RU2087714C1

RU2087714C1 - Method of selective intradump concentration of metal-containing rocks

Info

Publication number: RU2087714C1
Application number: RU93003203A
Authority: RU
Inventors: Александр Егорович Воробьев; Улман Мавляновна Киякбаева; Татьяна Владимировна Чекушина
Original assignee: Институт физики и механики горных пород АН Республика Кыргызстан
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: mining industry; applicable in stockpiling of substandard ores and rocks. SUBSTANCE: the offered method includes formation of impervious and drainage base, pulp feed-line and water intake structures and placing of concentrated and leaching layers of tailings. Novelty consists in that selective dissolving and precipitation of metals are provided by location of concentrated layers under leached layer from top down in the sequence corresponding to the rising value of negative electricity of metals contained in the layer in the amount corresponding to the number of migrating metals. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при складировании некондиционных руд и пород. The present invention relates to the mining industry and can be used when storing substandard ores and rocks.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ (а.с. N 1774012), включающий формирование антифильтрационного и дренажного основания, пульпопровода и водосбросных сооружений, раздельную укладку хвостов по минеральному составу и содержанию металлов согласно их атомным номерам, соответствующих величине их растворения и осаждения. The closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a known method (A.S. N 1774012), including the formation of an antifiltration and drainage base, slurry pipe and spillway structures, separate laying of tails according to the mineral composition and metal content according to their atomic numbers corresponding to the magnitude of their dissolution and precipitation.

Недостатком данного способа является низкая его эффективность, ограниченная областью складирования радиоактивных пород. The disadvantage of this method is its low efficiency, limited by the storage area of radioactive rocks.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности селективного внутриотвального обогащения металлосодержащих пород путем селективного растворения и осаждения металлов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of selective intra-waste enrichment of metal-bearing rocks by selective dissolution and precipitation of metals.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование антифильтрационного, дренажного, выщелачиваемого и обогащаемого слоев, создание пульпопровода и водосбросных сооружений, хвосты складируют раздельно по минеральному составу, содержанию металлов и электроотрицательности их ионов. На дренажном слое складируют хвосты, содержащие один металл с определенной электроотрицательностью ионов с относительно высоким его содержанием, затем хвосты с относительно высоким содержанием другого металла и другой электроотрицательностью ионов и так далее. Последними складируют хвосты с относительно низким содержанием данных металлов. Причем в нижнем обогащаемом слое складируют горную массу с более высшим значением электроотрицательности ионов, затем по мере увеличения количества слоев электроотрицательности ионов металлов уменьшается. В обогащаемых слоях создаются геохимические барьеры, отдельно для каждого мигрирующего металла. This goal is achieved by the fact that in the implementation of the proposed method, including the formation of antifiltration, drainage, leachable and enriched layers, the creation of slurry piping and spillway structures, tailings are stored separately according to the mineral composition, metal content and electronegativity of their ions. Tails containing one metal with a certain electronegativity of ions with a relatively high content of ions are stored on the drainage layer, then tails with a relatively high content of another metal and another electronegativity of ions and so on. The last to store tailings with a relatively low content of these metals. Moreover, in the lower enrichment layer, the rock mass is stored with a higher value of the electronegativity of ions, then, as the number of layers of electronegativity of metal ions increases. In the enriched layers, geochemical barriers are created, separately for each migrating metal.

При хранении хвостов происходит выщелачивание имеющихся металлов из верхнего выщелачиваемого слоя. Причем растворяются они тоже в соответствии с электроотрицательностью ионов. В результате будет осуществляться их миграция вниз в составе отвальных вод, где при прохождении первого обогащаемого (барьерного) слоя будет осаждаться металл, обладающий меньшим значением электроотрицательности ионов, в следующем слое сконцентрируется металл с большим значением электроотрицательности ионов и т.д. в результате чего происходит селективное обогащение хвостов металлами до промышленных концентраций. When storing tails, leaching of existing metals from the upper leachable layer occurs. Moreover, they also dissolve in accordance with the electronegativity of the ions. As a result, they will migrate downward in the composition of waste waters, where when the first enriched (barrier) layer passes, a metal with a lower value of electronegativity of ions will precipitate, the next layer will concentrate a metal with a high value of electronegativity of ions, etc. As a result, tailings are selectively enriched with metals to industrial concentrations.

