«Министерство образования и1науки Российской Федерации 1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду деятельности выпускника: ...»

Министерство образования и1науки Российской Федерации

1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине

1.1. Вид деятельности выпускника

Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду деятельности выпускника:

производственно-технологическая.

1.2. Задачи профессиональной деятельности выпускника

В дисциплине рассматриваются указанные в ФГОС задачи профессиональной деятельности выпускника:

производственно-технологическая: осуществление технологических процессов переработки минерального природного и техногенного сырья;

осуществление технологических процессов получения и обработки металлов и сплавов, а также изделий из них; осуществление мероприятий по защите окружающей среды от техногенных воздействий производства; организация обслуживания технологического оборудования.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение программы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:

общекультурными компетенциями (ОК):

– оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ОК-13);

профессиональными компетенциями (ПК):

– уметь использовать фундаментальные общеинженерные знания (ПК-1);

– уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4);

– уметь выявлять объекты для улучшения в технике и технологии (ПК-11);

– уметь осуществлять выбор материалов для изделий различного назначения с учетом эксплуатационных требований (ПК-12).

1.4. Перечень умений и знаний, установленных ФГОС Студент после освоения программы настоящей дисциплины должен знать:

основные критерии пригодности сырья к переработке методом кучного или подземного выщелачивания;

металлы, извлекаемые методом кучного и подземного выщелачивания, и принципиальные технологические схемы их получения;

уметь:

рассчитывать размеры и объем штабеля кучного выщелачивания;

выбирать оборудование для извлечения металлов из продуктивных растворов кучного выщелачивания;

выбирать и обосновывать оптимальные технологические решения;

анализировать и обрабатывать результаты исследований и измерений;

владеть:

– способами анализа технологического цикла производства металлов методом кучного или подземного выщелачивания;

– навыками оценки технического состояния основного и вспомогательного оборудования для осуществления технологических процессов.

2. Цели и задачи освоения программы дисциплины Курс «Кучное и подземное выщелачивание» является дисциплиной по выбору студентов (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Биотехнология цветных металлов»).

Основными целями изучения дисциплины являются:

инженерное представление о технологии кучного и подземного выщелачивания;

понимание назначения и характеристик основного технологического оборудования, применяемого при производстве цветных металлов методом кучного и подземного выщелачивания.

Задачи изучения дисциплины:

конструкция гидроизоляционного основания под рудный штабель;

организация сбора продуктивных металлсодержащих растворов;

умение проводить расчеты качественно-количественных схем и выбора основного технологического оборудования;

возможные способы размещения штабелей кучного выщелачивания.

Объектами профессиональной деятельности выпускников являются отдельные единицы оборудования, сооружения, технологические процессы и подразделения, а также предприятия в целом, занимающиеся производством цветных металлов методом кучного или подземного выщелачивания.

3. Место дисциплины в структуре ООП Для изучения дисциплины, необходимо освоение содержания дисциплин:

«Высшая математика» и «Физика» общеинженерные знания для понимания металлургических процессов и быстрого освоения методик расчета оборудования.

«Химия металлов» знания химических свойств металлов.

«Металлургические технологии» общие знания о кучном и подземном выщелачивании.

«Теория электрометаллургических процессов» знания по электролизу металлов из растворов.

«Теория гидрометаллургических процессов» используются знания по кинетике и термодинамике гидрометаллургических процессов.

«Металлургия редких металлов», «Металлургия благородных металлов», «Металлургия тяжелых цветных металлов» знания по концентрированию металлов и очистке растворов выщелачивания, а также по извлечению металлов из растворов.

«Экология металлургического производства» знания по воздействию металлургических процессов на окружающую природную среду.

Знания и умения, приобретаемые студентами после освоения содержания дисциплины, будут использоваться при выполнении дипломного проекта, а также в их профессиональной деятельности.

4. Основная структура дисциплины.

Таблица 1 – Структура дисциплины Трудоемкость, часов Вид учебной работы Семестр Всего № Общая трудоемкость дисциплины 72 Аудиторные занятия, в том числе: 36 лекции 18 практические/семинарские занятия 18 Самостоятельная работа (в том числе курсовое проектирование) Вид промежуточной аттестации (итогового контроля по дисциплине), в том числе зачет зачет курсовое проектирование 5.Содержание дисциплины 5.1. Перечень основных разделов и тем дисциплины Введение. Место дисциплины при общеинженерной подготовке бакалавров, связь дисциплины с другими фундаментальными науками.

Раздел 1. Технологический цикл горно-металлургического предприятия.

Тема 1.1. Способы добычи руд, подготовительные операции.

Тема 1.2. Потери благородных металлов при добыче руд (потери в недрах). Способы снижения потерь.

Раздел 2. Кучное выщелачивание руд (благородных и цветных металлов).

Тема 2.1. Формирование штабеля руд. Подготовка основания штабеля.

Система дренажа и сбора продуктивных растворов.

Тема 2.2. Особенности реологии руд, как объектов кучного выщелачивания. Способы окомкования руд с повышенным содержанием глин.

Тема 2.3. Орошение штабеля, циркуляция металлсодержащих растворов.

Тема 2.4. Выделение металлов из растворов.

Тема 2.5. Рекультивация отвалов.

Раздел 3. Подземное выщелачивание золотосодержащих руд и руд цветных металлов. Способы закачки растворов и применяемые реагенты.

5.2. Краткое описание содержания теоретической части разделов и тем дисциплины Кучное и подземное выщелачивание применяют для извлечения металлов из забалансового сырья. В промышленной практике способ используют для извлечения меди, золота, урана; отрабатывается технология для извлечения цинка, свинца, молибдена.

Сущность технологии заключается в равномерном орошении сырья растворителем, обеспечении условий для растворения извлекаемого металла, количественном сборе продукционного раствора и извлечении из него металла в форме товарного продукта.

Принципиальное отличие кучного и подземного выщелачивания состоит в типе перерабатываемого сырья и способе его подготовки. Приемы орошения, сбора раствора и его обработки во многом сопоставимы.

Методом кучного выщелачивания обрабатывают отвалы пустой породы, образуемые при разработке месторождения открытым способом, пли специально создаваемые кучи из более богатого, равномерного по крупности сырья.

Подземное выщелачивание осуществляют в заброшенных горных выработках, а также для обработки небольших рудных тел. В первом случае наиболее удобны рудники, в которых применяли системы обрушения. При обработке рудного тела предпочтительны залежи с крутым падением. Учитывают наличие и расположение водоупорных слоев с целью сокращения потерь раствора. Для рыхления горной массы пробуривают скважины, загружают взрывчатку и проводят направленные взрывы для рыхления рудного тела.

Основные капитальные затраты при организации выщелачивания стволов и куч связаны с сооружением системы гидроизоляционного основания;

для подземного выщелачивания основные затраты (до 45-60 %) связаны с работами по дроблению массива руды. В структуре эксплуатационных затрат основная доля принадлежит расходам на растворитель, электроэнергию и заработную плату.

Раздел 1. Технологический цикл горно-металлургического предприятия Технологический цикл горно-металлургического предприятия, перерабатывающего руду методом кучного или подземного выщелачивания, включает геологию, горное дело и собственно металлургию.

Геология и горное дело являются головными звеньями в общем цикле комплексного горно-металлургического производства. В их основную задачу входит обеспечение металлургического предприятия всеми необходимыми природными сырьевыми и вспомогательными материалами (рудой, щебнем и глиной для сооружения гидроизоляционного основания штабелей).

Тема 1.1. Способы добычи руд, подготовительные операции Процесс кучного выщелачивания характеризуется низкими капитальными затратами по сравнению с фабричной технологией переработки руды.

Это позволяет внедрять в переработку бедные по содержанию ценного компонента руды, а также забалансовые отвалы рудной добычи. Кроме этого в переработку методом кучного или подземного выщелачивания вовлекаются также месторождения с небольшими запасами руд, для которых затраты на строительство обогатительной фабрики соизмеримы с доходом, полученным от реализации извлеченного металла.

Материалом, подвергаемым кучному выщелачиванию, являются ранее складированная низкосортная (забалансовая) руда, минерализованная отвальная порода, измельченные хвосты после флотационного или гравитационного обогащения и свежедобытая руда. Эти материалы существенно отличаются по своим физическим и технологическим свойствам, и их особенности диктуют выбор метода, следуя которому они должны быть предварительно подготовлены к проведению процесса выщелачивания. Тип перерабатываемого сырья во многом зависит от вида ценного компонента.

Так золото методом кучного выщелачивания добывается в основном из бедных, забалансовых руд, окисленных зон месторождения, а также из месторождений с малым запасом руд. Кучное выщелачивание меди проводят из всех вышеуказанных видов сырья, а также из отвалов горной выработки и месторождений окисленной меди (данные руды обычно плохо поддаются обогащению и проведение сернокислотного выщелачивания является единственным эффективным способом извлечения из них ценного компонента). В последние годы на ряде предприятий реализуется технология кучного бактериального выщелачивания меди из сульфидных руд. Молибденсодержащим сырьем для кучного выщелачивания являются окисленные руды, не поддающиеся обогащению методом флотации. В настоящее время внедрение данной технологии находится на стадии проектирования (месторождение «Жарчихинское» Забайкальский край).

