха.

5.2. Контроль состояния почв.

5.3. Контроль состояния поверхностных вод.

5.4. Контроль состояния подземных вод.:.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование и разработка эффективной технологии скважинного подземного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпных месторождений"

Существенные разведанные запасы золота сосредоточены в глубокоза-легающих россыпях, отработка которых традиционными методами (дражная или открытая), нерентабельна. Анализ минерально-сырьевой базы России показывает, что в глубинных россыпях сосредоточено более 300 тонн самородного золота. Поэтому проблема рентабельной и экологически безопасной отработки глубокозалегающих россыпных месторождений золота актуальна не только для Забайкалья, но и в целом для России.

Сдерживающим фактором широкого применения геотехнологий получения золота методом выщелачивания также является использование высокотоксичных реагентов, что негативно сказывается на проблеме охраны окружающей среды. Все вышеизложенное обусловило выбор темы диссертационной работы, определило ее направленность, цель и задачи.

Объект исследований — глубокозалегающая золотоносная россыпь.

Цель диссертационной работы заключается в инженерно-физическом обосновании и разработке технологии СПВ с использованием активного хлора из глубокозалегающих золотоносных россыпей, обеспечивающих приемлемую скорость, удешевление процесса и снижение экологической нагрузки на окружающую среду.

В соответствии с поставленной целью на разрешение были поставлены следующие основные задачи:

Защищаемые научные положения:

1. Рентабельная и экологически безопасная отработка глубокозалегаю-щих россыпных месторождений золота обеспечивается предлагаемой технологией СПВ на базе использования активного хлора и гидродинамического управления потоками рабочих растворов в золотоносных пластах.

Научное значение и новизна работы:

2. Установлен механизм взаимодействия самородного золота с хлорсо-держащим выщелачивающим раствором.

Личный вклад автора заключается в: постановке задач на проведение лабораторных исследований по установлениюоптимальных режимов и параметров выщелачивания россыпного золота; организации и осуществлении полупромышленных испытаний технологии СПВ; разработке технологического регламента СПВ применительно к условиям глубокозалегающих золотоносных россыпей; разработке классификации россыпных месторождений Забайкалья с точки зрения использования технологии СПВ для их горнопромышленного освоения.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на:

- Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле, г. Новосибирск, 2008 г.;

- VIII Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения», г. Чита, 2008 г.;

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в реферируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Тимощенков, Сергей Николаевич

Выводы:

В наблюдательных скважинах изменения в химическом составе воды были незначительными. Результаты химических анализов показали, что загрязнения вредными элементами, в процессе технологических исследований, участков расположенных за территорией технологической ячейки не происходило. Некоторый рост окислительного потенциала также не сказался на химическом составе подземных вод.

По окончанию рекультивации подземных вод ячейки концентрация активного хлора в растворах снизилась до нулевого уровня, значение рН и ЕЬ нормализовались.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научно-практические результаты выполненных исследований сводятся к следующему.

2. Дано гидрогеологическое обоснование возможности управления гидродинамическим режимом подземных вод и рабочих выщелачивающих растворов в добычном золотоносном горизонте; предотвращающим утечку рабочих растворов и загрязнение водоносных горизонтов подземных вод.

4. На основе выявленных закономерностей и результатов опытно-промышленных испытаний разработана технология СПВ для глубокозалегающих россыпных месторождений золота.

5. На основе многофакторного анализа горно-геологических условий глубокозалегающих россыпных месторождений Забайкалья обоснованы основные показатели и впервые разработана классификация, позволяющая проводить предварительную технико-экономическую оценку россыпных месторождений золота с точки зрения их рентабельной отработки методом СПВ.

6. По данным укрупненных расчетов технико-экономических показателей установлено, что рентабельность при разработке глубокозалегающих россыпей при глубине 10 — 20 м способом СПВ составляет 23 — 26 %, а при традиционной технологии разработки открытым способом — 5 %.

7. Для повышения информационного обеспечения проектных работ на отработку россыпных месторождений рекомендована система их геотехнологического картирования на различных стадиях разведки.

8. Результаты выполненных исследований вошли в основу технологического регламента, переданного с/а «Бальджа» для внедрения технологии скважинного выщелачивания золота на глубокозалегающих россыпях Южного Забайкалья. Результаты исследований также используются в учебном процессе на кафедре подземной разработке месторождений полезных ископаемых Читинского государственного университета при подготовке горных инженеров по специализации « Геотехнологические методы отработки полезных ископаемых».

