RU2732781C1 - Method of selective extraction of metals from liquid bulk concentrate of useful ore components at mining site at underground leaching and automatic device for implementation thereof - Google Patents
Method of selective extraction of metals from liquid bulk concentrate of useful ore components at mining site at underground leaching and automatic device for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732781C1 RU2732781C1 RU2019125763A RU2019125763A RU2732781C1 RU 2732781 C1 RU2732781 C1 RU 2732781C1 RU 2019125763 A RU2019125763 A RU 2019125763A RU 2019125763 A RU2019125763 A RU 2019125763A RU 2732781 C1 RU2732781 C1 RU 2732781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- underground
- fraction
- mining
- matrix
- concentrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/28—Dissolving minerals other than hydrocarbons, e.g. by an alkaline or acid leaching agent
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу в области геотехнологий - способам добычи твердого полезного ископаемого посредством подземного выщелачивания (ПВ).The invention relates to mining in the field of geotechnology - methods of mining solid minerals by means of underground leaching (ISL).
Предлагаемое техническое решение целесообразно применять при освоении обводненных рудных месторождений в условиях неразвитой транспортно-энергетической инфраструктуры, сопряженных с необходимостью обезвоживания больших объемов добываемого продуктивного раствора непосредственно на добычном промысле, например, как в вариантах экологической разработки методом ПВ месторождений в Западно-Сибирском железорудном бассейне.The proposed technical solution is advisable to use in the development of watered ore deposits in an undeveloped transport and energy infrastructure, associated with the need to dehydrate large volumes of the produced productive solution directly in the mining field, for example, as in the options for environmental development by the PV method of deposits in the West Siberian iron ore basin.
Из источника RU 2594912 С2 МПК Е21В 43/28, приоритет 07.08.2015 г. дата публ. заявк. 10.01.2016 г. Бюл. №1; опубл. 20.08.2016 Бюл. №23 известно о следующем техническом решении. Согласно патенту RU 2594912 предложен способ освоения глубокозалегающего обводненного месторождения бурожелезняковых оолитовых руд посредством ПВ, использующий регулярное суточное действие приливной волны земной поверхности над железорудным месторождением. При этом в цикл отлива выщелачивающий агент подается в продуктивный пласт, где смешивается с подземными водами, растворяет полезные компоненты железной руды, образуя продуктивный раствор, который в цикл прилива подается в устьевой резервуар эксплуатационной скважины.From the source RU 2594912 C2 IPC Е21В 43/28, priority 08/07/2015 published date applications. 10.01.2016
Недостатком способа по патенту RU 2594912 является необходимость нести достаточно большие расходы на обогащение водного продуктивного раствора, получение коллективного концентрата выщелаченных полезных компонентов руды и селекцию металлов за пределами добычного промысла.The disadvantage of the method according to patent RU 2594912 is the need to bear quite large costs for the enrichment of the aqueous productive solution, the production of a collective concentrate of leached useful components of the ore and the selection of metals outside the mining field.
В способе по заявке на изобретение RU 2018139445 описана экологическая геотехнология освоения железорудного месторождения посредством ПВ, в которой также используется обводненность месторождения и регулярное суточное действие земной поверхности.The method according to the application for the invention RU 2018139445 describes the ecological geotechnology of the development of an iron ore deposit by means of a PV, which also uses the water cut of the deposit and the regular daily action of the earth's surface.
За наиболее близкий аналог (прототип) выбран предложенный способ извлечения полезных компонентов руды из продуктивного раствора на добычном промысле и роботизированный комплекс для реализации способа (заявка на изобретение №2019125765/03 от 13.08.2019, 17 с.), в котором добычный процесс реализуется посредством циркуляции водного рабочего раствора целенаправленно и периодически изменяющего свои свойства по схеме: атмосферные осадки → болотная вода → выщелачивающий агент → смесь агента с обводняющим продуктивный пласт напорным потоком → продуктивный раствор → промежуточный продукт → бассейн-отстойник → коллективный концентрат → рециклинг воды отстоя.For the closest analogue (prototype), the proposed method for extracting useful components of ore from a productive solution in the mining field and a robotic complex for implementing the method (application for invention No. 2019125765/03 dated 13.08.2019, 17 p.), In which the mining process is implemented by means of circulation of an aqueous working solution purposefully and periodically changing its properties according to the scheme: atmospheric precipitation → bog water → leaching agent → a mixture of an agent with a pressure flow flooding the reservoir → productive solution → intermediate product → settling basin → collective concentrate → recycling of sludge water.
