Стенд для моделирования процессов подземного выщелачивания — SU 1710714 (original) (raw)
О 1 ОЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 10714 А 1 1)5 Е 21 АНИЕ ВТОР СКОМ ДЕТЕЛЬ ельский и проектный ю и агломерации руд нобрчермет" .Кучер, А.И.Бажал, 1 льков и А.Г.Дербас ьство СССР(71) Научно-исследоватинститут по обогащеничерных металлов "Мех(54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДЗЕМНОГО, ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ (57) Изобретение относится к моделированию процесса обработки рудного массива выщелачивающими агентами и м.б. использовано при геотехнологической разработке, Цель - расширение функциональных возможностей моделирования за счет исследования пространственной картины движения выщелачивающего агента по пласту, определения скорости движения выщелоченной эоны и возможности моделирования при различных углах падения рудных пластов, Стенд состоит из напорной емкости 1 для раствора реагента и трех колонок 4 для ру1710714 40 ды, Емкость 1 и колонки 4 соединены трубками 3. Каждая колонка 4 сообщена с емкостью 5 для сбора продуктивного раствора и снабжена приемной камерой для подключения к источнику физических воздействий. , Каждая колонка 4 установлена с возможностью поворота вокруг поперечной оси и снабжена штуцерами 11. Последние установлены по длине колонок 4 и служат для Изобретение относится к устройствамдля моделирования процесса обработкирудного массива выщелачивающими агентами и может быть использовано в горнорудной промышленности, в частности пригеотехнических способах разработки полезных ископаемых.Известна конструкция стенда для испытания движения жидкости и газа в проницаемых материалах, включающая напорнуюемкость для исследуемой жидкости, блокочистки, камеру для образца, состоящую издвух труб, сливную емкость и источники вакуума и давления,Однако на данном стенде не представляется возможным моделировать движениежидкости и газа в протяженных фильтрующих системах, кроме того, стенд не даетвоэможности исследовать характеристикифильтруемого материала.Наиболее близким к предлагаемому является стенд, включающий питающую напорную емкость, Фильтрующую колонку длямодели участка рудного пласта, трубку дляподачи раствора, емкость для сбора продуктивного раствора.На данном стенде не представляетсявозможным моделирование пространственной картины движения выщелачивающегоагента по пласту (по трем координатам одновременно). определение скорости движения выщелоченной зоны, исследованиевлияния градиента давления на параметрыпроцесса выщелачивания.Не представляется возможным такжемоделирование процесса подземного выщелачивания при различных углах падениярудных пластов,Цель изобретенйя - расширение функциональных воэможностей моделированияпроцессов подземного выщелачивания,Поставленная цель достигается-тем, чтостенд для моделирования процессов подземного выщелачивания. включающий на 5 10 15 20 25 30 35 отбора проб раствора. Напорная емкость 2 установлена с воэможностью вертикального перемещения. Раствор поступает в приемную камеру. Затем через перфорированную перегородку раствор поступает в колонки 4. с рудой, Для получения объемнойкартины выщелачиваемой руды в пласте колонку 4 поворачивают по трем направлениям поворотной оси, 2 ил., 1 табл. порную питающую емкость, фильтрующую колонку, трубку для подачи раствора и емкости для сбора продуктивного раствора,снабжен двумя дополнительными колонками так, что, каждая колонка установлена с возможностью поворота вокруг поперечной оси и снабжена штуцерами для отбора проб продуктивного раствора и соединенной с ней перфорированной перегородкой приемной камерой с штуцерами для подключения к источнику физических воздействий, кроме того напорная питающая емкость выполнена подвижной,Благодаря тому, что напорная питающая емкость выполнена подвижной, возможно исследование влияния градиента давления на параметры процессов выщелачивания - скорость фильтрации, расход реагента, отношение Т:Ж, что особенно важно при подземном выщелачивании богатых слабопроницаемых руд,Наличие в фильтрующей системе трех колонок, установленных с воэможностью поворота вокруг своей поперечной оси, позволяет создать объемную картину движения жидкости в пласте и является оптимальным, так как две и менее колонок не дают возможность моделировать данный процесс (выщелаивание идет по двум и менее направлениям), Наличие четырех и бо-, лее колонок просто нецелесообразно, так как увеличиваются размеры стенда и затраты на его изготовление, принципиально не увеличивая возможность, моделирования движения жидкости в пласте, так как три колонки имитируют выщелачивание по трем основным координатам.На стенде имеется возможность моделировать процессы физического влияния на выщелачиваемые породы с целью интенсификации процесса выщелачивания в частности, с целью увеличения эффективной пористости породы. Для этого через штуцера, расположенные на приемной камере5 10 15 25 30 35 Полу,енные в ходе моделирования про цесса коэффициенты фильтрации подтверждают теоретические положения о том, что оптимальные условия процесса подземного выщелачивания достигаются для данных пород при горизонтальной фильтрации, Пол ученные коэффициенты вертикальной инаклонной фильтрации не отвечают требованиям эффективного протекания процесса, При коэффициенте менее 0,8 - 1 м/с процесс подземного выщелачивания прак тически не протекает. В связи с этим в таблице представлены данные опытов по трем типам марганцевых руд при горизонтальной фильтрации,Использование предлагаемого стенфильтрующей колонки, присоединяют механизм физического воздействия (вибратор,импульсный генератор, и др.).