Методом подземного выщелачивания перерабатывают только исходные руды. Широкое применение данного метода сдерживается следующими требованиями, предъявляемыми к месторождениям, перерабатываемым подземным выщелачиванием: рудное тело должно быть проницаемо для растворов; ценный компонент должен находиться в легкоизвлекаемой форме и быть приурочен к трещинам и спаянностям в породе; рудный пласт не должен быть обводнен, т.е. грунтовые воды должны находится на максимальном удалении от зоны выщелачивания; нижние горизонты, находящиеся под рудоносным слоем должны быть непроницаемы для растворов. Учитывая жесткие требования, предъявляемые к месторождениям, перерабатывающим руды методом подземного выщелачивания, данный способ получил широкое применение только для выщелачивания урановых руд. Выбор способа переработки урановых руд в пользу подземного выщелачивания оправдан даже при относительно невысоком извлечении металла за счет наличия у материала высокой радиоактивности. Выемка данных руд из недр и переработка по фабричной технологии приведет к серьезным экологическим проблемам при в процессе производства и при хранении хвостов, а также повышает степень облучения персонала предприятия радиоактивным излучением. В этой связи подземное выщелачивание является единственным наиболее экологичным способом извлечения урана из руд. Кроме урана методом подземного выщелачивания также добывают медь из окисленных руд. В настоящее время в мире действует только одно такое предприятие, находящееся в России.

Тема 1.2. Потери благородных металлов при добыче руд (потери в При разработке любого месторождения полезных ископаемых невозможна 100% выемка ценного компонента. Часть металлсодержащей породы остается в недрах и является безвозвратными потерями металла. Потери металла в недрах неизбежны по ряду объективных причин.

При движении от центра месторождения к его бортам содержание извлекаемого металла обычно снижается. Предельно низкое содержание металла в руде, которое еще позволяет рентабельно извлекать ценный компонент, называется бортовым содержанием металла. Руды с содержанием металла ниже бортового добывать и перерабатывать при текущем состоянии экономики, науки и техники нерационально, поэтому такие руды не подлежат выемки и остаются в недрах. Однако со временем (при повышении стоимости металла или при появлении более совершенных технологий) данные руды могут быть переведены в разряд балансовых и добыты из недр. Затраты на переработку руды методом кучного выщелачивания ниже чем на переработку руды по фабричной технологии. Это позволяет внедрять в переработку методом кучного выщелачивания руды с меньшим содержанием ценного компонента и, следовательно, снизить потери металла в недрах.

Рудное тело в месторождении в ряде случаев может иметь сложную разветвленную структуру. Отдельные зоны рудного тела могут залегать на большой глубине или выходить далеко за пределы основной части рудного пласта. Извлечение данных зон из недр требует большого объема вскрышных работ, что даже в условиях высокого содержания металла в руде делает ее выемку нерентабельной. Это также приводит к потерям металла в недрах.

Потери металла в недрах при подземном выщелачивании также связаны с наличием забалансовых руд и сложным строением рудного тела. Кроме этого при подземном выщелачивании образуются дополнительные потери металла в недрах за счет неравномерного просачивания растворов через рудный слой, а также непроницаемости для растворов крупных обломков пород.

Раздел 2. Кучное выщелачивание руд (благородных и цветных Технологическая схема кучного выщелачивания достаточно проста и состоит из следующих операций:

- поставка руды;

- рудоподготовка, включая агломерацию;

- подготовка площадки KB;

- отсыпка штабеля;

- орошение штабеля выщелачивающим раствором;

- обустройство системы сбора и хранения продуктивных и оборотных растворов;

- цикл извлечения металлов;

- охрана среды и обезвреживание штабеля с рекультивацией полигона КВ.

Тема 2.1. Формирование штабеля руд. Подготовка основания штабеля.

Система дренажа и сбора продуктивных растворов Для обеспечения правильной и экологически безопасной работы установки кучного выщелачивания необходимо организовать основание под рудный штабель, которое будет удовлетворять следующим условиям: иметь надежную гидроизоляцию (растворонерпоницаемость), высокую механическую прочность для исключения проседания основания под весом руды при выщелачивании и при укладке штабеля под весом механизмов. Конструкция основания должна обеспечивать полный сбор растворов из-под кучи и исключать утечку раствора в неконтролируемую зону, для мониторинга состояния основания конструкцией должна быть предусмотрена система контроля утечки растворов.

Строительство основания рудного штабеля проводят в следующей последовательности: удаление растительного слоя, выравнивание площадки, уплотнение грунта на площадке, укладка многослойного покрытия. На рис. приведена схема гидроизоляционного основания.

Организацию гидроизоляционного основания и формирование штабеля проводят в теплый период года.

фрагмент фронтального сечения фрагмент профильного сечения 1 – естественное основание (после 8 – слой песка (не менее 200 мм);

снятия почвы и планировки); 9 – система дренажных труб;

2 – подстилающий слой из глины 10 – коллектор продуктивных 3 – система контрольных труб; 11 – дренажный слой щебня 7 – полиэтиленовая пленка (геомембрана);

Рис. 1. Конструкция гидроизоляционного основания под рудный штабель Для контроля целостности основания помимо системы контрольных труб устраивают наблюдательные скважины по периметру штабеля.

Укладку руды в штабель наиболее часто осуществляют с помощью конвейера-штабелеукладчика или радиального штабелеукладчика.

Для орошения поверхности рудного штабеля используют капельную систему, основными элементами которой являются напорные эмиттеры (капельницы лабиринтового типа) или систему разбрызгивателей типа вобблер.

Для защиты системы орошения от перемерзания при работе в холодный период года поверхность штабеля требуется закрывать полиэтиленовой пленкой или заглублять эмиттерные линии. Кроме этого следует утеплять все системы трубопроводов, осуществлять подогрев выщелачивающих растворов. При кучном выщелачивании серной кислотой (переработка медных, молибденовых и др. руд) выделяется дополнительная тепловая энергия от растворения кислоты и протекания реакции растворения минералов, что также оказывает положительное влияние на тепловой баланс при работе в зимний период года.

Для облегчения монтажно-демонтажных работ систему орошения выполняют из монтажных блоков, транспортировка которых по поверхности рудного штабеля может осуществляться вручную.

Чтобы избежать забивания эмиттерных линий взвесями твердых частиц, на центральном коллекторе устанавливают фильтры выщелачивающих растворов. От центрального коллектора на каждую секцию штабеля отходит головной трубопровод. На головных трубопроводах устанавливают расходомеры, регуляторы давления, автоматические задвижки и обратные клапаны.

От каждого головного трубопровода на секцию отходят эмиттерные линии.

зоне от 4-15 л/(м2ч) в зависимости от фильтрационных свойств материала и Оптимальная плотность орошения штабеля может меняться в диападинамики выщелачивания металла.

Тема 2.2. Особенности реологии руд, как объектов кучного выщелачивания. Способы окомкования руд с повышенным содержанием глин В процессах кучного и подземного выщелачивания большое значение имеют реологические свойства руд.

Для нормального протекания процесса перколяции необходимо, чтобы материал, поступающий на формирование кучи, соответствовал следующим требованиям:

- однородность по крупности;

- устойчивость к механическому воздействию при транспортировке, укладке штабеля и выщелачивании;

- равномерность смачивания материала;

- высокая скорость фильтрации растворов через слой руды.

Зачастую для кучного выщелачивания используют окисленные руды цветных металлов. Данные руды часто содержат большое количество тонких частиц и глины, что негативно сказывается на их гидрофизических свойствах. При укладке такой руды в штабель будет наблюдаться неравномерное просачивание растворов через рудный штабель, что приведет к падению извлечения металла за счет наличия несмачивающихся зон и каналов в материале. Кроме того, низкая скорость фильтрации растворов приведет к повышению продолжительности выщелачивания и следовательно к повышению затрат на переработку руды.

Для улучшения показателя просачиваемости, создания заданных фильтрационных свойств материала и повышения чистоты растворов, вытекающих из-под штабеля, проводят окомкование руды с загрузкой связующих веществ. Применение данной операции позволит повысить проницаемость руды и будет способствовать равномерному просачиванию растворов через промышленный штабель. Качество окомкованного сырья будет определяться следующими факторами:

- природой и загрузкой связующей композиции или связующего. При переработке золотосодержащих руд в качестве связующего используют цемент и/или известь. Для руд цветных металлов в качестве связующего используют жидкое стекло и полимерные добавки;

- количеством воды, подаваемой на операцию окомкования. Подаваемой воды должно быть достаточно для полного смачивания материала и образования равномерных плотных и прочных окатышей. В то же время избыток воды может привести к прилипанию материала на стенки окомкователя и образованию окатышей большого диаметра (более 100 мм);

- продолжительностью упрочнения и отвердевания окомкованного материала.

Операцию окомкования руды перед кучным выщелачиванием традиционно проводят в барабанных окомкователях.

Для сокращения продолжительности выщелачивания на стадии окомкования помимо связующего в руду зачастую подают раствор растворителя.

Благодаря этому уже до начала процесса выщелачивания происходит частичное растворение металла и рудный штабель насыщается по растворителю, что оказывает существенное положительное влияние на сроках процесса выщелачивания.

Тема 2.3. Орошение штабеля, циркуляция металлсодержащих растворов Уложенную в штабель окомкованную руду орошают раствором растворителя. Металлсодержащие растворы, дренирующие с рудного штабеля, собирают в емкости металлсодержащих растворов и отправляют на извлечение металла. Обезметалленные растворы подкрепляют по реагентам и возвращают на орошение штабеля.

Полный цикл выщелачивания состоит из нескольких стадий:

- насыщение штабеля влагой (водонасыщение);

- выщелачивание;

- дренирование растворов после выщелачивания;

- промывка штабеля (данная операция является необязательной).

Подачу растворов на орошение штабеля в период выщелачивания осуществляют из емкости обезметалленных растворов через центральный коллектор. Подачу реагентов для подкрепления обезметалленных растворов осуществляют непосредственно в емкость обезметалленных растворов, туда же подают техническую воду в случае нехватки оборотных растворов.

В период затяжных дождей следует снижать подачу выщелачивающих растворов на орошение штабеля с одновременным повышением концентрации цианида натрия в указанных растворах. В период засухи подачу растворов на орошение штабеля необходимо увеличивать. Регулировку подачи растворов и концентрации реагентов осуществляют в таких пределах, чтобы концентрация реагентов и средняя производительность установки по продуктивным растворам оставались на требуемом уровне.