Данное технологическое решение отличается от предыдущих аналогов тем, что процесс извлечения приоритетного полезного компонента руды из продуктивного раствора в сборные емкости устьевого резервуара эксплуатационной скважины реализуется последовательностью следующих технологических операций, а именно: культивирования и размножения специализированных металлофильных микроорганизмов, приготовления бактериальных суспензий, изготовления матрицы, обсеменения матрицы бактериальной микрофлорой, изготовления сменного картриджа, зарядки картриджа обсемененой матрицей, круглосуточного экспонирования матрицы в проточном продуктивном растворе, замены использованной металлоносной матрицы на новую матрицу, обсемененную микрофлорой, повторного цикла извлечения приоритетного полезного компонента руды из продуктивного раствора автоматически роботизированным комплексом на добычном промысле одновременно на нескольких эксплуатационных скважинах.This technological solution differs from previous analogs in that the process of extracting the priority useful component of ore from the productive solution into the collecting tanks of the wellhead reservoir of the production well is implemented by a sequence of the following technological operations, namely: cultivation and reproduction of specialized metallophilic microorganisms, preparation of bacterial suspensions, production of a matrix, seeding matrix with bacterial microflora, manufacturing of a replaceable cartridge, charging the cartridge with a seeded matrix, round-the-clock exposure of the matrix in a flowing productive solution, replacing the used metal-bearing matrix with a new matrix seeded with microflora, repeating the extraction of the priority useful ore component from the productive solution automatically by a robotic complex in the mining field simultaneously on several production wells.
Недостатком прототипа можно считать отсутствие организованного на добычном промысле селективного обогащения жидкого коллективного концентрата полезных компонентов руды, транспортировка которого на обогатительный передел за пределы добычного промысла еще экономически нецелесообразна.The disadvantage of the prototype can be considered the absence of a selective concentration of liquid collective concentrate of useful ore components organized in the mining field, the transportation of which to the processing redistribution outside the mining area is still economically inexpedient.
Поставлена задача - обеспечить селективное извлечение металлов из жидкого коллективного концентрата и последующее сгущение выделенных фракций.The task was set to ensure the selective extraction of metals from the liquid collective concentrate and the subsequent thickening of the separated fractions.
Поставленная задача решается следующим образом.The task is solved as follows.
1. Способ селективного извлечения металлов из жидкого коллективного концентрата полезных компонентов руды на добычном участке при подземном выщелачивании, включающий подачу коллективного концентрата в подземную ступенчатую колонну-стратификатор на добычном участке, стратификацию коллективного концентрата на легкую, среднюю и тяжелую фракции, каждую в пределах своего цилиндрического объема колонны-стратификатора, соответствующего удельному вкладу фракций в объем жидкого коллективного концентрата и соотношению диаметру ступени к ее высоте, равному один к одному, и извлечение из тяжелой фракции приоритетного полезного компонента руды посредством обсемененной металлофильными микроорганизмами жаброподобной матрицы, регулярно осциллирующей вверх-вниз вдоль аксиальной оси симметрии цилиндрического объема нижней ступени, содержащей тяжелую фракцию, после завершения бактериального извлечения приоритетного полезного компонента из тяжелой фракции все фракции раздельно, сначала легкая фракция - из верхней ступени колонны - стратификатора, затем средняя фракция - из средней ступени, после, тяжелая фракция - из нижней ступени последовательно ламинарным потоком перекачиваются в индивидуальные подземные сборные емкости, а шлам из зумпфа - в подземный шламонакопитель, откуда они забираются для дальнейшего раздельного обогащения на добычном участке и получения компактного промежуточного продукта, пригодного для транспортировки за пределы добычного промысла на технологический передел и/или промышленное использование.1. A method for the selective extraction of metals from a liquid collective concentrate of useful ore components at a mining site during underground leaching, including feeding the collective concentrate into an underground staged stratifier column at the mining site, stratifying the collective concentrate into light, medium and heavy fractions, each within its own cylindrical the volume of the stratifier column corresponding to the specific contribution of fractions to the volume of the liquid collective concentrate and the ratio of the step diameter to its height, equal to one to one, and the extraction of the priority useful ore component from the heavy fraction by means of a gill-like matrix seeded with metallophilic microorganisms, regularly oscillating up and down along the axial the symmetry axis of the cylindrical volume of the lower stage containing the heavy fraction, after the completion of the bacterial extraction of the priority useful component from the heavy fraction, all fractions are separated, first the light fraction from the upper stage of the column - the stratifier, then the middle fraction - from the middle stage, after, the heavy fraction - from the lower stage are sequentially pumped in a laminar flow into individual underground collecting tanks, and the sludge from the sump - into the underground sludge accumulator, from where they are taken for further separate enrichment at the mining site and obtaining a compact intermediate product suitable for transportation outside the mining field to technological conversion and / or industrial use.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулярное осциллирование жаброподобной матрицы производят посредством образования и ликвидации пузыря газа, производимого бактериями, обсеменяющими матрицу, причем достижение верхней границы страты тяжелой фракции осуществляют за счет действия подъемной силы пузыря газа, а достижение нижней границы осуществляют за счет действия силы тяжести при стравливании газа из пузыря в атмосферу.2. The method according to
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в случае генерации бактериями горючего газа, например, метана, последний сжигается в атмосфере на факеле с термоэлектрическим преобразованием выделяющегося тепла, причем получаемый электрический ток используется для подзарядки аккумулятора, питающего через термореле нагревательные элементы жаброподобной матрицы.3. The method according to
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что питательную среду для металлофильных бактерий, обсеменяющих жаброподобную матрицу, подают сверху колонны-стратификатора из емкости по трубке капельным путем посредством капельницы.4. The method according to
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что легкую фракцию утилизируют на добычном промысле путем пропитки ей торфяного субстрата, приготовленного из торфяных отложений, перекрывающих месторождение, с получением органоминеральных удобрений.5. The method according to claim. 1, characterized in that the light fraction is utilized in the mining field by impregnating it with a peat substrate prepared from peat deposits overlapping the deposit, to obtain organic fertilizers.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что среднюю фракцию барбатируют водородом на добычном промысле с получением в осадке металлов среднего атомного веса в виде порошка.6. The method according to
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тяжелую фракцию на добычном промысле упаривают посредством тепловой энергии, получаемой окислением торфа, перекрывающего месторождение руды, до образования твердого остатка соединений благородных и редкоземельных металлов.7. A method according to
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шламовый осадок направляют на центрифугирование с отделением частиц песка и глины, а тяжелый остаток направляют на селективное извлечение металлов ионообменным методом.8. The method according to claim. 1, characterized in that the sludge is sent to centrifugation with the separation of sand and clay particles, and the heavy residue is sent to the selective extraction of metals by the ion exchange method.
