Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Определение параметров гидромеханизированного обесшламливания золотосодержащих пород для выщелачивания золота

ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кравченко, Андрей Петрович

Введение.

1. Современное состояние подготовки золотосодержащих пород к кучному выщелачиванию.

1.1. Анализ сырьевой базы и геотехнологии добычи золота.

1.2. Процессы и структура механизации КВ. Актуальность исследования гидромеханизированной подготовки и формирования штабелей для КВ.

1.3. Анализ закономерностей фракционирования обломочных и зернистых материалов.

1.4. Анализ проницаемости намытых массивов грунта.

1.5. Анализ распределения на откосе намыва частиц золота.

1.6. Цель и задачи исследования.

2. Исследование закономерностей фракционирования частиц породы по крупности на откосе намыва.

2.1. Схематизация процесса фракционирования по крупности при намыве.

2.1.1. Статическая схема.

2.1.2. Динамическая схема.

2.2. Исследование распределения частиц породы по крупности на откосе намыва.

2.2.1. Общая характеристика объектов наблюдения, методы и результаты измерений.

2.2.2. Анализ результатов измерений и выводы.

2.3. Функция распределения частиц по крупности на откосе намыва.

2.4. Закономерности растекания потока гидросмеси на откосе намыва. Определение удельного расхода воды.

2.5. Методика расчета прямого фракционирования частиц породы по крупности на откосе намыва.

Выводы по главе 2.

3. Определение водопроницаемости намытых грунтов.

3.1. Фильтрационные свойства намытых грунтов.

3.2. Аналитическое выражение гранулометрического состава намытых грунтов.

3.3. Исследование зависимости коэффициента фильтрации намытых грунтов от гранулометрического состава.

Выводы по главе 3.

4. Определение параметров распределения частиц большой плотности на откосе намыва грунтов.

4.1. Схематизация процесса осаждения частиц большой плотности на откосе намыва грунтов.

4.2. Определение функции распределения частиц большой плотности на откосе намыва грунтов.

4.3. Определение коэффициента равноскоростности частиц разной плотности и крупности на откосе намыва грунтов.

4.4 Аналитическое выражение ситового состава золота.

Выводы по главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Определение параметров гидромеханизированного обесшламливания золотосодержащих пород для выщелачивания золота"

Значительной перспективой увеличения добычи золота является внедрение эффективных технологий выщелачивания кучного (КВ), чанового (ЧВ) и подземного (ПВ). Технологическая схема КВ включает в себя подготовку золотосодержащих пород, подготовку площадки для складирования, формирование штабеля, выщелачивание, переработку продуктивного раствора, рекультивацию промышленных жидких и твердых отходов.

Подготовка золотосодержащих пород заключается в получении необходимой крупности дроблением или окомкованием, удалением илисто-глинистых фракций (обесшламливанием) для того, чтобы при формировании штабелей и куч обеспечить равномерное распределение материала и необходимую скорость фильтрации (1-2 м/сут). Однородность материала и сохранение водопроницаемости является основным условием отсыпки штабеля.

Наличие илисто-глинистых частиц в штабеле приводит к их смыванию раствором из верхних слоев в нижележащие, происходит кольматация нижних слоев и, соответственно, резкое снижение скорости фильтрации. Необходимо выделение илисто-глинистых частиц для окомкования, а при отсутствии в них золота, для исключения из технологического процесса.

К «вредным» фракциям также относят крупноскелетный материал. При сухой механической загрузке без специального предварительного перемешивания равномерное распределение материала по крупности и обеспечение одинаковой плотности отсыпки затруднительно. Поэтому возможно образование в штабеле локальных зон с различной крупностью и плотностью отсыпки и, соответственно, с различной водопроницаемостью - от весьма низких значений 0,05-0,1 м/сут до «провальных» (5-6 м/сут) и более. Большая разница в водопроницаемости зон штабеля приводит к тому, что выщелачивающий раствор быстро просачивается через «провальную» зону, при этом, не обеспечивается выщелачивание в других зонах. Для обеспечения стабильного режима выщелачивания необходима предварительная подготовка золотосодержащих пород с целью отделения не содержащих золота илисто-глинистых частиц и крупного материала для дополнительного дробления.