Для восполнения потерь тепла при работе в холодный период года рекомендуется осуществлять нагрев металлсодержащих растворов, подаваемых на извлечение металла.

Тема 2.4. Выделение металлов из растворов Продуктивные растворы со стадии кучного выщелачивания направляются на операцию извлечения металла. Способ переработки продуктивных растворов во многом определяется типом и качеством перерабатываемого сырья.

При переработке золотосодержащих руд наибольшее распространение получила технология сорбционного извлечения золота. В качестве сорбента наиболее часто используют активированный уголь, значительно реже – смолу. По данной технологии продуктивные растворы кучного выщелачивания пропускают через последовательно установленные сорбционные колонны. В результате золото сорбируется на уголь, а обезметалленные растворы возвращают на кучное выщелачивание. Процесс проводят при противотоке угля и раствора. Насыщенный уголь подвергают десорбции и реактивации и возвращают на стадию сорбции золота. Золото из элюатов десорбции извлекают методом электролиза, растворы после электролиза являются оборотными растворами десорбции. Катодные осадки, содержащие порядка 40-90% золота, плавят с получением сплава лигатурного золота. Еще одним способом переработки растворов выщелачивания является цементация на цинковую пыль, но данный процесс для кучного выщелачивания применяется крайне редко по ряду объективных причин (загрязнения растворов цинком, низкая концентрация золота в растворах, бедные цементационные осадки и т.д.).

При переработке медьсодержащих руд наиболее популярен способ извлечения меди из растворов, основанный на процессах экстракции и электролиза. По данной технологии продуктивные растворы кучного выщелачивания направляются на стадию экстракции, которую проводят в одну или две стадии. При двухстадиальной экстракции организуют противоток органической и водной фаз. Обезметалленная водная фаза при этом возвращается на кучное выщелачивание, а насыщенная органическая фаза после стадии промывки (применяется при переработке загрязненных по примесям растворов) направляется на операцию реэкстракции меди. Полученный в результате реэкстракции меди реэкстракт поступает на стадию электролиза. А обезметалленные растворы электролиза возвращаются на стадию реэкстракции. Реэкстракцию обычно проводят в одну стадию. Обезметалленная органическая фаза возвращается на операцию экстракции. В отдельных случаях при переработке богатых и чистых растворов кучного выщелачивания проводят непосредственный электролиз меди из продуктивных растворов. Также на отдельных предприятиях применяется технология цементационного извлечения меди из растворов на железную стружку. При наличие в медных рудах значительного количества молибдена проводят его извлечение из раствора методом сорбции. Переработка насыщенного по молибдену сорбента включает следующие основные стадии переработки: донасыщение сорбента, десорбция молибдена, очистка элюата от фосфора, перекристаллизация тетрамолибдата, осаждение парамолибдата, промывка парамолибдата, сушка осадка и кальцинирующий обжиг с получением трехокиси молибдена.

Руду из отработанного штабеля после завершения процесса кучного выщелачивания либо вывозят на специальную площадку, либо поверх выщелоченного штабеля организуют новый рудный штабель. Укладку второго яруса штабеля проводят в случае благоприятных гидрофизических свойств материала (когда руда в нижнем ярусе способна выдержать механическое воздействие верхнего яруса без существенного ухудшения фильтрационных свойств материала). Данный способ организации процесса кучного выщелачивания является предпочтительным так как позволяет доизвлекать часть металла из нижних рудных ярусов в последующие сезоны выщелачивнаия и экономить на выемке и транспортировке руды.

В случае высокой глинистости руды, когда организовать второй ярус штабеля не представляется возможным проводят выемку материала из штабеля и его транспортировку на специальное складирование.

При любом способе организации процесса хвосты кучного выщелачивания должны подвергаться обезвреживанию от токсичных веществ. Обезвреживание проводят путем промывки отработанного штабеля раствором обезвреживающих реагентов или водой. Кроме этого возможен вариант обезвреживания отработанной руды путем перемешивания ее с обезвреживающим реагентов в процессе транспортировки в отвал.

Обезвреженная руда подлежит рекультивации. Рекультивация заключается в выравнивании поверхности рудного отвала, формировании на поверхности отвала плодородного слоя почвы. Для этих целей используют почву, вынутую при формировании площадки кучного выщелачивнаия, а также при разработке карьера. Далее на поверхности отвала производят посев зеленых насаждений.

Раздел 3. Подземное выщелачивание золотосодержащих руд и руд цветных металлов. Способы закачки растворов и применяемые реагенты Технологическая схема подземного выщелачивания во многом схожа со схемой кучного выщелачивания. Существенным отличием технологии подземного выщелачивания является отсутствие выемки руды из недр, процессы рудоподготовки и выщелачивания проводятся непосредственно по месту залегания руды.

Перед проведением подземного выщелачивания проводят рыхление и дробление рудного пласта. Дробление руды проводят с помощью взрывных работ. Далее проводят организацию систем скважин. Все скважины при подземном выщелачивании можно разделить на два типа. Одни скважины используют для подачи выщелачивающих растворов под землю. Подачу растворов осуществляют на верхние горизонты над рудным пластом. Далее растворы естественным образом просачиваются через рудный пласт и происходит растворение металла. Дренирующие растворы выкачивают с нижних горизонтов, расположенных под рудным пластом, посредством других скважин.

Металлсодержащие растворы подземного выщелачивания закачивают в прудок продуктивных растворов для их осветления и далее перерабатывают аналогично растворам кучного выщелачивания. Обезметалленные растворы подкрепляют по реагентам и вновь закачивают под землю для выщелачивания металла.

При проведении подземного выщелачивания существует высокий риск недостижения планируемых показателей извлечения металла за счет неравномерного просачивания растворов через рудный пласт. Кроме этого возникают серьезные экологические риски вызванные возможностью попадания выщелачивающих растворов в грунтовые воды, что может привести к загрязнению источников воды, гибели растительности и животного мира.

5.3. Краткое описание лабораторных работ Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.

5.4. Краткое описание практических занятий Цель практических занятий – способствовать более глубокому пониманию и усвоению теоретических положений курса, а также приобретению бакалаврами навыков расчета основного технологического оборудования, используемого в процессах кучного и подземного выщелачивания.

Бакалавр должен быть ознакомлен с содержанием практических работ на весь семестр, перечнем необходимой литературы для подготовки к занятиям, структурой и планом проведения занятий. На каждую практическую работу группе студентов выдается общее задание. Непосредственно на аудиторном практическом занятии должна быть озвучена тема занятия, цель выполнения работы, перечень теоретических вопросов и тем, которые должны быть закреплены на данном практическом занятии и знания, которыми бакалавр должен овладеть в процессе аудиторного занятия. Студент должен принять участие в дискуссии или семинаре путем выступлений, ответов на вопросы и участия в обсуждении либо выполнить индивидуальное задание или принять участие в выполнении коллективного задания и ответить на контрольные вопросы.

В результате участия в выполнении заданий практических занятий у студента вырабатываются компетенции: уметь использовать фундаментальные общеинженерные знания; уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач; уметь выявлять объекты для улучшения в технике и технологии; уметь осуществлять выбор материалов для изделий различного назначения с учетом эксплуатационных требований.

В практических занятиях №№ 1, 3, 5 и 6 используются интерактивные (22,2%, т.е. 8 часов) образовательные технологии.

Практические занятия предполагают:

• разбор конкретных ситуаций (по результатам решения задач);

• групповая дискуссия - обсуждение проблематики темы в составе группы.

5.4.1. Перечень практических занятий (наименования, темы) Практическое занятие № 1. Определение влагонасыщения руды (разд. 1).

Практическое занятие № 2. Расчет оборудования для подготовительных операций по заданной производительности установки кучного выщелачивания (разд. 1 и 2).

Практическое занятие № 3. Определение геометрической формы штабеля (разд. 2).

Практическое занятие № 4. Расчет потока циркулирующих растворов по заданным значениям плотности орошения (разд. 2 и 3).

Практическое занятие № 5. Составление схемы трубопроводов для закачки и вывода растворов. Определение точек установки насосов (разд. 2).

Практическое занятие № 6. Составление схемы запасных и продуктивных скважин при подземном выщелачивании руд (разд. 3).

Практическое занятие № 7. Расчет расхода реагентов осадителей при цементации благородных металлов из растворов (разд. 2).

Практическое занятие № 8. Расчет сорбционных колонн и установки десорбции при сорбционном извлечении золота из растворов на активированный уголь (разд. 2).

Практическое занятие № 9. Расчет сорбционных колонн и колонн десорбции при сорбционном извлечении молибдена из растворов на ионообменную смолу (разд. 2).

Практическое занятие № 10. Расчет установки экстракции и реэкстракции меди из растворов (разд. 2).

5.4.2. Методические указания по выполнению заданий на практических занятиях Тема: Определение влагонасыщения руды.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: научиться определять степень влагонасыщения руды, оценивать равномерность смачивания материала и просачивания растворов через рудный штабель.

Ход занятия. Занятие проходит в форме дискуссии (в интерактивной форме). Дискуссия как один из эффективных способов активизации группы для решения многих задач позволит бакалаврам получить навыки оценки влияния состава жидкой фазы технологических процессов на коррозионную стойкость и продолжительность работы оборудования. При коллективном обсуждении в группе достигается способность изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, систематизировать их и обобщать.

Перед занятием студентам дается задание изучить теоретические вопросы, касающиеся гидрофизических свойств минерального сырья. В ходе проработки теоретических основ предложенной темы занятия студенты готовят вопросы для обсуждения на практическом занятии. В свою очередь преподавателем на практическом занятии предлагается обсудить следующие проблемные вопросы по рассматриваемой теме:

1. Способы определения влагонасыщения руды. Влажность руды в период выщелачивания и после полного дренирования растворов.