9. Автоматическое устройство для реализации способа по п. 1, отличающееся тем, что содержит подземную трехступенчатую колонну-стратификатор с зумпфом, заполненную жидким коллективным концентратом полезных компонентов руды так, что в верхнем цилиндрическом объеме первой ступени стратифицирована легкая фракция концентрата, в среднем цилиндрическом объеме второй ступени стратифицирована средняя фракция концентрата, в нижнем цилиндрическом объеме третьей ступени стратифицирована тяжелая фракция концентрата, а в зумпфе осажден шлам, в нижнюю страту помещена жаброподобная матрица, обсемененная металлофильными бактериями по развитой поверхности радиально и вертикально ориентированных щетинистых плетей, снабженных перфорированными трубочками для подачи питательного раствора через питательный коллектор и нагревательными элементами из нихромовой проволоки, соединенными через герметичные контактные группы с термореле, матрица прикреплена к пленочному газосборному куполу, вершина которого снабжена перепускным газовым клапаном, соединенным пластмассовой трубкой с поплавком-рессивером на поверхности верхней страты, который, в свою очередь, снабжен стравочным газовым клапаном, соединенным трубкой с атмосферным факельным устройством, содержащим поджиг и термоэлектрический генератор, соединенный через входное подзарядное устройство с аккумулятором, расположенном на съемной крышке колонны-стратификатора рядом с емкостью, содержащей питательный раствор, и соединенной трубкой над поверхностью верхней страты с капельницей, которая, в свою очередь, соединена пластмассовой трубкой с питательным коллектором матрицы, а аккумулятор соединен герметичным грузонесущим электрическим кабелем через термореле с нагревательными элементами всех щетинистых плетей, при этом устройство снабжено наплавным насосом для перекачки агрессивных жидкостей и погружным шламовым насосом, запитываемых автономно и/или из электроснабжаемых источников добычного промысла.9. An automatic device for implementing the method according to
Опишем предлагаемое техническое решение с использованием иллюстративного материала, представленного на фиг. 1-7.Let us describe the proposed technical solution using the illustrative material presented in Fig. 1-7.
На фиг. 1 представлена совокупность операций, реализующих способ. Здесь обозначено: ПВ - подземное выщелачивание полезных компонентов руды; СПР - сбор продуктивного раствора; БИ ППК - бактериальное извлечение приоритетного полезного компонента руды; ОПП - отстой промежуточного продукта; СКК - стратификация жидкого коллективного концентрата полезных компонентов руды на фракции; БИ ППК ТФ - бактериальное извлечение приоритетного полезного компонента руды из тяжелой фракции; СЛФ - сбор легкой фракции в индивидуальную подземную емкость; ССФ - сбор средней фракции в индивидуальную подземную емкость; СТФ - сбор тяжелой фракции в индивидуальную подземную емкость; СШ - сбор шлама в индивидуальную подземную емкость.FIG. 1 shows a set of operations that implement the method. It is designated here: PV - underground leaching of useful components of ore; SPR - collection of productive solution; BI PPK - bacterial extraction of the priority useful component of the ore; OPP - intermediate product sludge; SCC - stratification of the liquid collective concentrate of useful ore components into fractions; BI PPK TF - bacterial extraction of the priority useful component of ore from the heavy fraction; SLF - collection of light fraction into an individual underground container; SSF - collection of the middle fraction into an individual underground tank; STF - collection of heavy fraction into an individual underground tank; SSh - collection of sludge into an individual underground tank.
