Выщелачивание как метод добычи полезных ископаемых

Компания Ore-Max одной из первых начала использовать капельное орошение на месторождениях золота и меди в конце 80-х годов прошлого века. Ранее на месторождениях использовались спринклеры, имеющие ряд производственных и экологических недостатков, которые удалось устранить за счет применения капельных систем. Сегодня капельные системы используются на 90% месторождений золота, меди и урана, а также при добыче никеля и лития. Без сомнения, капельное орошение - это передовой метод кучного выщелачивания, признанный во всем мире.


Цикл выщелачивания

diagram heap lifts rusНа рисунке изображена схема типичной площадки выщелачивания. Выщелачивающий раствор подается на наивысший уровень штабеля. По мере просачивания через породу раствор входит в химическую связь с рудой. Содержащий руду раствор («продуктивный раствор») под воздействием капиллярного эффекта перколирует ко дну штабеля до геомембраны. Затем раствор самотеком стекает в отстойник для временного хранения. Из отстойника раствор закачивается в цех электролиза, где происходит обработка раствора и экстракция руды, после чего раствор запускается в очередной цикл выщелачивания.


Как система капельного орошения применяется в добыче

diagram heap top view rusНа рисунке изображена типичная схема капельного орошения на площадке выщелачивания. Выщелачивающий раствор подается к каждой ячейке с помощью плоскоукладываемого шланга. Как правило, после фитинга шланга устанавливается регулятор давления. Это делается для того, чтобы обеспечить необходимое давление и правильную скорость подачи раствора. Капельные трубки подсоединяются к плоскоукладываемому шлангу на заданном расстоянии друг от друга. Эмиттеры устанавливаются в капельные трубки таким образом, чтобы обеспечивалось определенное расстояние между точками подачи. Например, расстояние от точки подачи до другой точки и до следующей капельной трубки на типичной площадке выщелачивания может составлять 24х24 дюйма. Распределение точек подачи раствора зависит от оптимальной скорости подачи раствора для той или иной руды.


Принцип действия Макс-эмиттера

На данном анимационном рисунке показан принцип работы Макс-эмиттера - единственного эмиттера, предназначенного для работы в сложных условиях. Большинство других капельных эмиттеров разработаны для применения в сельском хозяйстве и требуют использования чистой фильтрованной воды. Макс-эмиттер снабжен защитой от засорения от загрязняющих частиц, которые всегда присутствуют в выщелачивающем растворе. Продуктивный раствор проходит через сотни фильтрующих ячеек, благодаря чему их засорение практически исключено. К тому же путь тока у Макс-эмиттера самый продолжительный по сравнению со всеми другими продуктами на рынке. В стандартом исполнении на Макс-эмиттере предусмотрено два выходных отверстия, однако по желанию заказчика мы можем поставить эмиттер с четырьмя выходными отверстиями, что позволит еще больше снизить риск засорения. Вышеперечисленные преимущества нашего продукта обеспечивают долговечность эмиттеров и максимальное извлечение руды.


Max-Emitter vs. The Competition

Важные факторы, которые следует учитывать при капельном выщелачивании

diagram heap profile rusКритичность расстояния между эмиттерами

Эмиттеры должны быть распределены таким образом, чтобы обеспечивались необходимые параметры подачи раствора. Стандартное расстояние между эмиттерами составляет 24 дюйма, как показано на рисунке, однако оно может также составлять от 18 дюймов (2 литра) до 36 дюймов (8 литров). С помощью этих параметров расхода может обеспечиваться одинаковая скорость подачи раствора единицу площади.


Подаваемый раствор распространяется вертикально и горизонтально, устраняя «сухие зоны»

При подаче раствора поверхность между двумя точками расхода кажется сухой. Однако на самом деле под воздействием капиллярного эффекта в почве раствор распространяется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Во многих видах грунта раствор распространяется на 30-36 дюймов в горизонтальном направлении по отношению к точке подачи (более подробно). Кроме того, раствор распространяется вертикально вверх под поверхностью грунта, что практически исключает наличие «сухих зон» между эмиттерами. Проверить, как раствор проходит через руду, не сложно – для этого нужно в течение часа подавать раствор через эмиттер и затем посредством выемки грунта определить периметр влагосодержания. Если раствор распространяется на 30 дюймов, помните, это полный диаметр и даже при максимальном расстоянии эмиттеров радиусы распространения соседних точек подачи частично перекрываются (более подробно).


Три ошибки, которых следует избегать

  1. Засорение эмиттеров. Засорение эмиттеров значительно уменьшает производительность. Засорение больше чем любой другой фактор препятствует расчетным объемам извлечения, так как каждый засоренный эмиттер нарушает оптимальные условия. Именно поэтому мы разработали Макс-эмиттер.
  2. Перенасыщение породы выщелачивающим раствором. Подача на площадку чрезмерного количества выщелачивающего раствора не приводит ни к чему хорошему. Раствор должен распространяться в руде под действием капиллярного эффекта, а не под действием силы тяжести. Почему? Потому что при насыщении руды в ней не остается кислорода – неотъемлемого компонента химических и биологических реакций, необходимых для экстракции. При отсутствии кислорода экстракция невозможна, поэтому перенасыщения руды следует избегать.
  3. Перепады давления в системе подачи раствора. Для надлежащего функционирования системы выщелачивания жизненно необходимо обеспечить правильное давление подачи раствора. Капельная система, как правило, эксплуатируется под давлением 10-15 фунтов на квадратный дюйм, поэтому перепад в 5 фунтов на квадратный дюйм существенно влияет на скорость тока – он может привести к избытку или недостатку подачи выщелачивающего раствора на 33%. Оптимальные условия выщелачивания соблюдены, если давление подачи одно и то же на всех эмиттерах (капельницах) системы, что обеспечивает равномерное и одинаковое распространение раствора.

Анимационный рисунок: как раствор распространяется в грунте

На рисунке показано, как раствор распространяется в руде под воздействием капиллярного эффекта. Раствор распространяется как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, что устраняет практически все «сухие зоны» между эмиттерами. Эмиттеры устанавливаются на разном расстоянии друг от друга: от 36 дюймов для глиносодержащей руды до 15 дюймов для очень легкой песчаной руды. Оптимальное расстояние между эмиттерами можно определить самостоятельно – путем испытания конкретного вида руды на распространение в ней раствора.