Выделение таких фракций возможно за счет гидромеханизированного складирования пород, которое сопровождается фракционированием частиц по крупности.

Цель работы: разработка методических положений по определению параметров предварительного гидромеханизированного обесшламливания золотосодержащих пород для повышения эффективности выщелачивания золота.

Идея работы: использование закономерностей фракционирования частиц зернистого материала при их гидромеханизированном складировании для предварительной подготовки пород к выщелачиванию.

Объект исследования: технология намыва гидроотвалов и штабелей.

Для достижения поставленных целей в исследовании решались следующие задачи:

- выявление закономерностей фракционирования частиц грунта по крупности при намыве гидроотвалов и штабелей;

- выявление закономерностей распределения частиц большой плотности на откосе намыва грунтов;

- выявление водопроницаемости намытых грунтов в зависимости от их гранулометрического состава.

Методы исследования: теоретическое обобщение и анализ закономерностей фракционирования частиц грунта по крупности на откосе намыва и частиц большой плотности на откосе намыва грунта; моделирование и проведение экспериментальных работ в лабораторных условиях, наблюдение в промышленных условиях, сопоставление результатов, оценка и уточнение полученных зависимостей с фактическими данными.

Научная новизна полученных результатов заключается:

- в установлении зависимости распределения частиц породы по крупности на откосе намываемой поверхности от исходного гранулометрического состава, длины и ширины штабеля, подачи пульпы;

- в установлении зависимости распределения частиц золота на откосе намываемой поверхности от параметров намыва;

- в установлении зависимости водопроницаемости зон намываемого массива от гранулометрического состава пород;

- в разработке методических положений для целенаправленного намыва гидроотвалов и штабелей для получения заданной крупности и водопроницаемости в зонах намытого намыва.

Достоверность научных результатов и выводов обеспечивается хорошей их сопоставимостью с результатами исследований других авторов, с результатами экспериментальных работ в лабораторных условиях, достаточным объемом работ и результатами статистической обработки измерений.

Практическое значение заключается в повышении эффективности кучного выщелачивания золота за счет предварительного отмыва не содержащих золота илисто-глинистых частиц и обеспечения необходимой крупности и водопроницаемости пород при формировании штабеля.

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанная методика определения параметров предварительной гидромеханизированной подготовки пород для получения фракций заданной крупности и водопроницаемости реализуется в практике проектирования:

- ОАО СССП «Уралсибгидромеханизация» для намыва массивов заданной крупности;

- ФГУП ПКЦ «Уралдрагмет» для повышения эффективности кучного выщелачивания золота.

Результаты исследований используются в учебном процессе по дисциплине «Геотехнология» и вошли в учебное пособие «Процессы горных работ:

Геотехнология добычи золота» Багазеев В.К, Валиев Н.Г., Кравченко А.П. Екатеринбург.: УГГГА, 2001.

На защиту выносятся следующие научные положения по обоснованию параметров технологии гидромеханизированного выделения не содержащих золота илисто-глинистых частиц для исключения из процесса кучного выщелачивания золота:

- аналитическая зависимость для определения гранулометрического состава и водопроницаемости пород в зонах намытого массива гранулометрического состава пород, от расхода и консистенции пульпы, от параметров штабеля обесшламливания;

- аналитическая зависимость для определения коэффициента фильтрации намытых пород от их гранулометрического состава;

- определение распределения частиц золота на откосе и в штабеле намыва по коэффициенту равноскоростности движения частиц; аналитическая зависимость коэффициента равноскоростности кварцсодержа-щих пород и частиц золота от их плотности и крупности.

