Новые способы скважинного выщелачивания золота
Представляем Вашему вниманию обзор опубликованных в январе и марте 2020 г. патентов РФ № 2504648 и 2716536, закрепляющих новые способы скважинного выщелачивания золота из сложноструктурных глубокозалегающих россыпей.
Владимир Тесленко — обозреватель журнала «Золото и технологии»
Патентообладателем первого патента является Забайкальский государственный университет, а второго — Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук. Авторы — доктор технических наук, профессор Артур Секисов и его сотрудники.
Способы включают бурение скважин, подачу через них в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов, сбор продуктивных растворов, последующее сорбционное извлечение золота из продуктивных растворов, предварительное формирование дренажных выработок, локальное извлечение золотосодержащей минеральной массы из богатых зон.
По первому способу подачу выщелачивающих растворов через систему закачных скважин производят путем инъекции раствора раздельными струя ми. Первоначально осуществляют подачу гидрокарбонатно-пероксидного раствора, подвергнутого фотоэлектро-химической обработке. Затем после паузы осуществляют подачу раствора соляной кислоты с добавлением перекиси водорода, подвергнутого перед подачей ультрафиолетовому облучению. После выстаивания раствора в продуктивном пласте до достижения перехода основной части золота из минеральной массы в продуктивный раствор в скважинах размещают перфорированные капсулы с сорбентом, снабженные электродами, подают на электроды напряжение для обеспечения направленной диффузии ионов растворенного золота к сорбенту и его сорбции, а также довыщелачивания оставшегося в рудном пласте золота, затем насыщенный золотом сорбент извлекают и подвергают регенерации.
Первоначально осуществляют бурение скважин диаметром 150 мм по сети 5×5 м. Обсадку закачных скважин производят пластиковыми трубами диаметром 150 и 100 мм, которые перфорируют и места перфорации этих труб соединяют патрубками диаметром 50 мм. По контуру блока бурят дренажные скважины по сети 10×10 и оборудуют их эрлифтами для периодической откачки пластовой воды, которая может снизить концентрацию выщелачивающих реагентов.
Подготовку выщелачивающих растворов ведут в специальных фотоэлектрохимическом (гидрокарбонатно-пероксидного состава) и фотохимическом (раствор соляной кислоты с добавлением перекиси водорода) реакторах. Гидрокарбонатно-пероксидный раствор готовят из 5 % раствора карбоната натрия путем его электролиза, последующего ввода 10 г/л 30 %-й перекиси водорода и облучения полученной суспензии ультрафиолетовой лампой типа ДРТ-230.
Растворы гидрокарбонатно-пероксидного состава подают в пласт через трубы, размещенные в скважинах, в струйном импульсном режиме до достижения расчетного Т:Ж=50:1. После паузы 48 часов, за которые раствор диффундирует в основной объем пласта, в него таким же способом закачивают раствор хлоридно-пероксидного состава, причем перед подачей в пласт раствор облучают УФ-лампой ДТ-230 в течение 10 минут. После паузы в 72 часа, в течение которой осуществляется выщелачивание золота в диффузионном режиме из окисленных на первом этапе минералов, закачные трубы извлекают из скважин и в них опускают капсулы с электрода-ми, причем аноды и катоды размещают в отдельных скважинах, а катоды размещают в ионообменной смоле А-100. После подачи на электроды напряжения величиной 5–8 В, осуществляется электродиффузия выщелоченного хлоридным раствором золота и его сорбция смолой. Кроме того, за счет выделения на аноде хлора и образования новых подвижных в электрическом поле хлор-кислородных комплексов, процесс выщелачивания оставшегося в\ твердой фазе золота интенсифицируется. За счет совмещения процессов электросорбции выщелоченного на первом этапе (при выстаивании первичного хлоридно-пероксидного раствора) золота и его довыщелачивания, общее время его перевода в раствор и накопления в прикатодных зонах на смоле составляет 10 суток при извлечении из твердого 75–85 %. По завершении процесса сорбции, капсулы со смолой извлекают из скважин и передают на регенерацию.
Второй способ отличается тем, что при выявлении богатой зоны продуктивного пласта в ходе опробования бурового материала скважин, содержащих крупное золото, скважины расширяют выбуриванием горной массы богатой зоны шнеком с последующей выемкой песков для гравитационного обогащения. По центру скважины устанавливают дренажную трубу с перфорированной нижней частью, опирающейся на плотик через пяту с направляющими для гибких перфорированных труб, внедряемых коническими торцевыми оголовками в зону со средним содержанием золота продуктивного пласта.
Для укрепления стенок скважины устанавливается сетчатый каркас с кольцевыми перфорированными трубами и с ребрами жесткости на мощность продуктивного пласта. В сетчатом каркасе на уровне перфорированной нижней части дренажной трубы находится гравий. При этом производят через кольцевые перфорированные трубы подачу под напором концентрированного раствора выщелачивающих реагентов в зоны со средним содержанием золота сложно извлекаемых форм, а в зоны с низким содержанием золота производят подачу подготовительного карбонатно-пероксидного раствора через скважины. Важно, что при этом выдерживают технологическую паузу для диффузионного выщелачивания золота в зонах со средним содержанием золота и окисления продуктивного пласта в зонах с низким содержанием золота, после чего в продуктивный пласт через скважины начинают закачивать раствор с комплексообразователями слабой концентрации и откачку образующихся продуктивных растворов через гибкие перфорированные трубы и дренажные трубы скважин.
Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 1/март 2020 г.