Следует отметить, что хотя используемая особенность осаждения элементов в зависимости от электроотрицательности ионов широко известна из геохимии в природных геологических процессах рудообразования и миграции вещества в зоне гипергенеза, но в технике и технологиях не использовалась. It should be noted that although the used feature of the deposition of elements depending on the electronegativity of ions is widely known from geochemistry in natural geological processes of ore formation and migration of matter in the hypergenesis zone, it has not been used in engineering and technology.

В общем случае электроотрицательность способность атома элемента притягивать электроны. Существует несколько способов расчета значений электроотрицательности. Все они показывают, что значения электроотрицательности элементов в Периодической системе уменьшаются справа налево и сверху вниз. Иначе говоря, элементы правой части таблицы обладают сильным свойством притяжения электронов, а левой слабым. Крупные атомы нижней части таблицы имеют большое количество электронных орбит и поэтому слабо притягивают электроны. Небольшие по размерам атомы в верхней части таблицы имеют малое число электронных орбит и более сильно притягивают электроны. In the general case, electronegativity is the ability of an element atom to attract electrons. There are several ways to calculate electronegativity. All of them show that the values of electronegativity of elements in the Periodic system decrease from right to left and from top to bottom. In other words, the elements of the right side of the table have a strong property of attraction of electrons, and the left is weak. Large atoms in the lower part of the table have a large number of electronic orbits and therefore weakly attract electrons. Small atoms in the upper part of the table have a small number of electronic orbits and attract electrons more strongly.

Таким образом, электроотрицательность иона определяет последовательность концентрации ионов из растворов. Из двух возможных ионов в соединение предпочтительнее войдет ион с меньшим значение электроотрицательности, так как в этом случае создается кристаллическая структура с более сильно проявляемой ионной связью. Соответственно изменяется и способность ионов к комплексообразованию. Электроотрицательность также влияет на направленность изоморфизма: отмечается преимущественное вхождение в кристаллическую структуру ионов с меньшей электроотрицательностью вместо ионов с большей электроотрицательностью (см. Терехов В. Я. и др. Минералогия и геохимия редких и радиоактивным металлов. М. Энергоатомиздат, 1987, с. 16-17). Thus, the electronegativity of the ion determines the sequence of concentration of ions from solutions. Of the two possible ions, an ion with a lower value of electronegativity is more likely to enter the compound, since in this case a crystalline structure with a stronger ionic bond is created. Accordingly, the ability of ions to complexation also changes. Electronegativity also affects the direction of isomorphism: there is a predominant occurrence of ions with a lower electronegativity in the crystal structure instead of ions with a higher electronegativity (see Terekhov V. Ya. Et al. Mineralogy and geochemistry of rare and radioactive metals. M. Energoatomizdat, 1987, p. 16 -17).

Так, значение электроотрицательности ионов для Fe (2+) составляет 185, для Y (3+) 160, а для TR 146 176 ккал/г атом. Thus, the ion electronegativity for Fe (2+) is 185, for Y (3+) 160, and for TR 146 176 kcal / g atom.

На чертеже представлен вариант хвостохранилища, формируемого по предложенному способу. Хвостохранилище включает антифильтрационный 1, дренажный 2, обогащаемые 3 и 4, выщелачиваемый 5 слои, водозаборное сооружение 6 и пульпопровод 7. The drawing shows a variant of the tailings, formed by the proposed method. The tailing dump includes antifiltration 1, drainage 2, enriched 3 and 4, leachable 5 layers, water intake structure 6 and slurry pipeline 7.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В подготовлееной выемке укладывают антифильтрационный 1, дренажный 2 слои и формируют водозаборное сооружение 6. Затем последовательно производят укладку барьерного слоя 3 хвостов относительно высоким содержанием металлов, обладающих одной электроотрицательностью ионов, барьерного слоя 4 хвостов с относительно высоким содержанием металлов, обладающих меньшей электроотрицательностью ионов, чем у металлов слоя 3. Последним формируют выщелачиваемый слой 5 из хвостов с низким содержанием этих металлов. Antifiltration 1, drainage 2 layers are laid in the prepared recess and a water intake structure 6 is formed. Then, a barrier layer of 3 tails with a relatively high content of metals having one electronegativity of ions and a barrier layer of 4 tails with a relatively high content of metals having a lower electronegativity of ions are laid in series than in metals of layer 3. The leach layer 5 is formed last from tails with a low content of these metals.