На фиг. 2 изображено схематически автоматическое устройство, реализующее способ. Здесь обозначено: 1 - дневная поверхность добычного промысла; 2 - аккумулятор электрический; 3 - тепловая изоляция; 4 - зарядное устройство аккумулятора; 5 - факельное устройство с поджигом и термоэлектрогенератором; 6 - крышка; 7 - емкость с питательным раствором; 8 - капельница; 9 - стравливающий клапан с реле факельного поджига; 10 - поплавок-рессивер; 11 - первая верхняя ступень колонны-стратификатора с легкой фракцией жидкого коллективного концентрата; 12 - вторая средняя ступень колонны-стратификатора со средней фракцией жидкого коллективного концентрата; 13 - третья нижняя ступень колонны-стратификатора с тяжелой фракцией жидкого коллективного концентрата; 14 - зумпф со шламом; 15 - кабель-трос; 16 - газоотводящая трубка; 17 - трубка с питательным раствором; 18 - перепускной клапан; 19 - пленочный газосборный купол с газовым пузырем; 20 - щетинистые плети, обсемененные металлофильными бактериями.FIG. 2 shows schematically an automatic device implementing the method. Here it is indicated: 1 - daytime surface of the production area; 2 - electric battery; 3 - thermal insulation; 4 - battery charger; 5 - flare device with ignition and thermoelectric generator; 6 - cover; 7 - container with nutrient solution; 8 - dropper; 9 - bleed valve with flare ignition relay; 10 - receiver float; 11 - the first upper stage of the stratifier column with the light fraction of the liquid bulk concentrate; 12 - the second middle stage of the stratifier column with the middle fraction of the liquid bulk concentrate; 13 - the third lower stage of the stratifier column with the heavy fraction of the liquid bulk concentrate; 14 - sump with sludge; 15 - cable-rope; 16 - gas outlet pipe; 17 - tube with nutrient solution; 18 - bypass valve; 19 - film gas-collecting dome with a gas bubble; 20 - bristly lashes, seeded with metallophilic bacteria.
На фиг. 3 изображена жаброподобная матрица (а) и щетинистая плеть (б). Здесь обозначено: 21 - грузонесущий каркас; 22 - питательный коллектор; 23 - электрический коллектор с термореле и герметичными контактами; 24 - нихромовый электронагреватель; 25 - оросительная трубка.FIG. 3 shows a gill-like matrix (a) and a bristly whip (b). It is indicated here: 21 - load-carrying frame; 22 - nutrient collector; 23 - electrical manifold with thermal relay and sealed contacts; 24 - nichrome electric heater; 25 - irrigation tube.
На фиг. 4 представлены радиальная (а) и вертикальная (б) структуры щетинистых плетей жаброподобной матрицы: Ар и Ав - амплитуды осцилляции матриц, соответственно, с радиальной и вертикальной структурами плетей; Wp и Мв - частоты осцилляций соответствующих матриц в нижней страте тяжелой фракции жидкого коллективного концентрата.FIG. 4 shows the radial (a) and vertical (b) structures of the bristly lashes of the gill-like matrix: Ap and Av are the amplitudes of the matrix oscillations, respectively, with the radial and vertical structures of the lashes; Wp and Мв are the oscillation frequencies of the corresponding matrices in the lower stratum of the heavy fraction of the liquid collective concentrate.
Работу автоматического устройства (фиг. 2) иллюстрирует схема питания (фиг. 5), электрическая схема (фиг. 6) и газовая схема (фиг. 7).The operation of the automatic device (Fig. 2) is illustrated by the power circuit (Fig. 5), the electric circuit (Fig. 6) and the gas circuit (Fig. 7).
Как и в прототипе после ПВ осуществляются операции СПР, БИ ППК и ОПП, а затем известное техническое решение усовершенствуется добавлением операций СКК, БИ ППК ТФ, СЛФ, ССФ, СТФ и СШ (Фиг. 1). Причем, если БИ ППК осуществляют в проточном существенно разбавленном ПР, то БИ ППК ТФ осуществляют в стоячем концентрированном растворе обеспечивая подводку свежего раствора к колониям бактерий за счет осциллирования матрицы между верхней и нижней границами страты ТФ и поддерживая концентрацию раствора на уровне, достаточном для жизнедеятельности бактерий.As in the prototype, after the PV, the operations are carried out SPR, BI PPK and OPP, and then the known technical solution is improved by adding the operations SKK, BI PPK TF, SLF, SSF, STF and SSh (Fig. 1). Moreover, if BI PPK is carried out in a flowing significantly diluted PR, then BI PPK TF is carried out in a standing concentrated solution providing a fresh solution supply to bacterial colonies due to matrix oscillation between the upper and lower boundaries of the TF stratum and maintaining the solution concentration at a level sufficient for the vital activity of bacteria ...