Апробация работы. Основные положения и отдельные положения диссертационной работы докладывались: на научно-технических конференциях «Механика в горном производстве», посвященных памяти профессора И. И. Вахрамеева (г. Екатеринбург, 1997 и 2000 гг.); на международных научно-технических конференциях «Проблемы разведки, добычи и обогащения руд благородных металлов и техногенного сырья» (г. Екатеринбург, 1999 и 2000 гг.); на практических семинарах «Экологические проблемы» международных выставок «Урал-экология» (г. Екатеринбург, 1997 и 1998 гг.).

Личный вклад автора заключается в разработке методик и проведении экспериментальных работ, проведении наблюдений в промышленных условиях, статистической обработке полученных результатов измерений, в разработке научных положений, выводов, рекомендаций по определению параметров гидромеханизированного обесшламливания пород перед кучным выщелачиванием золота.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, результаты исследований вошли в состав учебного пособия «Процессы горных работ: Геотехнология добычи золота» Багазеев В.К, Валиев Н.Г., Кравченко А.П. Екатеринбург.: УГГГА, 2001.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы из 72 наименований и 8 приложений. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста (без перечня литературы и приложений), включает 21 таблицу и 46 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Кравченко, Андрей Петрович

Заключение

В диссертационной работе в результате проведенных исследований дается новое решение актуальной задачи подготовки золотосодержащих пород к выщелачиванию - гидромеханизированное обесшламливание золотосодержащих пород, позволяющее обеспечить их необходимую растворопроницаемость через штабель (кучу) золотосодержащих пород и соответствующее повышение эффективности кучного выщелачивания золота.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кравченко, Андрей Петрович, Екатеринбург

1. Авдеев Н. Я. Расчет гранулометрических характеристик полидисперсных систем. Ростов н/Д: Кн. изд., 1966. - 34 с.

2. Андреев Е., Товаров В. В., Перов В. А. Закономерности измельчения и исчисления характеристик гранулометрического состава. - М.: Металлургиздат, 1959. - 4 3 7 с.

4. Багазеев В. К., Валиев И. Г., Кравченко А. П. Процессы открытых горных работ: Геотехнология добычи золота: Учебное пособие. - Екатеринбург; Изд. УГГГА, 2001. - 110 с.

5. Багазеев В. К., Ворончихин Г. П., Ваганов П. В. Расчет характеристикивзвесей дражного карьера // Изв. Вузов. Горный журнал, 1976. - № 8 . 27-31.

6. Багазеев В. К., Рыжиков А. Характеристика фильтрационныхсвойств эфельной фракции хвостов промывки при разработке россыпей // Изв. вузов. Горный журнал, 1988. - №5. - 29-32.

7. Багазеев В. К., Кравченко А. П. Обеспечение водонепроницаемостиоснования при кучном выщелачивании золота / Тез. докл. науч.-техн. конф. «Механика в горном деле», 1-2 - декабря 1997 г., Екатеринбург: Изд. УГГГА, 1997. 8

8. Власов А. Характер распределения золота в отвалах горных работ.ВНИИ-1, Магадан, 1960. - 32 с.

9. Воробьев А. Е., Чекушина Т. В., Козырев Е Н. Извлечение золота методами физико-химической геотехнологии // Руды и металлы. 1999. № 4 . - с . 37-45.

10. Гидротехнические сооружения / Железняков Г. Д., Ибад-Заде Ю. А.,Иванов П. Л. и др. - М.: Стройиздат. 1983. - 534 с.

11. Гончаров А. Перемещение и складирование горной массы. М.: Недра, 1988.- 199 с.

12. Евдокимов П. Д., Сазонов Г. Г. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. —М.: Госгортехиздат, 1978. - 4 3 9 с.

13. Ежов А. И. Вычисление рядов распределений. - М.: Статистика, 1973.- 1 5 8 с.