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Тимощенков, Сергей Николаевич, Чита

1. Арене В. Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. М., Недра, 1975, 303 с.

2. Воронов Е.Т., Резник Ю.Н., Тимощенков С.Н. Гидрогеологические исследования при подготовке золотоносных россыпей к отработке методом подземного (скважинного выщелачивания) // Вестник Чит. гос. ун-та. Чита, 2008. №4 (49). - С. 117. 121.

3. Воронов Е.Т., Тимощенков С.Н., Урунов М.А. О возможности подземного выщелачивания золота из россыпных месторождений //Известия вузов. Горный журнал. Екатеринбург: УТТУ, №5, 2008. С.

4. Грабовников В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов. 2-е изд. М.: Недра, 1995.

5. Добыча урана методом подземного выщелачивания, под ред. МамиловаВ.А. М., Атомиздат, 1980, с. 15-150. .

6. Долгих В.Н., Бобиков П.Н., Борбат В.Ф. и др. в сб.: «Процессы жидкостной экстракции и хемосорбции», М. Химия, 1966.Ю

7. Гидродинамические и физико-химические свойства горных пород. Н. Н. Веригин. М, Недра, 1977, 121 с.

8. Заявка ЕПВ № 0048103 за 1983 г. "Способ извлечения драгоценных металлов из их концентратов".

9. Заявка ФРГ № 03145006 за 1982 г. "Способ получения золота из анодных шламов".

10. Заявка ФРГ № 03319248 за 1983 г. "Способ регенерирования ценных металлов, входящих в состав шламов".

11. Золото Бурятии. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2004.

12. Зырянов М.Н. и др. «Извлечение золота из гравитационных концентратов методом гидрохлорирования», Цветные металлы, 1970 г., №3.

13. Инструкция по составлению проектов и смет на геологоразведочные работы. «ВИЭМС», Москва, 1993, 45 с.17. «Иониты в химической технологии», под ред. Никольского Б.П.,М., Химия, 1982.

14. Калашников П. А. Перспективы разведки и добычи россыпного золота в Балейском районе // Проблемы Балея: Записки Забайкальского филиала Географического общества СССР. Чита, 1970. Вып. 62.

15. Калабин А.И. «Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием и другими геотехнологическими методами», М., Атомиздат, 1981.

16. Лебедев K.B. и- др. «Иониты в цветной металлургии», М., Металлургия, 1975.

17. Лаверов Н.П. А., И.Г. Абдульманов, Бровин К.Г. и др. Подземное выщелачивание полиэлиментных руд. М. Академия горных наук. 1998. 446 с.

18. Меерович A.C. «Разработка теории и технологии кислотного растворения золота в присутствии пиролюзита», кандид. диссерт. М., МИСИС, 1986.

19. Международная заявка РСТ № 84/00563 за 1984 г. "Извлечение золота и серебра из руд и концентратов".

20. Минерально-сырьевые ресурсы Читинской области. Инвестиционные предложения / Харитонов Ю.Ф., ЧечеткинВ.С, Шевчук Г.А. и др.- Чита: ЗабНИИ, 2003.

21. Мирзеханов- Г.С. Условия* формирования, принципы« прогноза и оценки ресурсов техногенных образований отработанных россыпей золота (на примере юга Дальнего Востока). — Автореф. . дис. д.г.-м:н. Благовещенск, 2005.

22. Овсейчук В.А., Мязин В.П., Резник Ю.Н. Геотехнологические методы* добычи металлов из скальных руд. Учебное пособие: Чита. ЧитГУ. -2005.-315 с.

23. Оптимальная, схема геотехнологических исследований. Методические рекомендации, М., Недра, 1992 с. 14-35.

24. Орлова О.Д., Андреев П.И. «Выщелачивание благородныхметаллов из руд хлорсодержащими растворителями» в кн. «Обогащение полезных ископаемых», Киев, 1988, №38

25. Патент ФРГ № 1038762 за 1956 г. "Способ извлечения золота и др. металлов, особенно из мышьякосодержвпщх руд, концентратов и остатков".

26. Патент США № 4342592 за 1981 г. "Экологически чистый способ извлечения благородных металлов из руд, в том числе содержащих карбонатные минералы".

27. Патент США № 4259017 за 1981 г. "Способ извлечения золота из осадочных золотосодержащих руд".

28. Патент США № 4439235 за 1984 г. " Способ хлорирования для извлечения благородных металлов".

29. Патент США № 4389248 за 1984 г. "Способ извлечения золота из анодных шламов".

30. Положение о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям (твердые полезные ископаемые). «ВИЭМС», Москва, 1999, 65 с.