2. Способы оценки равномерности смачивания материала и просачиваемости растворов через рудный штабель.

3. Определение оптимальной скорости фильтрации растворов через рудный штабель.

4. Способы улучшения гидрофизических свойств материала.

Тема: Расчет оборудования для подготовительных операций по заданной производительности установки кучного выщелачивания.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: Обучить студентов методикам расчета оборудования для подготовительных операций.

Ход занятия. Занятие заключается в решении задач по расчету и выбору оборудования для рудоподготовки перед стадией выщелачивания.

В качестве исходных данных предлагается двухстадиальная схема дробления с применением конусной дробилки крупного дробления в первой стадии и конусной дробилки мелкого дробления во второй стадии, с предварительным грохочением перед каждой стадией дробления.

Во избежание попадания в приёмное отверстие дробилки крупного дробления первой стадии негабаритов предусмотрена установка колосников на приёмном бункере. Для первой стадии дробления выбрана конусная дробилка крупного дробления ККД-500х75 ГР (мощность электропривода кВт).

Предварительное грохочение будет производиться на колосниковом грохоте, расстояние между колосниками 172 мм. Операция грохочения перед второй стадией дробления – на инерционном грохоте ГИС-53 площадью 7,6 м2, размер отверстия сита 20 мм. Подача руды на первую стадию дробления будет осуществляться пластинчатым питателем. Подача руды на вторую стадию дробления и грохочения предусмотрена с использованием специально изготовленных конвейеров.

Для предохранения попадания металла в дробилки предусматривается установка металлоискателя. Для управления всей схемой дробления, агломерации и конвейерной транспортировкой руды будет оборудован операторский пульт запуска и контроля за работой оборудования. Предусмотрена схема аварийной установки и блокировки оборудования.

При дроблении, грохочении и в местах перегрузки руды предусмотрено пылеподавление с помощью орошения технической водой.

Дренажный слой для площадки кучного выщелачивания будет производиться на месте, в процессе работы дробильного комплекса из исходной руды. Требуемый для строительства площадки продукт вторичного грохочения, необходимое количество дробленого материала будут направляться в специальный отвал.

Технологические испытания показали, что агломерация руды с использованием от 4 до 6 кг цемента на тонну руды обеспечивает устойчивый агломерат, способный сохранять хороший уровень фильтрации кучи и ее стабильную высоту в пределах проектных значений 8 м (до 16 м). Кроме того, цемент обеспечивает достаточное количество щёлочи, что поддерживает значение рН раствора выщелачивания выше 10,5 без использования дополнительного количества подщелачивающих реагентов (известь либо каустическая сода).

Руда должна обрабатываться технологическими растворами до получения агломерата с содержанием влаги 10%. Это обеспечит равномерное поступление раствора цианида по всем рудным частичкам и эффективное выщелачивание золота, начиная с момента формирования кучи.

Агломерация дроблёной руды будет осуществляться в агломераторе барабанного типа. В связи с тяжёлой конструкцией агломерационного барабана мощность привода составит 75 кВт. Длина барабана 10 метров, диаметр 2 метра. Подача цемента на агломерацию будет производиться дозатором из бункера и контролироваться автоматическими ленточными весами.

Ширина нижнего основания рудного штабеля 150 м.

Длина нижнего основания рудного штабеля 459 м.

Естественный угол откоса 37°.

Ширина верхнего основания рудного штабеля 128,6 м.

Длина верхнего основания рудного штабеля 437,6 м.

С учетом вышеизложенного, размеры ПКВ по осям приняты как 150x446 м (запас на строительство берм и устройство канав для движения растворов по 2,5 м с каждой стороны).

Производительность тыс. тонн/год 5. Общее количество рабочих дней за указанный период Максимальный размер куска (мм) в исходном питании Крупность дроблённого продукции мм Перед первой стадией крупного дробления обычно устанавливают колосниковые грохоты.

Площадь решетки (м2) колосникового грохота определяется по эмпирической формуле Q – производительность грохота по питанию, т/ч;

а – ширина щели между колосниками, мм.

Размеры колосникового грохота часто определяются условием его установки. При незначительном количестве крупных кусков принимают на 100 мм больше двойного размера наибольшего куска: В >2Dmax+100, мм.

Длина грохота принимается в два раза больше ширины L=2B. Площадь грохота составляет F=BL.

Площадь принятого грохота составит F=900x(1800-2700)=1,62-2,43 м2, Fр.п.=1,8x2,7=4,86 м2.

Производительность вибрационных грохотов на второй стадии грохочения g – удельная производительность, м3/(м2 ч);

– насыпная плотность материала, т/м3;

k, l, m, n, o, p – поправочные коэффициенты.

F=Q/ gklmnop=227/(l,8x28x1,8x1,1x0,4x1x0,75x1= 7,58 или 7,6 м2.

Производительность грохотов рассчитывается по формуле:

Qр(ГИТ52М)=7х1,8x28x1,8x1,1x0,4x1x0,75x1 =210 т/ч Кз= 227/210=1, Qp(ГИC52)=8,85xl,8x28x1,8x1,1x0,4x1x0,75x1=265 т/ч Кз=227/265=0, Qр(ГИС53)=8,7х1,8x28x1,8x1,1x0,4x1x0,75x1=260 т/ч Кз=227/260=0, Выбираем грохот согласно сравнению технико-экономических характеристик нескольких грохотов.

Принимаем к проектированию грохот ГИС53.

Отношение диаметра барабана к его длине должна быть не менее 1:5, что бы обеспечить достаточное время пребывание материала в барабане и обеспечить хороший уровень качества полученного окатыша.

Принимаем к проектированию барабан со следующими характеристиками:

Тема: Определение геометрической формы штабеля.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: научиться определять размеры рудного штабеля и познакомиться с основными способами компоновки рудных штабелей с учетом условий рельефа местности.

Ход занятия. Занятие проходит в форме дискуссии (в интерактивной форме). Перед занятием студентам дается задание изучить теоретические вопросы, касающиеся формирования рудных штабелей кучного выщелачивания. В ходе проработки теоретических основ предложенной темы занятия студенты готовят вопросы для обсуждения на практическом занятии. В свою очередь преподавателем на практическом занятии предлагается обсудить следующие проблемные вопросы по рассматриваемой теме:

1. Геометрическая форма штабелей кучного выщелачивания. Расчет размеров штабеля по данным годовой производительности предприятия.

2. Компоновка штабелей в условиях равнины.

3. Компоновка штабелей в условиях гористой местности.

4. Компоновка штабелей относительно малой высоты с возможностью последующей выемки руды.

5. Организация многоярусных штабелей кучного выщелачивания.

Тема: Расчет потока циркулирующих растворов по заданным значениям плотности орошения.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: овладеть навыками расчета потока циркулирующих растворов при кучном выщелачивании.

Задание: решить предлагаемые задачи по теме занятия Ход занятия. Студентам предлагается решить предлагаемые задачи на тематику занятия.

Задание. Рассчитать поток циркулирующих растворов при кучном выния руды составляет 200 л/(м2сут). Угол естественного откоса руды 40 град.

щелачивании штабеля с размерами основания 200х100 м. Плотность орошеРешение:

Орошение боковых поверхностей штабеля обычно проводится до высоты рудного слоя равной 0,5 м. Исходя из этого, рассчитаем площадь штабеля, находящуюся под орошением. Для этого необходимо определить размеры штабеля, в пределах которых проводится орошение руды.

Длина орошаемой поверхности штабеля равна Аналогичным образом определяем ширину орошаемой поверхности штабеля Тогда площадь орошаемой поверхности штабеля равна По данным площади орошаемой поверхности штабеля и плотности орошения рассчитываем поток циркулирующих растворов кучного выщелачивания Тема: Составление схемы трубопроводов для закачки и вывода растворов. Определение точек установки насосов.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: Овладеть навыками составления схем трубопроводов для закачки и вывода растворов. Научиться определять точки установки насосов, рассчитывать трубопроводы для подачи выщелачивающих растворов и сбора продуктивных растворов кучного выщелачивания.

Задание: Составить и рассчитать схему подачи выщелачивающих растворов и сбора продуктивных растворов кучного выщелачивания.

Ход занятия. В ходе занятия производится расчет систем орошения и сбора продуктивных растворов. По ходу решения задачи проводится разбор конкретной производственной ситуации (интерактивная форма занятия).

В ходе занятия студенты учатся применять полученные на лекциях и при самостоятельном изучении теоретические знания для решения производственных задач. Также у студентов формируются навыки анализа работы отдельных единиц оборудования и отделений предприятия, которые позволят будущим специалистам управлять технологическими процессами на производстве.

Согласно условиям задачи предполагается, что транспортировка руды будет осуществляться серией передвижных конвейеров с шириной рабочей ленты 800 мм, и укладываться на кучу радиальным укладчиком сегментами шириной в 50 м. Магистральные конвейеры будут транспортировать руду по длине площадки, где она будет выгружаться на радиальный укладчик.

Укладчик будет формировать штабель восьмиметровыми ярусами.

В соответствии с принятыми проектно-техническими характеристиками расстояние от оси бермы до основания штабеля составляет по 2,5 м со всех сторон. Тогда площадь основания штабеля, уложенного на площадку 468x155 м, составит 71920 м. На такую площадку при средней высоте первого яруса 8 м, насыпном весе руды 1,8 т/м3, с углом естественного откоса 37° в один ярус можно будет уложить 500000 м3 или 900000 тонн руды.

При этом площадь орошения первого яруса составит 56275 м2. По окончании формирования рудного штабеля на его поверхности укладывается оросительная система.