Осциллирование матрицы наиболее эффективно при оптимальной геометрии ступени колонны-стратификатора, содержащей фракцию коллективного концентрата, а именно, при цилиндрической геометрии ступени соотношение диаметра ступени d к высоте ступени h должно быть d:h=1:1 (Фиг. 2). Новшеством способа также является дальнейшее использование разделенных фракций, после процедуры БИ ППК ТФ, на добычном участке. Сначала они последовательно, первая - легкая фракция, вторая - средняя фракция, третья - тяжелая фракция, ламинарным потоком перекачиваются в индивидуальные подземные емкости, а шлам из зумпфа - в подземный накопитель, затем фракции, каждая своим методом, перерабатываются на месте. При этом каждый предложенный метод был апробирован в лабораторных условиях, где была показана принципиальная возможность:Oscillation of the matrix is most effective with the optimal geometry of the stage of the stratifier column containing the fraction of the collective concentrate, namely, with the cylindrical geometry of the stage, the ratio of the diameter of the stage d to the height of the stage h should be d: h = 1: 1 (Fig. 2). The innovation of the method is also the further use of the separated fractions, after the BI PPK TF procedure, at the production site. First, they are sequentially, the first is the light fraction, the second is the middle fraction, the third is the heavy fraction, they are pumped in a laminar flow into individual underground tanks, and the sludge from the sump to the underground storage, then the fractions, each with its own method, are processed on site. Moreover, each proposed method was tested in laboratory conditions, where the principal possibility was shown:
- получения органоминеральных удобрений путем пропитки легкой фракцией торфяного субстрата;- obtaining organomineral fertilizers by impregnation with a light fraction of a peat substrate;
- получения в осадке металлов среднего атомного веса в виде порошка при барбатировании средней фракции водородом;- obtaining in the sediment metals of average atomic weight in the form of a powder by bubbling the middle fraction with hydrogen;
- образования твердого остатка соединений благородных и редкоземельных металлов при упаривании тяжелой фракции, а также селективного извлечения металлов ионообменным методом из тяжелого остатка, полученного после центрифугирования шламового осадка с отделением частиц глины и песка.- the formation of a solid residue of compounds of noble and rare-earth metals during the evaporation of the heavy fraction, as well as the selective extraction of metals by ion exchange from the heavy residue obtained after centrifugation of the sludge sediment with the separation of clay and sand particles.
Предлагаемый способ обладает еще тремя новшествами, использующими специфику жизнедеятельности бактерий, а именно, особенности питания и выделения продуктов переработки питания.The proposed method has three more innovations that use the specifics of the vital activity of bacteria, namely, the peculiarities of nutrition and the selection of food processing products.
Стандартное решение процедуры питания бактерий путем растворения сразу большого количества питательного раствора (например, глюкозы) во всем объеме страты снижает концентрацию тяжелой фракции, а, значит, и эффективность БИ ППК ТФ, и, при этом, может приводить к голоданию бактерий в стоячем растворе ТФ. Организация постоянного и дозированного поступления раствора к бактериям решает эту задачу. Здесь в качестве аналогов использованы известные в других отраслях приемы:The standard solution to the bacteria feeding procedure by dissolving a large amount of nutrient solution (for example, glucose) in the entire volume of the stratum at once reduces the concentration of the heavy fraction, and, hence, the efficiency of BI PPK TF, and, at the same time, can lead to starvation of bacteria in a standing solution of TF ... Organization of a constant and dosed supply of solution to bacteria solves this problem. Here, methods known in other industries are used as analogues:
в медицине - капельная подача лекарств в вену больного;in medicine - drip delivery of drugs into the patient's vein;
в агротехнике - капельное орошение («под корень») клубники на плантациях в пустыне. Питательный раствор в количестве, достаточном для обеспечения всего цикла БИ ППК ТФ, помещают в емкость, расположенную выше матрицы, и подают через капельницу в оросительные трубки, локально питающие колонии бактерий, постоянно обеспечивая их жизнедеятельность без разубоживания ТФ.in agricultural engineering - drip irrigation ("root") of strawberries on plantations in the desert. A nutrient solution in an amount sufficient to ensure the entire cycle of BI PPK TF is placed in a container located above the matrix and fed through a dropper to irrigation tubes that locally feed the bacterial colonies, constantly ensuring their vital activity without diluting TF.
Газовыделение бактерий позволяет применить еще два новшества в целях организации автоматической осцилляции жаброподобной матрицы и автоматической подзарядки аккумулятора, обеспечивающего комфортную температуру (36,5±3,5°С) для жизнедеятельности бактерий.Gassing of bacteria makes it possible to apply two more innovations in order to organize automatic oscillation of the gill-like matrix and automatic recharge of the battery, which provides a comfortable temperature (36.5 ± 3.5 ° C) for the vital activity of bacteria.
Для реализации автоматической осцилляции матрицы предложено собирать в большой газовый пузырь под куполом матрицы мелкодисперсные газовые пузырьки, выделяемые бактериями, создавая этим подъемную силу, увлекающую матрицу к верхней границе страты ТФ, при достижении которой происходит срабатывание перепускного клапана, выпускающего собранный газ в поплавок-рессивер, при этом матрица, под действием силы тяжести, опускается к нижней границе страты ТФ и, таким образом, обеспечивается регулярное поступление свежего раствора ТФ к колониям бактерий, обсеменяющих щетинистые плети жаброподобной матрицы.To implement automatic oscillation of the matrix, it was proposed to collect finely dispersed gas bubbles emitted by bacteria into a large gas bubble under the dome of the matrix, thereby creating a lifting force that carries the matrix to the upper boundary of the TF stratum, upon reaching which the bypass valve is triggered, releasing the collected gas into the receiver-float, In this case, the matrix, under the action of gravity, descends to the lower boundary of the TF stratum and, thus, a regular supply of fresh TF solution to the colonies of bacteria that seed the bristly lashes of the gill-like matrix is ensured.
