Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных месторождений, в том числе труднообогатимых руд с вредными примесями.

Известен способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, по которому выемку руды производят камерами, раздробленную руду транспортируют на поверхность, где ее сортируют и обогащают, при этом хвосты обогащения укладывают в отвалы и выщелачивают их, а отходами производства закладывают отработанные камеры [1].

Однако известный способ не позволяет производить достаточно полное извлечение полезного ископаемого и связан с большими затратами на сооружение хвостохранилищ

Известен способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выемку рудного тела камерами и последующую закладку выработанного пространства, доставку руды на поверхность и извлечение полезных ископаемых на обогатительной фабрике [2].

Недостатки известного способа - большие потери руды и значительные затраты, связанные со складированием некондиционных руд и хвостов обогащения на поверхности.

Известен способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, включающий выемку руды камерами, транспортировку руды на поверхность, ее сортировку, обогащение, выщелачивание хвостов и последующую закладку отработанных камер отходами производства, отсортированную некондиционную руду и хвосты обогащения транспортируют в отработанные камеры в выщелачивающем растворе, а затем заложенные камеры обрабатывают выщелачивающим раствором [3].

Недостатком данного способа является снижение качества селективной разработки при вовлечении кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий проведение вскрывающих и подготовительных выработок, деление залежи на этажи, нарезку очистных блоков, очистную выемку руды, закладку выработанного пространства некондиционной горнорудной массой, выщелачивание ее растворами выщелачивающих реагентов и выдачу на поверхность отбитой кондиционной руды и продуктов выщелачивания, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения полезного ископаемого из недр без увеличения вредного воздействия на окружающую среду, производят забойную сортировку отбитой горнорудной массы, затем в процессе заполнения выработанного пространства некондиционной горнорудной массой смачивание ее растворами выщелачивающих реагентов осуществляют до полного влагонасыщения [4].

Данное решение направлено на повышение извлечения полезного ископаемого из недр, но не позволяет решать системную задачу увеличения сквозного извлечения полезных компонентов при добыче и переработке разносортных, в том числе труднообогатимых руд с вредными примесями.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности процесса посредством решение системной задачи увеличения сквозного извлечения полезных компонентов при добыче и переработке разносортных, в том числе труднообогатимых руд и с вредными примесями.

Технический результат достигается за счет того, что в способе разработки месторождений полезных ископаемых, включающем проведение вскрывающих и подготовительных выработок, деление залежи на этажи, нарезку очистных блоков, очистную выемку, забойную сортировку отбитой рудной массы, закладку выработанного пространства некондиционной рудной массой, выщелачивание ее растворами реагентов с полным влагонасыщением и выдачу на поверхность кондиционной рудной массы и продуктов выщелачивания, одновременно с отработкой добычных блоков кондиционной без вредных примесей руды осуществляют отработку и сортировку по кондиционности рудной массы добычных блоков кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд, при этом закладку выработанного пространства производят отсортированными мелкими фракциями рудной массы кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд, объединенными с хвостами сортировки по содержанию вредных примесей, а выщелачивание их производят реагентами, минимизирующими взаимодействие с вредными примесями, при этом концентрат со сниженным содержанием вредных примесей после сортировки выдают на поверхность после расшихтовки с рудной массой из добычных блоков кондиционной без вредных примесей руды.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

На фиг. 1 представлена основная часть технологической схемы реализации, предлагаемого способа разработки месторождений полезных ископаемых.

Выполнение способа включало проведение вскрывающих и подготовительных выработок, деление залежи на этажи, нарезку очистных блоков, очистную выемку, забойную сортировку отбитой рудной массы, закладку выработанного пространства некондиционной рудной массой, выщелачивание ее растворами реагентов с полным влагонасыщением и выдачу на поверхность кондиционной рудной массы и продуктов выщелачивания. Одновременно с отработкой добычных блоков кондиционной без вредных примесей руды осуществляли отработку и сортировку по кондиционности рудной массы добычных блоков кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд. Закладку выработанного пространства производили отсортированными мелкими фракциями рудной массы кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд, объединенными с хвостами сортировки по содержанию вредных примесей. Выщелачивание производили реагентами, минимизирующими взаимодействие с вредными примесями. Концентрат со сниженным содержанием вредных примесей после сортировки выдавали на поверхность после расшихтовки с рудной массой из добычных блоков кондиционной без вредных примесей руды.