Правильно спроектированная система подачи выщелачивающего раствора обеспечивает максимальный контакт между штабелированной рудой и раствором цианида натрия, который осуществляет растворение золота. Во время процесса выщелачивания штабеля устанавливается определённый порядок распределения потока раствора (рис. 2). Неизбежно, что некоторые участки рудной массы будут получать меньше соприкосновения с цианидным раствором, а другие больше. Однако правильный выбор системы подачи раствора, скорости движения его внутри штабеля и способа поддержания всей системы в рабочем состоянии могут и должны минимизировать образование каналов при просачивании раствора, неравномерное смачивание руды внутри штабеля.

Существует несколько способов подачи рабочего раствора на рудный штабель: разбрызгивателями-вертушками «Wobbler»; трубчатыми разбрызгивателями «Wiggler»; обычной системой газонного распыления влаги; с помощью системы капельного орошения – напорными эмиттерами.

Разбрызгиватели «Wobbler» – это эксцентрично посаженные вращающиеся оросители, которые нашли широкое применение в технологии кучного выщелачивания. Из-за того, что в их конструкции использован принцип вращения эксцентрично установленного рабочего органа, очень важно, чтобы система «Wobbler» надёжно крепилась на стальных вертикальных водовыпусках на высоте не более 1 м. над орошаемой поверхностью.

«Wobbler» обеспечивает подачу раствора достаточно крупными каплями, что сводит их испарение к минимуму. Система характеризуется различными конструкционными камерами, обозначающими различные объемы расхода жидкости при данных значениях давления. Опыт эксплуатации установок в полевых условиях показал, что повышение однородности распределения раствора лучше всего достигается, если устанавливать каждый разбрызгиватель «Wobbler» со своим индивидуальным регулятором давления.

Точная дозировка подачи раствора применительно к конкретному объекту может быть обеспечена в результате правильного выбора конструкции и типоразмера разбрызгивателей. При этом нельзя забывать о значении размещения разбрызгивателей и соблюдении расчетного давления в системе. Принятые к эксплуатации разбрызгиватели должны поддерживать одинаковые нормы расхода раствора внутри всего рабочего радиуса их действия.

Чтобы обеспечить правильную расстановку разбрызгивателей, необходимо начинать с установки разбрызгивающих головок в каждом из углов вершины штабеля. Беря за основу это первоначальное размещение разбрызгивателей, следующие головки можно устанавливать вдоль по всему периметру вершины штабеля через намеченные технологом расстояния, которые обеспечивали бы расчётный уровень перекрытия падающих распылённых потоков раствора (однако не слишком близко к краям штабеля, во избежание чрезмерного увлажнения бортов штабеля). В центральной части этой структуры устанавливают последние из намеченных разбрызгивателей, что и обеспечивает необходимую полноту покрытия поверхности штабеля. Нередко допускается выход контуров разбрызгивания за пределы вершины штабеля, чтобы повысить степень соприкосновения руды с раствором в краевых зонах. Это связанно с тем, что краевые зоны штабеля нередко ставят перед технологами проблемы, касающиеся обеспечения надлежащего контакта раствора с рудой и получения требуемых показателей по извлечению металла.

1. Емкость для хранения насыщенного раствора;

2. Главный трубопровод;

3. Периметр промплощадки;

4. Головные трубопроводы;

5. Эмиттерные линии;

7. Емкость для хранения обеззолоченного раствора;

8. Рудный штабель;

9. Противофильтрационный слой.

10. Аварийная емкость.

Рис. 2. Орошение рудного штабеля через систему эмиттеров Для проектирования принимаем схему орошения с помощью воблеров.

По окончании монтажа оросительную систему подвергают гидравлическому испытанию при давлении 0,33 МПа. После завершения формирования кучи и укладки оросительной системы начинают проводить процессы влагонасыщения кучи и выщелачивания золота из руды путем подачи рабочих растворов на поверхность кучи. В соответствии с практическим опытом работы подобных предприятий, интенсивность (плотность) орошения с учетом испарения воды принята равной 192 л/м2 или 0.19 м3/м 2сут. Потери раствора за счет испарения составляют 10%.

Исходные данные для расчета параметров выщелачивания:

Интенсивность орошения 192 литра на один квадратный метр в сутки или 0,19 м3/(м2 сут.). Усреднённый поток продуктивных растворов из под кучи 900000 тонн составит:

Содержание золота = 1.7 г/т.

Извлечение золота = 72%.

Масса извлеченного золота из кучи:

Продолжительность выщелачивания = 80 суток (водонасыщение 2- суток).

Продолжительность дренирования растворов – около 6 суток.

Усредненная концентрация золота в продуктивном растворе:

Тема: Составление схемы запасных и продуктивных скважин при подземном выщелачивании руд.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: Познакомится с вариантами организации скважин при подземном выщелачивании Ход занятия. Занятие проходит в форме дискуссии (в интерактивной форме). Перед занятием студентам дается задание изучить теоретические вопросы, касающиеся схем трубопроводов при кучном выщелачивании. В ходе проработки теоретических основ предложенной темы занятия студенты готовят вопросы для обсуждения на практическом занятии. В свою очередь преподавателем на практическом занятии предлагается обсудить следующие проблемные вопросы по рассматриваемой теме:

1. Сходства и различия в организации подачи выщелачивающих растворов и сбора продуктивных растворов между кучным и подземным выщелачиванием.

2. Организация скважин подачи выщелачивающих растворов при подземном выщелачивании.

3. Составление схемы скважин подачи и вывода растворов в условиях сложного геологического строения рудного тела.

4. Составление схемы запасных скважин подземного выщелачивания.

5. Организация скважин по выводу продуктивных растворов подземного выщелачивания.

Тема: Расчет расхода реагентов осадителей при цементации благородных металлов из растворов.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: Научиться рассчитывать расход реагентов осадителей при цементации благородных металлов из растворов.

Задание: Рассчитать расход цинка и соли свинца на осаждение золота из 1000 м3 цианистого раствора. Определить составы обеззолоченных раствора и золото-цинкового осадка (циан-шлама). Составить материальный баланс осаждения.

Исходные данные для расчета:

- состав раствора, г/м3: Au – 3; Ag – 1,5; Cu – 6,0;

- степень осаждения, %: Au – 99,5; Ag – 99,2; Cu – 99,0;

- расход соли свинца Pb(CH3COO)2 составляет 10 % от массы цинка и из соли свинец на 99% цементируется цинком;

- содержание цинка в цинковой пыли – 95%, остальное – ZnO;

- степень полезного использования Zn на осаждение Au, Ag, Cu составляет 2%;

- содержание кислорода в растворе, поступающем на осаждение, составляет 1,5 г/м3 и с цинком реагирует 80% его;

- по реакции с водой расходуется 40% всего введенного цинка;

- концентрация цианида и защитной щелочи в растворе составляла по 0,01%, что привело к осаждению части цинка (30%) из раствора в форме Zn(OH)2.

Ход занятия. Металлургический расчет операции цементации сводится к определению расхода металла – цементатора, состава образующихся растворов и составлению материального баланса процесса.

Расчет ведем на 1 м3 раствора в следующем порядке.

1. Используя данные по составу растворов и степени цементации металлов определим массу осажденных Au, Ag, Cu:

Au 30,995 = 2,985 г.

Ag 1,50,992 = 1,488 г.

Cu 6,00,99 = 5,940 г.

2. Исходя из стехиометрии химических реакций цементации, определим расход цинка на их протекание:

По первой реакции на цементацию Au потребуется Zn:

По второй реакции на цементацию Ag потребуется Zn:

По третьей реакции потребуется Zn:

3. Определим общий расход цинка, учитывая, что степень его полезного использования на реакции составит всего 2 %:

С учетом состава цинковой пыли (95% Zn и 5%ZnO) расход ее составит:

4. Найдем расход соли свинца, который по исходным данным составляет 10% от массы цинка:

5. Определим расход цинка на побочные реакции:

а) на реакцию окисления кислородом При исходном содержании О2 в растворе 1,5 г/м3 и степени протекания реакции на 80% с 1 м3 раствора с цинком прореагирует О2: 1,50,8 = 1,2 г.

Прореагирует Zn:

б) на реакцию окисления водой По исходным данным на данную реакцию расходуется 40 % от всего введенного цинка, т. е.: 20040/100 = 80 г;

в) на реакцию взаимодействия с солью свинца:

при условии, что степень протекания реакции 99% израсходуется цинка:

По указанной реакции образуется Pb:

г) всего расходуется Zn с переходом в раствор в форме [Zn(CN)4]2-:

6. Определим количество цинка, выделяющегося из раствора в виде “белого осадка” Zn(OH)2. По условию задачи из раствора осаждается 30% Zn в виде Zn(OH)2: 92,860,3 = 27,9 г.

Образуется Zn(OH)2:

7. Определим массу и состав цианшламов. Всего в осадок перейдет: Au – 2,985 г; Ag – 1,488 г; Cu – 5,940 г; Pb – 12,6 г.

ZnМЕТ = 200 – 92,86 – 27,9 = 79,24 г;

Zn(OH)2 = 42,5 г;

ZnO = 210,5 – 200 = 10,5 г.

Итого масса этих составляющих цианшлама равна 155,253 г.

Принимаем, что в цинковый осадок переходят часть примесей SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaCO3, MgCO3, MeS и др. за счет загрязнения растворов рудной мутью и содержания в них растворимых солей. Считаем, что в осадке содержится 5% таких примесей, тогда найденная масса Au, Ag, Pb, Zn соответствует 95% общей массы осадка. Масса цинкового осадка составит:

Содержание отдельных элементов (состав осадка) найдем из отношения массы элемента, перешедшего в цианшлам к общей массе осадка.

Содержание в осадке:

При нахождении содержания цинка в осадке необходимо учесть массу неизрасходованного металлического цинка, массу цинка в ZnO и массу цинка в Zn(OH)2.

Масса неизрасходованного Zn: 200 – 92,86 = 107,14 г.

Масса Zn в ZnO равна:

Масса Zn в Zn(OH)2 составляет 27,9 г. Всего перешло в осадок цинка:

Содержание цинка в осадке составит: 143,46/163,424100 = 87,759%.