14. Замятин О. В. Зависимость извлечения зерен тяжелых минералов отдлины шлюза // Цветные металлы, 1993, №6. - 87-89.

16. Инженерная гидрология. -М.: «Высшая школа», 1968. -235 с.

17. Избаш В. Основы лабораторно-опытного дела в гидротехнике. - М.:ОНТИ, 1938.-228 с.

18. Исследование и разработка рекомендаций по очистке сточных вод приразработке россыпей Кожимского района: Отчет НИР / СГИ; Науч. рук. Багазеев В. К. - Шифр работы 34-201-84: №ГР 01840006686, Свердловск, 1985. - 111 с.

19. Кизевальтер Б. В. Теоретические основы гравитационных процессовобогащения. - М.: Недра, 1979. - 295 с.

20. КИСЛЯКОВ В. Е. Оценка техногенных накоплений россыпного золота.

21. Кондрашов А. И. Повышение эффективности технологии гидравлической укладки каолинизированных пород и подготовки к рекультивации при разработке россыпных месторождений. Канд. диссертация МГРИ, М., 1986.- 189 с.

22. Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленныхпылей и измельченных материалов. - Л.: Химия, 1974. - 280 с.

23. Куприн А. И. Безнапорный гидротранспорт. -М.: Недра, 1980. - 244 с.

24. Леонов Б., Федотов К. В., Сенченко А. Е. Промышленная добычазолота из золото шлаковых отвалов тепловых электростанций // Горный журнал. 1998, №5. - 67-68.

25. Ломтадзе В. Д. Физико-механические свойства горных пород. Методылабораторных исследований. - Л.: Недра, 1990. -328 с.

26. Лященко П. В. Гравитационные методы обогагцения. - М.: Изд-вонефтяной и горно-топливной лит-ры., 1940. - 395 с.

27. Мальков В. М., Лопатин А. Г., Замятин О. В., Проблема мелкого золота в россыпях Сибири и Дальнего Востока и пути его извлечения. // Колыма. 1988 - №11.-С. 16-19.

28. Меламут Д. Л. Гидромеханизация в ирригационном и сельскохозяйственном строительстве. - М . : Изд. лит. по строительству, 1967. - 396 с.

29. Мелентьев В. А., Колпащиков И. П., Волнин Б. А Намывные гидротехнические сооружения. - М.: Энергия, 1973. - 247 с.

30. Мосейкин В. В. Геолого-экологическая оценка намывных техногенныхмассивов хранилищ горнопромышленных отходов: Автореф диссертации .. д-ра техн. наук. - М.: Изд. МГГУ, 2000. - 32 с.

31. Морозов Ю. П. Теоретическое обоснование и разработка новых методов и аппаратов извлечения тонкодисперсных благородных металлов из руд и техногенного сырья: Автореф. диссертации..д-ра техн. наук. - Екатеринбург: Изд. УГГГА, 2001. - 34 с.

32. Намыв площадей для строительства / М. Ф. Новиков, Д. Л. Меламут,В. И. Каминская, Ю. И. Седых; - М . : Стройиздат, 1984. -244 с.

33. Наумов В. А. Особенности формирования и распределения благородных металлов в техногенных россыпях и отвалах Урала // Изв. вузов. Горный журнал. 1994. - №8. - 39-49.

34. Нурок Г. А., Лутовинов А. Г., Шерстков А. Д. Гидроотвалы на карьерах. - М.: Недра, 1977.-312 с.

35. Нурок Г. А. Гидромеханизация открытых разработок. - М.: Недра,1970.-584 с.

36. Обогащение золотосодержащих песков и конгломератов / Замятин О.B . , Лопатин А. Г., Сажинкова Н. П., Чугунов А. Д. - М.: Недра, 1975. 264 с.