Для случая выделения бактериями горючего газа, например, метана, предложено газ из поплавка-рессивера стравливать в атмосферу на факел, сжигать его с получением тепла, использовать тепло для термоэлектрогенерации и регулярной подзарядки аккумулятора, который питает нагревательные элементы щетинистых плетей матрицы и обеспечивает комфортный температурный режим для эффективного БИ ППК ТФ.In the case of the release of combustible gas by bacteria, for example, methane, it is proposed to vent the gas from the receiver-float into the atmosphere on a torch, burn it to obtain heat, use the heat for thermoelectric generation and regular recharging of the battery, which feeds the heating elements of the matrix bristly lashes and provides a comfortable temperature regime for effective BI PPK TF.
Техническую реализацию предложенного способа может осуществить автоматическое устройство, иллюстрируемое фигурами фиг. 2-7.The technical implementation of the proposed method can be carried out by an automatic device illustrated by the figures of FIG. 2-7.
Работа данного устройства организована следующим образом.The operation of this device is organized as follows.
Опытным путем изучается состав ПР до и после БИ ППК, а также состав жидкого коллективного концентрата ПК после отстоя в бассейне «латерального» простирания, в том числе, соотношение объемов легкой (ЛФ), средней (СФ) и тяжелых (ТФ) фракций, на основании которого рассчитывается конструкция подземного отстойника «вертикального» простирания - колонны-стратификтора, обеспечивающего относительно четкое разграничение фракций коллективного концентрата, сливаемого из бассейна. После отстоя в течение необходимого времени концентрат стратифицируется следующим образом: в первой верхней ступени 11 колонны соберется легкая фракция, во второй средней ступени 12 - средняя фракция, в третьей нижней ступени 13 - тяжелая фракция, а в зумпф 14 - выпадает шлам, состоящий из мелкодисперсных частичек глины и песка, а также соединений тяжелых металлов. Из состава ТФ организуется, дополнительно к БИ ППК, операция БИ ППК ТФ, увеличивающая, еще на добычном промысле, выход самого ценного полезного компонента руды. Для этого в нижнюю страту на кабель-тросе 15 помещают жаброподобную матрицу, обсемененную металлофильными бактериями по развитой поверхности радиально и/или вертикально ориентированных щетинистых плетей 20, снабженных перфорированными оросительными трубочками 25 для подачи питательного раствора через питательный коллектор 22 и нагревательными элементами 24, соединенными через электрический коллектор с герметичными контактными группами 23 с термореле (фиг. 2-4). К грузонесущему каркасу 21 матрицы прикреплены плети 20, питательный 22 и электрический 23 коллекторы, пленочный газосборный купол 19, кабель-трос 15, газоотводящая трубка 16 с перепускным клапаном 18, трубка питательная 17 с капельницей 8.Experimentally, the composition of the PR before and after the BI PPK, as well as the composition of the liquid collective concentrate of PC after settling in the basin of "lateral" strike, is studied, including the ratio of the volumes of light (LF), medium (SF) and heavy (TF) fractions, on on the basis of which the structure of an underground settling tank of "vertical" strike is calculated - a column-stratifier, providing a relatively clear delimitation of the fractions of the collective concentrate discharged from the basin. After settling for the required time, the concentrate is stratified as follows: in the first
Питание из емкости 7, расположенной на крышке 6 колонны-стратификатора, через капельницу 8 попадает в питательный коллектор 22 и распределяется по оросительным трубкам 25, обеспечивающим постоянное дозированное снабжение колоний бактерий на щетинистых плетях 20 (фиг. 5).Food from the
Одновременно электрическая схема (фиг. 6) в составе нагревательных элементов 24, электрического коллектора с термореле 23, кабель-троса 15, аккумулятора 2 обеспечивает оптимальную для жизнедеятельности бактерий температуру 36,5±3,5°С. Бактерии, благодаря своей металлофильности, извлекают металл - ППК из ТФ и продуцируют мелкие пузырьки газа в качестве продукта своей жизнедеятельности, который скапливается в виде газового пузыря под газосборным куполом 19 и поднимает матрицу вверх. Далее срабатывает газовая схема (фиг. 7) автоматического устройства (фиг. 2): включается перепускной клапан 18, настроенный на определенный перепад давления газа, и подкупольный газ перепускается по газоотводящей трубке 16 в поплавок-рессивер 10, после чего матрица опускается вниз.At the same time, the electrical circuit (Fig. 6) consisting of
В случае генерации бактериями горючего газа, например, метана, газ может использоваться как энергоноситель для регулярной подзарядки аккумулятора 2 по электрической схеме на фиг. 6 и газовой схеме на фиг. 7. Для этого горючий газ из поплавка-рессивера 10 выдается на дневную поверхность 1 на факельное устройство 5, где регулярно сжигается за счет автоматического срабатывания стравливающего клапана с реле факельного поджига газа 9. При этом факельное устройство с поджигом и термоэлектрогенератором 5 через зарядное устройство 4 регулярно производит подзарядку аккумулятора 2.If bacteria generate a combustible gas, such as methane, the gas can be used as an energy carrier for regular recharging of the
В зависимости от величины расстояния между верхней и нижней границами страты ТФ и интенсивности бактериальной газогенерации наиболее эффективной может оказаться радиальная (а) или вертикальная (б) структура щетинистых плетей 20 жаброподобной матрицы (фиг. 4). Поскольку эффективность процесса БИ ППК ТФ зависит от амплитуды А и частоты W осцилляции матрицы в пределах страты ТФ, то для радиальной структуры Ар>Ав и Wp<Мв, а для вертикальной структуры Wв>Wp и Ав<Ар.Depending on the distance between the upper and lower boundaries of the TF stratum and the intensity of bacterial gas generation, the radial (a) or vertical (b) structure of
Практически возможности предложенного технического решения могут быть оценены на примере освоения конкретного месторождения, например, Бакчарского месторождения бурых железняков оолитового строения Томской области, открытого в середине 50-х годов 20-го века.In practice, the possibilities of the proposed technical solution can be assessed by the example of the development of a specific deposit, for example, the Bakcharsky deposit of brown iron ore deposits of the oolitic structure of the Tomsk region, discovered in the mid-50s of the 20th century.