8. Определим состав обеззолоченных растворов, зная из вышеприведенных расчетов массу осадившихся металлов. Остаточные концентрации металлов в растворе составят:

9. Составим материальный баланс процесса на 1000 м3 раствора:

Материальный баланс процесса цементации на 1000 м3 раствора Тема: Расчет сорбционных колонн и установки десорбции при сорбционном извлечении золота из растворов на активированный уголь.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: Научиться рассчитывать сорбционные колонны и установку десорбции при сорбционном извлечении золота из растворов кучного выщелачивания на активированный уголь.

Задание: Рассчитать количество и размеры сорбционных колонн и установки десорбции при сорбционном извлечении золота из растворов кучного выщелачивания на активированный уголь.

Поток продуктивного раствора кучного выщелачивания составляет м /ч. Содержание золота в исходном растворе составляет 0,9 г/м3, в обезметалленном растворе 0,03 г/м3. Емкость насыщенного сорбента по золоту составляет 1,5 мг/г, обезметалленного сорбента 0,1 мг/г.

Ход занятия. Расчет процесса сорбции и десорбции золота из продуктивных растворов кучного выщелачивания сводится к определению потока и единовременной загрузки сорбента, а также к определению размеров сорбционных колонн и установки десорбции.

1. Определяем поток по извлекаемому на уголь золоту на стадии сорбции: 500(0,9-0,03)=435 г/ч.

2. Находим часовой поток сорбента на стадии сорбции:

3. Учитывая, что продолжительность нахождения сорбента в колоннах должна составлять 200 часов, рассчитываем единовременную загрузку угля в колонны:

Насыпной вес активированного угля составляет 0,5 г/см3. Отсюда объем сорбента в колоннах равен 62/0,5=124 м3.

4. Учитывая, что линейная скорость восходящего потока раствора в колоннах угольной сорбции должна находиться в пределах 15-25 м/ч (в среднем 20 м/ч) рассчитаем суммарную площадь колонн: 500/20=25 м2.

5. На предприятии рекомендуется установить три независимые линии сорбции. Тогда диаметр одной сорбционной колонны составит:

Отношение рабочей высоты к диаметру сорбционной колонны обычно равняется 2. То есть рабочая высота сорбционных колонн составляет 3,32=6,6 м.

6. Объем одной сорбционной колонны равен 6,63,32 3,14/4=56,42 м3.

Загрузка угля в колонну, с учетом его 30% расширения составляет 56,42/1,3=43,4 м3.

7. Количество сорбционных колонн составляет 124/43,4=3 шт., т.е. в каждой линии сорбции устанавливается по одной сорбционной колонне.

8. Определяют производительность установки десорбции. Суточный поток сорбента составляет 7,44 т. В сутки можно выполнять 1,5 цикла десорбции. Тогда суммарный объем колонн десорбции должен быть равен К установке рекомендуются две независимые линии десорбции объемом по 5 м3 каждая.

Тема: Расчет сорбционных колонн и колонн десорбции при сорбционном извлечении молибдена из растворов на ионообменную смолу.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: Научиться рассчитывать оборудование для процессов сорбции молибдена из растворов кучного выщелачивания на ионообменную смолу.

Задание: Рассчитать каскад сорбции молибдена из раствора с концентрацией с0 = 3,5 г/л на анионите АН-1 в SO4 2- – форме при известных зависимостях ПДОЕ и ДОЕ от УН (при концентрации проскока Спр = 30 мл/л).

Экспериментальные данные для расчета сорбционного каскада ПДОЕ, г/см 0Д28 0,128 0,127 0,125 0,123 0,120 0,114 0, ДОЕ, г/см3 0Д05 0,095 0,086 0,072 0,058 0,040 0,022 0, УН (удельная нагрузка) - отношение объема раствора, пропускаемого через колонну в единицу времени, к объему слоя ионита;

ДОЕ (динамическая обменная емкость) и ПДОЕ (полная динамическая обменная емкость) - емкость ионита до проскока и при его полном насыщении в динамических условиях.

Десорбцию проводят двумя объемами с концентрацией 1 моль раствора аммиака при УНД = 1,0 ч-1 регенерацию – двумя объемами раствора H2SO4, промывку – двумя объемами воды при том же значении УН (промывку осуществляют после элюации и регенерации). Суточная производительность колонны Q = 300 м3/сут (часовая производительность установки W = 12,5 м3/ч).

Удельный объем набухшей смолы Ууд = 2,5 см3/г. Соотношение высоты колонны к диаметру a = H:D = 4 (рис. 4).

Рис. 4. Зависимости характеристик ионного обмена от удельной нагрузки: а зависимость ДОЕ / ПДОЕ от УН; б - зависимость ПДОЕ / УН от УН Ход занятия. Расчет процесса сорбции и десорбции молибдена из продуктивных растворов кучного выщелачивания сводится к определению размеров сорбционных колонн и установки десорбции.

Суммарная продолжительность десорбции регенерации промывок Для определения суммарной продолжительности этих процессов воспользуемся формулой Продолжительность десорбции определим так:

здесь - отношение объема десорбирующего раствора к объему ионита.

Продолжительность регенерации:

здесь - отношение объема регенерирующего раствора к объему ионита.

Продолжительность промывок:

Здесь - отношение объема промывного раствора к объему ионита.

Окончательно получим При установке на сорбции двух колонн (nс = 2) ДОЕ / ПДОЕ = 2/(nс+ 1) = 2/(2 + +1) = 0,67.

Из зависимости ДОЕ / ПДОЕ-УН, приведенной на рис. 7, а, находим, что при ДОЕ / ПДОЕ = 0,67 УНС = 1,1 ч-1, что соответствует ПДОЕ = кг/м3 (см. табл. 1). Тогда продолжительность сорбции рассчитаем следующим образом:

Объем ионита в двух колоннах сорбции составляет в одной колонне Так как (tc: ) > 2, то продолжительность сорбции примерно в 2 раза больше, чем суммарная продолжительность операций десорбции, регенерации, промывки. Таким образом, всего потребуется три колонны: две - для проведения операции сорбции и одна - для проведения операций элюации, промывки, регенерации и второй промывки.

Суммарный объем ионита во всех колоннах равен Длительность сорбции при установке на эту операцию трех колонн Так как ДОЕ / ПДОЕ = 2 / (nс + 1) = 2 / (3 + 1) = 0,5, находим по графику (см. рис. 8, а) УН = 2,8 ч-1, а по табл. 1 ПДОЕ = 123 кг/м3, далее определим:

равно 5 (три колонны - на сорбции и две - на элюации, промывке, регенерации и второй промывке), поэтому.

Часто с производственной точки зрения удобнее переключать аппараты с сорбции на все другие операции через 8 часов. Тогда для операций «десорбция - регенерация - две промывки» потребуется 1 колонна; общее число колонн, таким образом, будет равно четырем. Однако в связи с тем что длительность операции сорбции увеличится с расчетных 4,18 часа до 8 часов, необходимо уточнить количество ионита в колоннах.

Количество сухого ионита в колоннах при продолжительности сорбции 8 часов Рассчитаем ПДОЕ / УНС = nctcc0 = 3-8-3,5 = 84.

По графику ПДОЕ / УН-УН (см. рис. 8, б) найдем УНС = 1,5 ч-1, далее определим Объем ионита в одной колонне равен Суммарный объем ионита во всей установке составляет Требуемое количество сухого ионита определим через удельный объем набухшей смолы:

По условию соотношение высоты Н и диаметра D колонны составляет а = 4:1.

Вычислим высоту и диаметр колонны:

Тема: Расчет установки экстракции и реэкстракции меди из растворов.

Продолжительность (акад. час): Цель занятия: Научиться рассчитывать установку для экстракции и реэкстракции меди из растворов кучного выщелачивания.

Задание: Рассчитать каскад экстракторов при полном противотоке Ход занятия.

Исходный водный раствор содержит два компонента с концентрацией CL1 = 0,2 г/л, CL2 = 4,0 г/л. Коэффициенты распределения первого и второго компонентов равны соответственно D1 = 0,8; D2 = 4. Объем исходного водного раствора VL = 1л, соотношение концентраций первого и второго компонентов в рафинате соответствующее отношение концентраций компонентов в экстракте Определить объем экстрагента и промывочного раствора; число ступеней в экстракционной и промывочной частях каскада; концентрации компонентов в рафинате, экстракте и в средней части каскада (рис. 23).

Рис. 5. Схема полного противотока для экстракционного разделения Решение:

Примем Где Г1, Г2 - отборы первого и второго компонентов соответственно в водную и органическую фазы;

Гmах - максимальный отбор;

= D2 / D1 - коэффициент разделения компонентов.

Проверим условия разделения:

Для расчета воспользуемся формулой после подстановки численных значений получим Расчет проведем по формуле окончательно получим Число ступеней n (в экстракционной части каскада) и m (в промывочной части каскада) Расчет проведем в следующем порядке:

где g1 - степень обогащения рафината по первому компоненту относительно исходного водного раствора;

где g2 - степень обогащения экстракта по второму компоненту относительно исходного водного раствора;

где g1рacч n - степень обогащения рафината по первому компоненту относительно cуммарной водной фазы;

где g2рacч n - степень обогащения экстракта по второму компоненту относительно суммарной водной фазы.

Число ступеней n определим по формуле после подстановки численных значений получим Число ступеней m определим по формуле окончательно получим Концентрации компонентов в рафинате (CR1, CR2 ), экстракте (СЕ1, СЕ2) и Расчет проведем в следующем порядке:

Из соотношений, приведенных в условиях задания, следует 5.5. Краткое описание видов самостоятельной работы Самостоятельная работа студентов (СРС) является неотъемлемой составной частью процесса подготовки специалистов. Задача преподавателя - прививать студентам умение самостоятельно пополнять знания по изучаемой дисциплине, ориентироваться в потоке информации.