Благодаря тому, что колонка снабженаприемной камерой.с перфорированной перегородкой,. происходит наполнение камеры реагентом и процесс выщелачиванияидет по всему сечению образца.Наличие по всей длине фильтрующейколонки штуцеров для отбора проб продуктивного раствора позволяет определятьскорость движения выщелоченной зоны,концентрацию исследуемого компонента ввыщелачивающем растворе, и другие показатели.На фиг.1 изображен предлагаемыйстенд, вид сбоку; на фиг,2 - то же, вид сверху.Стенд для моделирования процессаподземного выщелачивания включает основную напорную емкость 1, подвижную напорную емкость 2, трубку 3 для подачираствора, фильтрующую колонку 4, емкость5 для сбора продуктивного раствора. Колонка установлена на опорной раме б и закреплена с помощью поворотной оси 7.Фильтрующая колонка 4 снабжена приемной камерой 8 и соединяется с ней перегородкой 9. Для подключения к источникувнешних физических. воздействий на приемной камере 8 расположены штуцеры 10.Фильтрующая колонка 4 по всей длинеснабжена штуцерами 11 для отбора пробпродуктивного раствора, который собирается в емкости 12.Стенд работает следующим образом.Выщелачивающий раствор из основнойемкости 1 поступает в подвижную напорную емкость 2, а затем по трубке 3 попадаетв фильтрующую колонку 4,Рассмотрим моделирование процессавыщелачивания в одной колонке 4, Выщелачлвающий раствор поступает в приемнуюкамеру 8, затем через перфорированную перегородку 9 в фильтрующую колонку 4, заполненную исследуемым образцом руды.Через определенное время, обусловленнойсвойствами руды, начинается фильтрациявыщелачивающего раствора через руду.Продуктивный раствор собирается в приемной емкости 5, Для получения объемнойкартины выщелачивания руды в пласте кОлонку поворачивают по трем направлениямвокруг поворотной оси 7,На стенде определяют значения всехпараметров, необходимых для проведения 5расчетов и прогнозирования процесса подземного выщелачиванич руды: Со - начальная концентрация вещества в растворителе,г/дмз; С - концентрация вещества в раство 3,рителе в данный момент времени, г/дм; 0- расход растверителя, м /сут: т - времязвыщелачивания, сут. Коэффициенты фильтрации рассчитываются по формуле КФ - м/сут,0где 3 - площадь поперечного сечения потока.Так же определяется по данным опыта соотношение Т;Ж, где Т - весовая единица сухой руды, Ж - количество весовых единиц растворителя, которое необходимо проф-. ильтровать через это количество руды в пласте для рентабельного извлечения полезного компонента,Как пример рассматривают моделирование подземного выщелачивания марганцевых руд трех типов: карбонатной(пористой), смешанной, карбонатной (песчан истой),Опыт проводится с каждым типом руды отдельно. Для каждого типа руды моделируют процесс выщелачивания в пласте. Заполняют образцами руды все три фильтрующие колонки, которые выставляют под различным углом наклона (для определения величин коэффициентов горизонтальной, вертикальной и промежуточной фильтрации).Исходные данные для моделирования процесса на стенде; используемый растворитель 10% Н 2504; количество растворителя для одного опита 0,1 м .зВсе пробы руды, загружаемой в одну фильтрующую колонку 20 кгСнятые со стенда, а также полученные расчетным путем данные в опытах с каждым типом руд сведены в общую таблицу. да позволяет моделировать процесс подземного выщелачивания руд различных металлов с использованием физических воздействий на процесс с целью его интенсификации, при этом возможно изученив пространственной картины подземного вы1710714.Началь-Конценная трация кон насыще,центрания в цияраствоТ:Ж Коэффициент Коэффициент Время выще- лачиПлощадьпоперечного сечения Я(фильтрующейколонки) Тип марганцевойруды вертикальнойфильтрацииК,",и/сут горизонванияг., сут,пригоризонрителег/дсз мар- ганцевой ру ды враство рителе Со,тальнойфильтрацииКм/сут тальнойфильтрации г/дм Карбонатная (пористая) 0,0078 0,47 0,0165 2,12 0,13 0,91 0 21,5 1:6 Смешан 0,68 0,0114 1,47 0,37 0,87 0 17 5 1:10 0,0078 ная Карбонатная (песчанистая) 0,52 0,0148 1,9 0,09 0,21 0 28,1 1:7 0,0078 щелачивания при различных углах падения рудных пластов.Формула изобретения Стенд для моделирования процессов подземного выщелачивания, включающий напорную емкость для раствора реагента, соединенную с помощью трубки с фильтруащей колонкой, сообщенный с емкостью для сбора продуктивного раствора, о т л ича ю щи й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей моделирования за счет исследования пространственной картины движения выщелачивающего агента по пласту, определения скорости Расходрастворителя Ямз/сутпри горизонтальнойфильтрации движения выщелоченной зоны и возможности моделирования при различных углах падения рудных Пластов, стенд снабжен двумя дополнительными колонками, при этом каж . дая колонка установлена с возможностьюповорота вокруг поперечной оси и снабжена штуцерами для отбора проб раствора, установленными по длине колонки, и соединенной с ней посредством перфорирован ной перегородки приемной камерой дляподключения к источнику физических воздействий, причем напорная емкость установлена с возможностью вертикального перемещения1710714 оставитель Й,Руденкхред М;Моргентал С оедэктор М.Бланар Те Корректор Н.Ревска здательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 изводств г аказ 318 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(б