По данным лабораторных исследований и результатам инструментального анализа бакчарской руды, выполненных в Западно-Сибирском испытательном центре (г. Новокузнецк), Институте горного дела СО РАН (г. Новосибирск), Аналитическом Центре Московского Института стали и сплавов (г. Москва), Сибирском НИИ торфа (г. Томск), Национальном исследовательском Томском политехническом университете (г. Томск), Томской горнодобывающей компании (г. Томск), из фракций жидкого коллективного концентрата полезных компонентов руды могут быть получены следующие продукты:According to laboratory studies and the results of instrumental analysis of Bakchar ore, performed at the West Siberian Testing Center (Novokuznetsk), the Institute of Mining of the SB RAS (Novosibirsk), the Analytical Center of the Moscow Institute of Steel and Alloys (Moscow), Siberian Research Institute peat (Tomsk), National Research Tomsk Polytechnic University (Tomsk), Tomsk Mining Company (Tomsk), the following products can be obtained from fractions of liquid collective concentrate of useful ore components:
- из ТФ посредством БИ ППК - золото (при содержании в руде 1 г./т);- from TF by means of BI PPK - gold (with a content of 1 g / t in the ore);
- из ТФ в твердом осадке после упаривания - золото, платина, палладий, редкоземельные металлы;- from TF in solid precipitate after evaporation - gold, platinum, palladium, rare earth metals;
- из СФ - после барботирования водородом - порошковое железо (при 35% Fe по руде);- from SF - after bubbling with hydrogen - powdered iron (at 35% Fe in the ore);
- из ЛФ - после пропитки субстрата торфа - органо-минеральное фосфористое удобрение (при содержании макропримеси в руде 1,6% Р);- from LF - after impregnation of the peat substrate - organo-mineral phosphorous fertilizer (with a macronutrient content in the ore of 1.6% P);
- из шлама - после центрифужного отделения частиц глины и песка и ионообменного извлечения - уран и торий (тяжелых микропримесей в руде).- from sludge - after centrifugal separation of clay and sand particles and ion-exchange extraction - uranium and thorium (heavy trace impurities in the ore).
Технический результат от использования новшества заключается в следующем:The technical result from using the innovation is as follows:
- обеспечено получение товарного продукта на добычном промысле уже с первого года его эксплуатации, что позволяет осуществлять ранний возврат инвестиций в проект освоения месторождения;- the production of a marketable product in the mining field has been ensured from the first year of its operation, which allows for an early return on investment in the field development project;
- в приоритетном порядке организовано получение наиболее ценного, в данный период времени, полезного компонента руды, например, золота, платины или палладия;- the production of the most valuable, in a given period of time, useful ore component, for example, gold, platinum or palladium, is organized as a priority;
- осуществлено получение на добычном промысле промпродуктов, содержащих стратегические металлы - редкоземельной группы, урана и тория;- the production of industrial products containing strategic metals - the rare earth group, uranium and thorium was carried out at the mining field;
- основной, по содержанию, полезный компонент руды получается в высокотехнологическом виде - в форме порошка;- the main, in terms of content, useful ore component is obtained in a high-tech form - in the form of a powder;
- на добычном промысле или в непосредственной близости от него может быть организовано крупномасштабное производство обогащенного фосфором органоминерального удобрения.- large-scale production of organomineral fertilizer enriched with phosphorus can be organized in the mining field or in its immediate vicinity.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125763A RU2732781C1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Method of selective extraction of metals from liquid bulk concentrate of useful ore components at mining site at underground leaching and automatic device for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125763A RU2732781C1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Method of selective extraction of metals from liquid bulk concentrate of useful ore components at mining site at underground leaching and automatic device for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2732781C1 true RU2732781C1 (en) | 2020-09-22 |
Family
ID=72922398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019125763A RU2732781C1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Method of selective extraction of metals from liquid bulk concentrate of useful ore components at mining site at underground leaching and automatic device for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2732781C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2373298C2 (en) * | 2004-06-03 | 2009-11-20 | Дзе Юниверсити Оф Бритиш Коламбиа | Copper concentrate leaching method |
| RU2539517C2 (en) * | 2013-11-29 | 2015-01-20 | Владимир Иванович Лунев | Complex development method of underground coal formation through wells |
| RU2572896C2 (en) * | 2015-02-02 | 2016-01-20 | Владимир Иванович Лунев | Method of producing metal product at field of oolitic iron ores, and process train for its implementation |
| RU2594912C2 (en) * | 2015-08-07 | 2016-08-20 | Владимир Иванович Лунев | Method for development of deep water-flooded deposit of oolitic waste of ironstone ores |
| RU2600229C2 (en) * | 2015-07-24 | 2016-10-20 | Владимир Иванович Лунев | Method of development of water-bearing deposit of ironstone ores of oolitic structure |
-
2019
- 2019-08-13 RU RU2019125763A patent/RU2732781C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2373298C2 (en) * | 2004-06-03 | 2009-11-20 | Дзе Юниверсити Оф Бритиш Коламбиа | Copper concentrate leaching method |
| RU2539517C2 (en) * | 2013-11-29 | 2015-01-20 | Владимир Иванович Лунев | Complex development method of underground coal formation through wells |
| RU2572896C2 (en) * | 2015-02-02 | 2016-01-20 | Владимир Иванович Лунев | Method of producing metal product at field of oolitic iron ores, and process train for its implementation |
| RU2600229C2 (en) * | 2015-07-24 | 2016-10-20 | Владимир Иванович Лунев | Method of development of water-bearing deposit of ironstone ores of oolitic structure |
| RU2594912C2 (en) * | 2015-08-07 | 2016-08-20 | Владимир Иванович Лунев | Method for development of deep water-flooded deposit of oolitic waste of ironstone ores |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hulatt et al. | Productivity, carbon dioxide uptake and net energy return of microalgal bubble column photobioreactors | |
| Lee et al. | Harvesting of marine microalgae by electroflocculation: the energetics, plant design, and economics | |
| CN103723875B (en) | Seawater full recycling process | |
| CN102719673B (en) | Reactor for continuously leaching valuable metal of electroplating sludge and leaching method thereof | |
| BR112012010749B1 (en) | PROCESS FOR CAPTURE AND CONVERSION OF CARBON DIOXIDE INTO ORGANIC COMPOUNDS | |
| CN104496121B (en) | The oxidation of a kind of multistage catalytic adds light electrolysis and the method for multiple-effect evaporation process waste water | |
| CN101981744A (en) | Electrochemical systems, devices and methods for generating renewable hydrogen and sequestering carbon dioxide | |
| RU2014107659A (en) | METHOD FOR OBTAINING MATERIALS APPLICABLE FOR LIFE SUPPORT OF PILOTED SPACE FLIGHTS TO MARS BY USING LOCAL RESOURCES | |
| CN101182250B (en) | Domestic refuse resource treatment technology and apparatus therefor | |
| RU2018139445A (en) | Ecological geotechnology development of iron ore deposits | |
| RU2732781C1 (en) | Method of selective extraction of metals from liquid bulk concentrate of useful ore components at mining site at underground leaching and automatic device for implementation thereof | |
| CN111809067A (en) | Adsorption tower group for extracting lithium from salt lake brine and lithium extraction method | |
| CN103003194A (en) | Systems and methods for the production of renewable resources such as hydrogen by microbial electrolysis, fermentation, and/or photosynthesis | |
| CN101811688B (en) | Device and process method for recovering phosphorus from waste water by struvite precipitation method | |
| CN110563158B (en) | Coil spring type synchronous nitrogen and phosphorus removal microbial fuel cell based on zero-valent iron and working method thereof | |
| US20190345622A1 (en) | Method and apparatus for separation of aluminum from aluminum-containing source materials | |
| CN1053475C (en) | Bacterial amplification culture device used in microorganism preoxidation heap leaching gold technology | |
| CN107235588A (en) | Produced Water In Oil-gas Fields, Ngi reinjection treatment method and equipment | |
| CN202881247U (en) | Electric flocculation type microalgae harvesting device | |
| US20090087892A1 (en) | Methods for producing mutant microbes useful for precious metal and bioenergy production | |
| RU2732778C1 (en) | Method of extracting useful ore components from producing solution in mining field and robotic system for method implementation | |
| CN203971464U (en) | Heterogeneous oily-water seperating equipment | |
| EP2889364A1 (en) | Method and system for methane production and disposal of carbon dioxide | |
| JP2015021877A (en) | A method of solidifying radioactive material removal equipment and radioactive polluted water. | |
| CN202478710U (en) | Filter unit |