Доставку хвостов осуществляют посредством пульпопровода 7. Tails are delivered by means of slurry pipeline 7.

При хранении хвостов происходит последовательное, в зависимости от электроотрицательности ионов, растворение металлов из слоя 5, миграция металлоносных растворов в нижележащие слои, где также в зависимости от электроотрицательности ионов металлов будет происходить их дифференцированное оcаждение. When storing tails, sequential, depending on the electronegativity of ions, dissolution of metals from layer 5 occurs, migration of metal-bearing solutions to the underlying layers, where differentiated deposition will also occur depending on the electronegativity of metal ions.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит складирование хвостов ОФ перерабатывающей руды редкоземельных элементов. An example of a specific implementation of the proposed method is the storage of tailings OF processing ore of rare-earth elements.

Первоначально производят планировку выемки размерами 600х700х30 м. Затем укладывают антифильтрационный слой 1 из полиэтиленовой пленки и дренажный слой 2 из щебня, мощностью 1 м. Initially, the excavation is planned for a size of 600x700x30 m. Then, an anti-filtration layer 1 of plastic film and a drainage layer 2 of crushed stone with a thickness of 1 m are laid.

Затем последовательно формируют барьерный слой 3 на основе содержащих хвостов, содержащих железо, мощностью 3-5 м. После чего формируют слой 4 на основе TR содержащих хвостов, содержащих иттрий мощностью 3-5 м. Последним формируют слой 5 хвостов, содержащих иттрий и железо в низких концентрациях, мощностью 15-20 м. Доставку хвостов осуществляют через пульпопровод 7. Then, a barrier layer 3 is sequentially formed on the basis of containing tails containing iron with a thickness of 3-5 m. After that, a layer 4 is formed on the basis of TR containing tails containing yttrium with a thickness of 3-5 m. Last, a layer of 5 tails containing yttrium and iron is formed. low concentrations, with a capacity of 15-20 m. Tails are delivered through a slurry pipeline 7.

При хранении хвостов происходит последовательное выщелачивание железа и иттрия из слоя 6, миграция металлоносных растворов в нижележащие слои, где в соответствии с величиной электроотрицательности ионов в слое 3 сконцентрируется железо, а в слое 4 иттрий. Очищенные от металлов растворы удаляются через водозаборное сооружение 6. When storing tails, iron and yttrium are sequentially leached from layer 6, metal-bearing solutions migrate to the underlying layers, where, in accordance with the electronegativity of ions, iron is concentrated in layer 3 and yttrium in layer 4. The solutions purified from metals are removed through the intake structure 6.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности складирования и хранения хвостов путем селективного растворения и осаждения металлов в соответствии с их величиной электроотрицательности ионов. A positive effect of the proposed technical solution is to increase the efficiency of tailings storage and storage by selective dissolution and precipitation of metals in accordance with their electronegativity of ions.

Предложенное изобретение может быть использовано при складировании хвостов ОФ. The proposed invention can be used when storing tailings OF.

Claims

A method for selective intra-dump enrichment of metal-bearing rocks, including the creation of an antifiltration and drainage base, equipment of a slurry conduit and water intake structures, the formation of enrichable and leachable layers of tailings, characterized in that they perform selective dissolution and deposition of metals by placing the enrichment layers under the leachable layer from top to bottom in an amount corresponding to the number migrating metals in a sequence corresponding to an increase in the magnitude of electronegatives ness of the metals contained in them.