Под СРС понимается часть учебной планируемой работы, которая выполняется по заданию и при методическом руководстве преподавателя, но без его непосредственного участия.

5.5.1. Общий перечень видов самостоятельной работы 1. Закрепление теоретического курса путем выполнения расчетов по тематике дисциплины 2. Написание реферата.

2. Подготовка к зачету.

5.5.2.Методические рекомендации для выполнения для каждого задания самостоятельной работы 1. Для СРС «Закрепление теоретического курса путем выполнения расчетов по тематике дисциплины»

Закрепить полученные теоретические знания, касающиеся устройства технологического оборудования, принципов и методов его расчета. Овладеть практическими навыками расчета технологического оборудования.

Содержание заданий.

Данный вид СРС предполагает самостоятельное получение теоретических знаний по темам, предусмотренным учебной программой дисциплины «Кучное и подземное выщелачивание», а также овладение практическими навыками расчетов металлургического оборудования и расширение кругозора по рассматриваемой тематике.

Основные рекомендации по выполнению задания.

Самостоятельная работа студентов заключается в более глубоком изучении теоретического материала, прочитанного на лекциях, в проведении расчетов технологического оборудования с целью закрепления пройденного материала и в повышении общего уровня квалификации будущих специалистов. При этом студенты должны контролировать себя, отвечая на вопросы и решая задачи, которые преподаватель зачитывает или выдает в конце каждой темы лекции.

В процессе самостоятельной подготовки необходимо:

- изучение теоретического материала с помощью основной и дополнительной литературы и информационных ресурсов;

- чтение общетехнической литературы для повышения общего кругозора знаний;

- проработка вопросов для самоконтроля;

- решение практических задач по рассматриваемой теме.

Для выполнения данного вида СРС необходимы рекомендуемая учебная литература и информационные ресурсы.

Для получения теоретических знаний и успешного выполнения заданий по контролю знаний, приобретения умений и навыков необходимо самостоятельно проработать вопросы для самоконтроля и решить предложенные задачи.

Контроль выполнения задания.

Перед проведением лекции преподаватель проводит опрос студентов для оценки уровня их теоретической подготовки по ранее изученной теме раздела дисциплины, а также собирает результаты решения задач в виде расчетов технологического оборудования. В конце занятия преподаватель дает студентам задание на более глубокое теоретическое изучение пройденной темы и задачи на производственную тематику для закрепления материала прочитанного на лекции. Полученные в ходе самостоятельной проработки знания понадобятся студенту при проверке знаний – итоговом тестировании.

Цель работы.

Получение студентами знаний по узким вопросам дисциплины «Кучное и подземное выщелачивание». Формирование у обучающегося общекультурной компетенции ОК-13: «Оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы».

А также приобрести опыт самостоятельной творческой деятельности.

Содержание заданий.

Данный вид СРС предполагает индивидуальное самостоятельное выполнение письменной работы (реферата) по предложенной тематике с использованием рекомендуемых литературы и информационных ресурсов.

Основные рекомендации по выполнению задания.

Студент при выполнении данного вида СРС может пользоваться как рекомендуемыми литературой и информационными ресурсами, так и подбирать и использовать новые информационные источники по тематике реферата.

Примерная тематика рефератов.

1. Мировой опыт кучного выщелачивания меди.

2. Мировой опыт кучного выщелачивания золота.

3. Мировой опыт подземного выщелачивания урана.

4. Мировой опыт подземного выщелачивания меди.

5. Подготовка сырья к кучному выщелачиванию.

6. Кучное выщелачивание золота в условиях холодного климата.

7. Кучное выщелачивание меди в условиях холодного климата.

8. Кучное выщелачивание цветных металлов в условиях влажного дождливого климата.

9. Кучное выщелачивание металлов в условиях засушливого климата.

10. Кучное выщелачивание металлов в условиях ветреной местности.

11. Способы агломерации руды перед кучным выщелачиванием.

12. Виды связующих, используемые при кучном выщелачивании цветных металлов.

13. Гидроизоляционное основание штабеля. Назначение и конструкция.

14. гидроизоляционные материалы, применяемые в технологиях кучного выщелачивания.

15. Переработка продуктивных растворов кучного выщелачивания золота.

16. Способы очистки растворов кучного и подземного выщелачивания от взвесей твердых частиц.

17. Переработка продуктивных растворов кучного выщелачивания меди.

18. Методика расчета давления выщелачивающих растворов в трубопроводе при кучном выщелачивании.

19. Методика расчета давления выщелачивающих растворов в трубопроводе при подземном выщелачивании.

20. Методика выбора трубопроводов продуктивных растворов при кучном выщелачивании.

21. Подготовка руды к подземному выщелачиванию.

22. Оросительные системы для кучного выщелачивания.

23. Оборудование для укладки штабеля.

24. Способы нейтрализации отработанных растворов кучного выщелачивания меди.

25. Способы нейтрализации отработанных растворов кучного выщелачивания золота.

26. Испытания технологии кучного выщелачивания.

27. Испытания технологии подземного выщелачивания.

28. Гидрофизические свойства сырья для кучного выщелачивания.

29. Преимущества и недостатки процессов кучного и подземного выщелачивания по сравнению с технологией фабричной переработки минерального сырья.

30. Подземное выщелачивание свинцово-цинковых руд.

Контроль выполнения задания.

В начале семестра студент выбирает одну из предложенных тем для написания реферата. После самостоятельного изучения рекомендуемой литературы на последней неделе семестра студент должен предоставить и защитить преподавателю отчетный документ по данному виду СРС в виде реферата. Оформление реферата должно осуществляться согласно СТО ИрГТУ.005-2007 «Учебно-методическая деятельность. Общие требования к оформлению текстовых и графических работ студентов».

Цель работы.

Проверить усвоение материала по изучаемой дисциплине путем проведения итогового тестирования (зачет).

Содержание заданий.

Студенту будет предложено ответить на четыре вопроса, характеризующих свою область знаний: процессы рудоподготовки сырья для кучного и подземного выщелачивания, организация процесса кучного и подземного выщелачивания, сбор и осветление продуктивных растворов, выделение металлов из продуктивных растворов.

Контроль выполнения задания.

Зачет происходит в традиционной форме (с устным ответом на предложенные вопросы). Зачет считается сданным успешно при ответе не менее чем на три вопроса из четырех.

5.5.3. Описание курсовой работы Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.

5.5.4.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Рекомендуемая литература для написания реферата:

1. Гидрометаллургия. Учебник для ВУЗов./ С.Б. Леонов, И.А. Жучков.

Ч.I. Рудоподготовка и выщелачивание. – Издательство ИрГТУ. – Иркутск, 1998. – 702 с.

2. Кучное выщелачивание руд. Монография/ Г.Г.Минеев, С.Б. Леонов.

– Издательство ИрГТУ. – Иркутск, 1997.. – 81 с.

3. Кучное и подземное выщелачивание металлов / Г.Д. Лисовский, Д.П.

Лобанов, В.П. Назаркин; ред. С. Н. Волщук. – М.: Б.и., 1982. – 113 с.

4. Кучное выщелачивание при разработке урановых месторождений / под ред. Д. И. Скоробогатова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 151 с.

5. Техника безопасности при подземном выщелачивании металлов из руд / А.П. Городничев; Сев.-Кавк. горно-металлург. ин-т. – Орджоникидзе:

Ир, 1990. – 104 с. : a-ил 6. Комплексы подземного выщелачивания / М.И. Фазлуллин, А.Ф. Мосев, И.Г. Абдульманов. – М.: Недра, 1992. – 263 с. : a-ил 7. Уткин Н.И. Производство цветных металлов.- М.: Интермет инжиниринг, 2000.- 442 с.

8. Кунаев А.М. Подземное выщелачивание свинцово-цинковых руд / АН КазССР, Ин-т металлургии и обогащения. – Алма-Ата: Наука, 1986. – 207 с. : a-ил 9. Расчеты гидрометаллургических процессов : учеб. пособие для вузов по направлению «Металлургия» и спец. «Металлургия цв. металлов» / С.С.

Набойченко, А.А. Юнь. – М.: МИСИС, 1995. – 427 с.

10. Овсейчук В. А. Геотехнологические методы добычи и переработки урановых и золотосодержащих руд : учеб. пособие по направлению «Горн. дело» / В. А. Овсейчук, Ю. Н. Резник, В. П. Мязин; под ред. В. П. Мязина. – Чита: ЧитГУ, 2005. – 323 с. : a-ил 11. Жучков И.А. Основы теории электрометаллургических процессов:

учеб. пособие. – Иркутск: ИрГТУ, 2000. – 107 с.

12. Разведка месторождений урана для отработки методом подземного выщелачивания / М.В. Шумилин, Н.Н. Муромцев. – М.: Недра, 1985. – 208 с.

: a-ил 13. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания / В. Н. Мосинец, Д. П. Лобанов, М. Н. Тедеев и др.; Под общ. ред. В. Н.

Мосинца. – М.: Недра, 1987. – 303 с. : a-ил 14. Новые информационные технологии в управлении металлургическими процессами: Лаб. практикум / Б.М. Горенский и др.- Красноярск:

КГАЦМИиЗ, 1999. – 80 с.

15. Доброхотов Г.Н. Гидрометаллургические расчеты. – Л.: ЛГИ, 1980.

– 103 с.

16. Набойченко С.С., Лобанов В.Г. Практикум по гидрометаллургии. – М.: Металлургия, 1992. – 334 с.

17. Технология разработки соляных месторождений подземным выщелачиванием : сб. науч. тр. / Всесоюз. науч.-исслед. и проект. ин-т галургии;

Под ред. В. С. Романова. – М.: ВНИИГ, 1981. – 104 с.