Пример выполнения предлагаемой технологии со сравнительным анализом. Кондиционные труднообогатимые с вредными примесями руды скарнированные мраморы являются вторым по ценности типом вольфрамомолибденовых руд на Тырныаузском месторождении. Около 48% балансовых запасов вольфрама на месторождении находится в скарнированных мраморах. Главным недостатком руд этого типа является высокое содержание кальцита, ограничивающее возможность их флотационной переработки. Отработанная годами схема обогащения исключает самостоятельную переработку скарнированных мраморов. Допускается только их подшихтовка в соотношении, не превышающем 10%. Подготовка отдельной инфраструктуры и подземных блоков скарнированных мраморов к добыче только для подшихтовки в незначительном количестве экономически не целесообразна.

Фактическая зависимость между обогатимостью руды и содержанием кальцита установлена статистически по результатам примерно тысячи сменных показателей на обогатительной фабрике. Статистически достоверная связь (коэффициент корреляции - 0,99) установлена между извлечением вольфрама и карбонатным модулем.

где ССаСО₃ и CWO₃ - содержания кальцита и триоксида вольфрама в руде. Руда с карбонатным модулем меньшим 65 считается легкообогатимой, с модулем 65-80 показатели обогащения снижаются, с модулем более 80 руда труднообогатима. Поэтому требования к шихте руды по действующей технологии обогащения не допускают переработку руд с карбонатным модулем более 80. Зависимость извлечения в концентрат WO₃ от содержания в руде кальцита и трехокиси вольфрама приведена в таблице 1.

Сепарация пробы скарнированных мраморов центра (СМЦ), проба - ТПК-57 обеспечивает снижение содержания СаСО₃ с 56,7% до 36,9%, при этом содержание WO₃ увеличивается с 0,204 до 0,449%, в тоже время карбонатный модуль остается высоким (82,2), что снижает извлечение при флотации до уровня 79%. Учитывая, что выход сепарационных классов составляет не более 70%, то сквозное извлечение составит

где: E_k - выход сепарационных классов; Е_ƒ - извлечение WO₃ при флотации, E_s - извлечение WO₃ при сепарации.

Выполнение технологии на основе предлагаемого способа включало одновременную, параллельно с блоком центра СМЦ, отработку блоков с низким содержанием кальцита (10,2%). Скарнированные мраморы-кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд подвергались дроблению и грохочению. Выделялись сепарационные классы и мелочь - минус 20 мм. Сепарационные классы подвергались кусковой сортировке с выделением обогащенного продукта и хвостов. Для снижения карбонатного модуля обогащенный продукт сепарации расшихтовывался с рудой слепой залежи в соотношении 1:3. Это обеспечило снижение карбонатного модуля до 58,4. Сквозное извлечение из сепарационного класса увеличилось до

т.е. на 51,32-37,5=13,8%.

Использование несортированных-несепарационных классов и хвостов сортировки-сепарации для закладки выработанного пространства с последующим выщелачиванием обеспечивает прирост сквозного извлечения. Выщелачивание из материала закладки вольфрама осуществляли фотоэлектроактивированными карбонатно-пероксидными растворами с рН 8,5-9,5, что обеспечивает минимальное загипсование и кольматацию выщелачиваемой минеральной массы. Итого сквозное извлечение WO₃ по заявляемой технологии составило 51,32+22,7=74,02%. Прирост извлечения по сравнению с базовым вариантом составил 74,02-37,5=36,5%.

Учитывая значительный удельный вес скарнированных мраморов в структуре балансовых запасов Тырныаузского месторождения, разработка технологий, обеспечивающих вовлечение в добычу и переработку данного типа руд, является значимым резервом, вскрытие которого существенно улучшит рентабельность отработки месторождения. Предлагаемая технология эффективна при подземной добыче сложноструктурных, труднообогатимых, прожилковых типов руд, с неравномерным распределением полезного компонента, требующих предварительную кусковую сортировку.

Технология позволяет эффективно использовать возможности кусковой сортировки, закладки выработанного пространства некондиционной горной массой, выщелачивания и усреднения. В результате сокращаются затраты, повышается извлечение полезного компонента в конечный продукт.

Источники информации

1. Патент US 3260548, кл. 299-18. Способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания, 1966.

2. Патент US 3586379, кл. 299-8. Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, 1971.

3. А.с. SU 607020. Способ добычи полезных ископаемых с применением выщелачивания.

4. А.с. SU 1236818 Способ разработки месторождений полезных ископаемых.