Патентообладателем первого патента является Забайкальский государственный университет, а второго — Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук. Авторы — доктор технических наук, профессор Артур Секисов и его сотрудники.
Способы включают бурение скважин, подачу через них в продуктивный пласт активированных выщелачивающих растворов, сбор продуктивных растворов, последующее сорбционное извлечение золота из продуктивных растворов, предварительное формирование дренажных выработок, локальное извлечение золотосодержащей минеральной массы из богатых зон.
По первому способу подачу выщелачивающих растворов через систему закачных скважин производят путем инъекции раствора раздельными струя ми. Первоначально осуществляют подачу гидрокарбонатно-пероксидного раствора, подвергнутого фотоэлектро-химической обработке. Затем после паузы осуществляют подачу раствора соляной кислоты с добавлением перекиси водорода, подвергнутого перед подачей ультрафиолетовому облучению. После выстаивания раствора в продуктивном пласте до достижения перехода основной части золота из минеральной массы в продуктивный раствор в скважинах размещают перфорированные капсулы с сорбентом, снабженные электродами, подают на электроды напряжение для обеспечения направленной диффузии ионов растворенного золота к сорбенту и его сорбции, а также довыщелачивания оставшегося в рудном пласте золота, затем насыщенный золотом сорбент извлекают и подвергают регенерации.
Пример конкретного использования способа
Глубокозалегающая (более 12 м по кровле пласта) россыпь золота, с мощностью слоя песков 3–3,5 м, представленная преимущественно мелкими (до 0,5 мм) и дисперсными (сорбированные минералами глин, включенными в решетку магнетита и других шлиховых минералов) выделениями металла. Коэффициент фильтрации в песках 1,5 м/сут.Первоначально осуществляют бурение скважин диаметром 150 мм по сети 5×5 м. Обсадку закачных скважин производят пластиковыми трубами диаметром 150 и 100 мм, которые перфорируют и места перфорации этих труб соединяют патрубками диаметром 50 мм. По контуру блока бурят дренажные скважины по сети 10×10 и оборудуют их эрлифтами для периодической откачки пластовой воды, которая может снизить концентрацию выщелачивающих реагентов.
Подготовку выщелачивающих растворов ведут в специальных фотоэлектрохимическом (гидрокарбонатно-пероксидного состава) и фотохимическом (раствор соляной кислоты с добавлением перекиси водорода) реакторах. Гидрокарбонатно-пероксидный раствор готовят из 5 % раствора карбоната натрия путем его электролиза, последующего ввода 10 г/л 30 %-й перекиси водорода и облучения полученной суспензии ультрафиолетовой лампой типа ДРТ-230.
Растворы гидрокарбонатно-пероксидного состава подают в пласт через трубы, размещенные в скважинах, в струйном импульсном режиме до достижения расчетного Т:Ж=50:1. После паузы 48 часов, за которые раствор диффундирует в основной объем пласта, в него таким же способом закачивают раствор хлоридно-пероксидного состава, причем перед подачей в пласт раствор облучают УФ-лампой ДТ-230 в течение 10 минут. После паузы в 72 часа, в течение которой осуществляется выщелачивание золота в диффузионном режиме из окисленных на первом этапе минералов, закачные трубы извлекают из скважин и в них опускают капсулы с электрода-ми, причем аноды и катоды размещают в отдельных скважинах, а катоды размещают в ионообменной смоле А-100. После подачи на электроды напряжения величиной 5–8 В, осуществляется электродиффузия выщелоченного хлоридным раствором золота и его сорбция смолой. Кроме того, за счет выделения на аноде хлора и образования новых подвижных в электрическом поле хлор-кислородных комплексов, процесс выщелачивания оставшегося в\ твердой фазе золота интенсифицируется. За счет совмещения процессов электросорбции выщелоченного на первом этапе (при выстаивании первичного хлоридно-пероксидного раствора) золота и его довыщелачивания, общее время его перевода в раствор и накопления в прикатодных зонах на смоле составляет 10 суток при извлечении из твердого 75–85 %. По завершении процесса сорбции, капсулы со смолой извлекают из скважин и передают на регенерацию.
Второй способ отличается тем, что при выявлении богатой зоны продуктивного пласта в ходе опробования бурового материала скважин, содержащих крупное золото, скважины расширяют выбуриванием горной массы богатой зоны шнеком с последующей выемкой песков для гравитационного обогащения. По центру скважины устанавливают дренажную трубу с перфорированной нижней частью, опирающейся на плотик через пяту с направляющими для гибких перфорированных труб, внедряемых коническими торцевыми оголовками в зону со средним содержанием золота продуктивного пласта.
Для укрепления стенок скважины устанавливается сетчатый каркас с кольцевыми перфорированными трубами и с ребрами жесткости на мощность продуктивного пласта. В сетчатом каркасе на уровне перфорированной нижней части дренажной трубы находится гравий. При этом производят через кольцевые перфорированные трубы подачу под напором концентрированного раствора выщелачивающих реагентов в зоны со средним содержанием золота сложно извлекаемых форм, а в зоны с низким содержанием золота производят подачу подготовительного карбонатно-пероксидного раствора через скважины. Важно, что при этом выдерживают технологическую паузу для диффузионного выщелачивания золота в зонах со средним содержанием золота и окисления продуктивного пласта в зонах с низким содержанием золота, после чего в продуктивный пласт через скважины начинают закачивать раствор с комплексообразователями слабой концентрации и откачку образующихся продуктивных растворов через гибкие перфорированные трубы и дренажные трубы скважин.
Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 1/март 2020 г.