37. Огурцов А. И. Намыв земляных сооружений: учебное пособие. - М.:1974.-366 с. 45.0ксман В. С , Черосов А. М., Дыбин Д. А. Мелкое золото в месторождениях республики Саха (Якутия) // Горный журнал. 1998. - №5. C. 17-20.

38. Пешковский Л. М., Перескокова Т. М. Инженерная геология. - М.:Высщая щкола, 1971. - 368 с.

39. Разработка рекомендаций по исключению фильтрационных потерь всистеме оборотного водоснабжения: Отчет НИР / СГИ; Науч. рук. Багазеев В. К. - Шифр работы 34-201-86: №ГР 01860050477, Свердловск, 1986.-82 с.

40. Разумовский Н.К. Механический состав россыпного золота и новыеданные по методике подсчета запасов россыпей. / «Золотая промышленность», 1939. №12. - 39-48.

41. Рекомендации для повышения качества продукции при разработкеЮшалинского месторождения строительных песков: Отчет НИР / УГГГА; Науч. рук. Багазеев В. К., отв. исп. Кравченко А. П., Екатеринбург, 2000. - 50 с.

42. Ротенбург И. С , Вольной В. С , Поляков М. П. Мостовые переходы.М.: «Высшая школа», 1977. -328 с.

43. Румшиский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. - М . : Наука, 1971. - 192 с.

44. Русинов И. Я. Основы теории фракционирования грунта при намывенасыпей // Труды Ж В В И А , вып. 111, Л.: 1955. - 48 с.

45. Справочник по обогащению руд: Подготовительные процессы / Подредакцией О. Богданова, В. А. Олевского. - М.: Недра, 1982. - 366 с.

46. Соломин К. В. Обогащение песков россыпных месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, ГНТИ, 1961. - 398 с.

47. Сооружения мостовых переходов и подтопляемых насыпей: Методырасчета местных размывов. СП 32-102-95. М.: Корпорация «Трансстрой», 1997.-70 с.

48. Сыроватский В. В., Шпайхер Е. Д., Потери золота в шлихах и влияниеих на оценку россыпей Колыма. 1968 - №8. 44-47.

49. Таусон Л. В., Глюк Д. С , Проблемы образования и извлечения тонкодисперсного золота. - М.: ВИНКТИ, 1988.-28с.

50. Тверитинов Ю. И. К проблеме тонкого и связанного золота россыпныхместорождений // Горный журнал. 2001. - №5. - 26-28.

51. Теплов А. В. Основы гидравлики. - Л . : «Энергия», 1971. -208 с.

52. Тихомиров А. Н. Расчет раскладки грунта по фракциям при намывеплотин / Труды ГИСИ вып. 25, 1956 г.

53. Упоров Н. Г., Экарев Б. Землесосные снаряды и перекачивающиеустановки. - М.: «Высшая школа», 1970. - 336 с.

54. Федоров И. С , Добровинская О. X . Свойства и расчетные характеристики намытых хвостов рудообогатительных фабрик. - М.: Недра, 1970.- 152 с.

55. Федотов К. В. Теория и практика обогащения золотосодержащего сырья в центробежных концентраторах. Автореф. диссертации на соискание уч. ст. д. т. н. Иркутск, 2000. - 33 с.

56. Цытович Н. А. Механика грунтов. - М.: «Высшая школа», 1983. - 288с.

58. Шохин В. Н., Лопатин А. Г. Гравитационные методы обогащения.М.: Недра, 1993.-352 с.

59. Юфин П. А. Гидромеханизация. - М.: Стройиздат. 1974. - 233 с.

60. Игнатова М. Пирамида желтого металла. - «Известия». - №40 (26119)от 7.03.2002 Г . - С . 5

61. Троицкий В. В. Промывка и обесшламливание полезных ископаемых.- М . : Недра. 1988.-280 с.

62. Троицкий В. В. Обогащение нерудных строительных материалов. - Л.:Стройиздат, 1986. - 192 с.