31. Практикум по общей гидрогеологии (под ред. Самариной B.C.), Ленинград, 1965, 24 65 с.

32. Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов", Будевальник С. А.Киев, 1972, 73 с.

33. Попова Т.П., Росляков B.C., Щипунов Н.Ф. Измерение окислительно-восстановительного потенциала подземных вод непосредственно в скважинах // Тр. ВСЕГИНГЕО. Вып. 10.-1967. - С. 15 - 21.

34. Разведка месторождений для отработки методом подземного выщелачивания / Под ред. М.В. Шумилина. М.: Недра, 1985.

35. Резник Ю.Н., Тимощенков С.Н., Воронов Е.Т. Геотехнологический метод разработки глубокозалегагощих золотоносных россыпей на базе использования хлоридной металлургии // Вестник Чит. гос. ун-та. — Чита, 2008. №4 (49).-С. 121.125.

36. Реми Г. «Курс неорганической химии», т. И, Мир, М., 1973.

37. Садыков Р.Х. Сооружение участков ПВ и практика их эксплуатации за рубежом. Инф. вып. 69 (290). М.: ЦНИИАтоминформ, 1985.

38. Сборники сметных норм на геологоразведочные работы. «ВИЭМС»,М.,1992-93.

39. Юргенсон Г.А. Особенности минерального состава руд малоглубинной золото-кварцфлюоритовой формации // Материалы Годичного собрания Российского минералогического общества. -СПб., 2006.

40. Юргенсон Г. А. О возможном коренном источнике Кручи-нинских золотоносных россыпей (Центральное Забайкалье //

41. Юргенсон Г.А. Минеральное сырье Забайкалья. Учебное пособие. Часть 1, книга 3. Благородные металлы. Чита: Поиск, 2008 .- 256 е., Ил.

42. Alvares С, Nunes О. «Trars. Inst. Mining and Metall.», 1984, С 93, Dec.

43. Finkelstein N. James G. «J. S. afric. Inst. Mining and Metallurgy», 1966, V67, №5.

44. Mazia J., Farkas J. «Metall. Finish». №4. 2001.

45. OkyboT. Shuto M. «New Sumitomo Process for gold recovery from cupper anode slime», Presions Metals: Mining, Extratich and Processing Prog. Int. Symp. AJME, Los Angeles, Calis., Febr. 27-29,1984.

46. Potter G. «Shillings Mining Rev.», 1982, V76, № 40.

47. Priddle C. J. In.: «Proc. Thira Int.» Symp. of Hydrometallurgy E.D.K. Osseo-Asere, AJME, Pennsylvania, 1982.

48. Putman G. «Engineering and Mining J.», 1944, Vol. 145, № 3. «Engineering and Mining J.», 1983, June.

49. Walker G. «Proc. Ang. Inst. Min. and Met.», 1956, № 21.1. Фондовые материалы

50. Докукин Ю. В. Отчет об опытных испытаниях способа поземного выщелачивания (ПВ) на золоторудном месторождении Гагарском и оценки воздействия процесса на окружающую среду", Екатеринбург, 1995, 180 с.

51. Докукин Ю. В. Проект опробования способа подземного выщелачивания золота и ртути из лежалых хвостов хвостохранилища Семеновской ЗИФ, Екатеринбург, 2000, 142 с.

52. Роднин Г.С., Гайко Ю. Ф. Отчет о детальной разведке Данду-Хангарукского россыпного месторождения золота с подсчетом запасов по состоянию на 01.05.1975 г. Западная ГГЭ, ЧТУ, Чита, 1975, 47 с.

53. Сидяков H.A. Отчет Хавергинской партии о поисковых работах на золото в пределах Любавинского рудного узла за 1989-94 гг. Западное ГГП, Читагеолком, Чита, 1996, 567 с.

54. Тимощенков С.Н. Отчет об оценке и разведке месторождения россыпного золота Данду-Хангарук за 1999-2001 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 01.03.2001 г., а/с «Бальджа», КПР по Читинской области, Чита, 2001, 142 с.

55. Урунов М.А., Крюков A.B., Раздобреев В.И. Отчет о технологических исследованиях методом подземного выщелачивания на месторождении россыпного золота Данду-Хангарук за 2001 2003 гг. Чита 2003.

Информация о работе

Тимощенков, Сергей Николаевич
кандидата технических наук
Чита, 2009
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование и разработка эффективной технологии скважинного подземного выщелачивания золота из глубокозалегающих россыпных месторождений - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы