Кливоченко С.А., Кисляков В.Е.

Государственный университет цветных металлов и золота

Электрокинетическая технология разработки россыпных месторождений драгоценных металлов

В настоящее время уже существуют технологии разработки россыпных месторождений полезных ископаемых с использованием химических реагентов (различные технологии выщелачивания). В то же время, применение таких технологий в нашей стране ограничено по ряду причин, таких как: особенности климата (значительные перепады температуры окружающей среды от минимального до максимального показателя); экологическая опасность применения большинства известных реагентов; изменение горно-геологических условий в сторону ухудшения и т.д.

В связи с этим, возникла необходимость разработки новой, экологически чистой технологии освоения россыпных месторождений с учетом климатических условий России и неблагоприятных горно-геологических условий залегания п.и.

Особенностями предлагаемой технологии должны стать: минимальные капитальные затраты и затраты на осуществление непосредственно добычи полезного ископаемого; возможность осуществления добычи полезного ископаемого без нарушения почвенно-ростительного слоя, и не затрагивая вскрышные породы (торфа) в большем их объёме, т.е. вскрышные работы должны осуществляться не по всей площади добычного полигона, а лишь в торцах месторождения, и, если это необходимо, для осуществления вспомогательных работ, при этом, не переходя на подземные способы разработки.

Отработка месторождения по предлагаемой технологии осуществляется следующим образом.

Вскрытие пласта песков осуществляют канавами, пройденными по границе запасов в верхней и нижней частях по падению россыпи, подачу растворителя - в верхнюю канаву и откачку продуктивных растворов - из нижней канавы (рис. 1). Канавы проходят по всей ширине россыпи и на полную мощность отложений с зачисткой разрушенной части плотика, причем откосы канав покрывают противофильтрационным материалом. При этом, внутренний откос нижней канавы покрывают противофильтрационным материалом на величину мощности пласта песков, а внутренний откос верхней канавы - на величину мощности торфов. После разработки месторождения противофильтрационное покрытие на внутреннем откосе нижней канавы разрушают и производят откачку продуктивного раствора.

При этом, скорость и направление массопереноса реагента регулируется накладываемым электромагнитным полем (используется электрокинетическое явление электроосмос).

Наложение электромагнитного поля на массив осуществляется с помощью электродов, установленных в границах вскрывающих канав и за ними на глубину до контакта песков с плотиком. Следует отметить, что знак заряда электродов по падению россыпи периодически меняется на противоположный. Периодичность изменения знака электродов зависит от насыщенности песков реагентом на обрабатываемом участке россыпи.

Рисунок 1 Технологическая схема электрокинетического выщелачивания из россыпных месторождений полезного ископаемого

Наложение электромагнитного поля на массив необходимо еще и потому, что естественного градиента напора недостаточно для полной обработки песков реагентом. Экспериментально доказано, что распределение жидкости и её движение осуществляется по всему объёму обрабатываемого массива только при наложении электромагнитного поля (рис. 2), в то время как естественная фильтрация проходит по твёрдому основанию (плотику). Так же установлено, что с насыщением массива реагентом расход электроэнергии снижается до 50-70 %.

Рисунок 2 Лабораторная установка для исследования распределения жидкости в массиве под действием электромагнитного поля и определения его влияния на скорость массопереноса

Следует отметить, что в предлагаемой технологии применяются современные, экологически чистые реагенты, что исключает опасность загрязнения окружающей среды.