O‘zbеkistоn rеspublikаsi

Лекция №17 – Технология кучного бактериального выщелачивания медных руд.


1. Кучному выщелачиванию обычно подвергают бедные за ба­лансовые руды или старые отвалы, образовавшиеся от склади­рования за балансовой руды, добывавшейся из карьеров или подземных шахт. Складирование современных куч для химиче­ского или бактериально - химического выщелачивания осуществ­ляют по заранее составленному проекту. Площадку для скла­дирования руды можно покрывать слоем цемента или другими непроницаемыми материалами, но если грунт плотный и потери в нем раствора металла будут минимальны, тогда старые от­валы выщелачивают на естественном грунте, так как переотло­жение кучи на новую площадку значительно удорожает себе­стоимость металла.
В отвалах крупность породы не регулируется, поэтому мак­симальные куски породы при открытых горных работах дохо­дят до 1000 и 1500 мм. Для кучного выщелачивания вновь скла­дируемую за балансовую руду дробят и укладывают в кучи в соответствии с заранее разработанными правилами.
Объем руды в отвалах часто составляет сотни миллионов и даже миллиарды тонн, тогда как в кучи укладывают обычно сотни тысяч тонн.
В связи с экономическими преимуществами ведения откры­тых горных работ в ряде стран резко возрос объем вскрышных работ, а в отвалах накапливается значительное количество меди, цинка, урана и других ценных компонентов. В настоящее время отвалы начали складировать на площадках с высокой механи­ческой прочностью и водонепроницаемостью грунта или на спе­циально подготовленные площадки.
Площадку для складирования куч готовят более тщательно: после удаления растительного покрова укладывают водонепро­ницаемый слой, используя доступные материалы (бетон, ас­фальт, смесь гудрона и хвостов обогащения и др.).
На подготовленную площадку руду первого слоя укладывают более крупных размеров (200—300 м) для лучшей аэрации кучи. Вся куча закладывается более мелким дробленым мате­риалом (10—30 мм) или же смесью крупного и мелкого мате­риала, причем крупные куски равномерно распределяются по всей высоте, что обеспечивает хорошую проницаемость раствора и аэрацию кучи по всей высоте.
При повышенном содержании мелкой руды или при наличии
глинистых материалов класс —5 или —8 мм отсеивают. Ширина отвала у основания может быть от 10—20до 100—200 м, а длина 100—800 м и более. '
Для лучшей аэрации кучи и окисления сульфидов целе­сообразно ее высоту не делать более 60 м, если не применять специальных методов рыхления и искусственной аэрации с по­мощью прокладки перфорированных труб и других приспособ­лений, так как атмосферный воздух проникает вглубь на рас­стояние до 60 м.
Отвалы, подготовленные к выщелачиванию, перед началом орошения увлажняют для активации окисления выще­лачиваемых минералов.
Для хорошего просачивания через руду выщелачи-вающих растворов важное значение имеет пористость руды в куче или 1 отвале. Наличие в руде значительного количества глинистых материалов или легко разрушающихся минералов породы резко снижает просачивание бактериально -химических растворов и эффективность выщелачивания металлов.
Пористость вновь отсыпаемых отвалов обычно составляет около 40 %. В дальнейшем руда самоуплотняется, и пористость постепенно снижается (через год примерно до 30%). Фильтра­ционные свойства старых отвалов, пролежавших 30 лет и бо­лее, в 8 раз ниже, чем свежеотсыпанных. При более сложных природных условиях для подготовки /основания проводят дополнительные мероприятия. Так, на руд­нике «Бьютт» (США), где предприятие расположено на хорошо проницаемом грунте, для оборудования непроницаемого осно­вания бульдозерами сняли растительный слой, поверхность выровняли, уплотнили катками и вибраторами, покрыли слоем шлака крупностью 25 мм, толщиной 100 мм и уплотнили вибраторами, после чего залили асфальтом. Далее вторично нанесли слой асфальта толщиной 6 мм.
Для предохранения асфальтового покрытия от разрушения тяжелыми автомобилями и при падении крупных глыб при от­сыпке руды на асфальт был уложен мелкий материал горной массы слоем около 320 мм, затем слой крупного медьсодержа­щего материала мощностью 1,5—1,8 м, что обеспечивало хоро­шую аэрацию воздуха и непроницаемость продуктивного рас­твора.
Одним из упрощенных и достаточно надежных способов подготовки основания отвала считается следующий: удалить расти­тельность, уплотнить площадку катками, уложить слой глины мощностью около 0,6 м и тщательно уплотнить его.
Основание для устройства куч подготавливается обычно бо­лее тщательно. Например, на руднике «Блюберд» (США) в пер­вые годы основание готовили следующим образом: бульдозером снимали растительный слой, площадку выравнивали, на грунт укладывали бетон, который покрывали битумом. В настоящее время кучи здесь отсыпают на участках с некоторым уклоном поверхности. После снятия растительного покрова площадку покрывают слоем гравия, в который укладывают полиэтиленовые дренажные трубы.
2. Процесс кучного выщелачивания из отвалов, вскрышных пород и вновь складируемых куч является наиболее освоенной технологией извлечения меди, урана и золота с использованием микроорганизмов. Наибольшее распространение получило кучное выщелачивание медных руд, как просто химическое, так и бактериально - химическое. Только в США бактериально -химическое выщелачивание применяется примерно на 15 предприятиях с общим количеством выщелачиваемой массы в отвалах и кучах более 5000 млн. т.
В настоящее время накоплен значительный зарубежный и отечественный опыт в технологии извлечения меди методом кучного выщелачивания, который в основном применяется как самостоятельный процесс переработки медьсодержащего сырья, так и в сочетании с другими процессами.
В таблице 1. приведены основные данные по некоторым промышленным установкам бактериального выщелачивания меди, введенным в действие в последние годы.