18. Розен Б.Я., Розен Я.Б. Металл особой ценности. – М.: Металлургия, 1988. – 224 с.

19. Теория гидрометаллургических процессов : учеб. пособие для вузов по специальности «Хим. технология ред. металлов и материалов на их основе» / Г. М. Вольдман, А. Н. Зеликман. – [4-е изд., перераб. и доп.]. – М.: Интермет инжиниринг, 2003. – 462 с. : a-ил Федер.целевая программа»Культура России».

20. Теория металлургических процессов : учеб. для вузов по направлению 150100 «Металлургия», / Г. Г. Минеев [и др.]; под общ. ред. Г. Г. Минеева; Иркут. гос. техн. ун-т. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. – 522 с. : a-ил 21. Клец В.Э., Немчинова Н.В., Шишкин З.А. Массообменные процессы в гидрометаллургии: учеб. пособие. – Иркутск: ИПИ, 1993. – 95 с.

22. Белевцев А.Н., Белевцев М.А., Мирошкина Л.А. Процессы и аппараты очистки воды в металлургии: учеб. пособие. - М.: МИСиС, 2007. - 138 с.

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id= Также для полноты раскрытия темы предлагается ознакомления с научными и практическими разработками в области химии и металлургии в периодических научных журналах.

При написании реферата также желательно и необходимо использовать электронные образовательные ресурсы.

6. Применяемые образовательные технологии При реализации данной программы применяются образовательные технологии, описанные в табл. 2.

Таблица 2 - Применяемые образовательные технологии Технологии Виды занятий Слайд - материалы + Разбор конкретных ситуаций Групповая дискусч сия Применение метода указывать знаком + Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины на практических занятиях применяется интерактивная форма обучения в виде групповой дискуссии и разбора конкретных ситуаций.

Интерактивная форма обучения составляет 8 часов, что составляет 22,2% от всех часов аудиторных занятий.

7.Методы и технологии контроля уровня подготовки по дисциплине 7.1 Виды контрольных мероприятий, применяемых контрольноизмерительных технологий и средств.

Одним из компонентов учебно-методического комплекса дисциплины «Кучное и подземное выщелачивание» являются контрольно-измерительные материалы, предназначенные для самоконтроля, контроля знаний, умений, навыков и компетенций.

При освоении дисциплины применяются следующие оценочные средства: текущий контроль в форме опроса, промежуточный контроль в форме теста; итоговый контроль – зачет, выдается список контрольных вопросов по разделам дисциплины.

1. Какое оборудование применяют в процессах рудоподготовки сырья для кучного выщелачивания?

2. На какой крупности материала проводят процесс кучного выщелачивания?

3. Какие типы дробилок, применяются в схемах рудоподготовки перед кучным выщелачиванием?

4. Для чего перед кучным выщелачиванием проводят процесс окомкования руд?

5. Какие виды связующих используются при окомковании золотосодержащих руд?

6. Какие виды связующих используются при окомковании медь и молибденсодержащих руд?

7. Какие реагенты используют в процессе кучного выщелачивания золота?

8. Какие реагенты используют в процессе кучного выщелачивания меди?

9. Назовите основные способы извлечения золота из продуктивных растворов кучного выщелачивания?

10. Назовите основные способы извлечения меди и молибдена из продуктивных растворов кучного выщелачивания?

11. Какие способы орошения штабелей кучного выщелачивания вы знаете?

12. Какое оборудование используется для орошения штабелей?

13. Какие концентрации реагентов используют в процессе кучного и подземного выщелачивания меди?

14. Какие концентрации реагентов используют в процессе кучного выщелачивания золота?

15. Каким должен быть уровень рН продуктивных растворов кучного выщелачивания меди?

16. Каким должен быть уровень рН продуктивных растворов кучного выщелачивания золота?

17. Расскажите устройство основания штабеля?

18. Для каких целей используют систему контрольных трубопроводов?

19. Какие материалы используют для сооружения гидроизоляционного основания?

20. Какие металлы добывают методом кучного выщелачивания?

21. Какие металлы добывают методом подземного выщелачивания?

22. Каким образом осуществляют орошение руды при подземном выщелачивании?

23. Какие виды емкостей (прудков) используют при кучном выщелачивании металлов?

24. Назовите основные мероприятия, необходимые для осуществления процесса кучного выщелачивания в условиях отрицательных температур.

25. Назовите основные мероприятия, необходимые для осуществления процесса кучного выщелачивания в условиях повышенного количества осадков.

26. Назовите основные методы укладывания руды в штабель для кучного выщелачивания.

27. Назовите основные способы выемки выщелоченного материала из штабеля.

28. Назовите основные способы обезвреживания отходов кучного выщелачивания золота.

29. Назовите основные способы обезвреживания отходов кучного выщелачивания меди и молибдена.

30. Какие реагенты используются в процессах экстракции - реэкстракции - электролиза меди?

31. Что является товарной продукцией предприятий кучного выщелачивания меди, золота, молибдена и урана?

32. Какие типы сорбентов применяют в процессе кучного выщелачивания золота?

33. Какие типы сорбентов применяют в процессе кучного выщелачивания молибдена?

34. Назовите основные предприятия кучного и подземного выщелачивания в нашей стране?

35. Назовите основные примеси, оказывающие наибольшее негативное влияние на процесс кучного и подземного выщелачивания меди?

Пример теста для промежуточного контроля 1.Технология кучного выщелачивания в 2-3 раза эффективнее фабричной переработки руды из-за меньших затрат:

А) по электроэнергии;

Б) на капитальное строительство;

В) на рабочую силу;

Г) по потреблению воды.

2. Какие способы можно использовать для увеличения сезонности работы штабеля:

А) подогрев оборонных продуктовых растворов;

Б) заглубление дренажных орошителых магистралей под слой руды в В) создания большеобъемных штабелей;

Г) закрытия поверхности штабеля.

3.Почему технология кучного выщелачивания не используется для переработки хвостовых отвалов золотоизвлекательных фабрик?

A) не проводились исследования в НИИ;

Б) отсутствие мирового опыта переработки отвалов;

В) плохое просачивания растворов через слой штабеля;

Г) трудность удержания штабеля от оползания из-за малой крупности рудных частиц.

4.Какие способы обработки штабеля используются для увеличения плотности орошения?

A) рыхление поверхности кучи бульдозером;

Б) бурение скважин;

В) разрыхление массы руды малыми взрывами;

Г) применение иглоорошения.

5.Способы выделения благородных металлов из продуктивных растворов?

А) цементация на цинковую пыль;

Б) цементация на цинковую стружку.

6. Почему технология кучного производства является экологически безопасней (по сравнению с фабричным вариантом переработки руд)?

A) расположение штабеля вне производственного помещения;

Б) надежная защита от просачивания растворов в почву;

В) многократные использования обработанных цианистных растворов;

Г) применение цианистных растворов слабой концентрации.

7. Имеется ли опыт промышленного применения подземного выщелачивания золота?

8.Рекультивация отработанного штабеля производится с целью:

А) сохранение природного ландшафта в промышленной зоне;

Б) предотвращения пылеобразования с поверхности штабеля;

В) предотвращения размывания штабеля паводковыми водами.

9. С каким содержанием глинистых фракций (%) золотосодержащие руды непригодные для технологии кучного выщелачивания?

10. Какие способы окомкования глинистых руд используются в технологии кучного выщелачивания?

А) применение цемента и грануляция;

Б) накатывание глины на крупные куски руды при автосамосвальном способе формирования штабеля;

В) разделение дробной руды грохочением на мелкую (глинистую) и крупную фракции и их послойную загрузку в штабель.

11. Какие способы орошения штабеля существуют?

А) прудковый;

Б) элитерный;

В) капельный;

Д) распылительный.

12. При кучном выщелачивании технологическими факторами руд является:

А) внутренняя пористость, м2/г;

Б) крупность дробления (внешняя поверхность руд);

В) влагонасыщаемость, %;

Г) слеживаемость в штабеле.

1. Процессы кучного выщелачивания и подземного могут быть:

А) круглогодичными;

Б) сезонными;

В) периодическими по способу подачи растворов.

2.В какие единицах обозначается плотность орошения?

В) кг/м2*сут;

3. К геотехнологическому направлению переработки руд относятся процессы:

А) кучного выщелачивания;

Б) подземного выщелачивания;

В) ионообменного и сорбционного выщелачивания.

4.Какие способы растворения благородных металлов используются в процессе кучного выщелачивания?

А) перколяционный;

Б) агитационный;.

В) декатационнный;

Г) фелатрационнный 5. Для каких целей в процессе кучного выщелачивания используются геомембраны?

А) для предотвращения потерь продуктивных растворов;

Б) для защиты гидротранспортных коммуникаций;

В) от разрушения при формировании штабеля;

Г) для аккумулирования продуктивных растворов перед их переработкой.

6. Какие способы добычи и переработки руд являются экологическими?

Б) горно-открытый;

В) подземного выщелачивания;

Г) кучного выщелачивания.

7. При подземном выщелачивании руд скважины, из которых поступает насыщенный раствор называются:

А) закачными;

Б) продуктивными;

В) кумуляционными.

8. Имеют – ли место потери цветных металлов при добыче и переработке руд? Если да, то в каких количествах?

А) при добыче руды 2; 4; 6; 8%;

Б) при обогащении руды 2; 5; 8; 12%;

В) при пирометаллургическом способе переработке 4;6; 10%.

9. При какой геологической структуре месторождения возможна его обработка методом подземного выщелачивания?

А) подкладка нефильтруемых пород под основанием рудного тела;

Б) наличие вечной мерзлоты по периметру и основанию месторождения;

В) рудное тело имеет достаточную трещиноватость руд.

10. По какой сетке (м) располагаются на полигоне поземного выщелачивания закачные и продуктивные скважины?

Сетка может быть:

11. Соотношение закачных и продуктивных скважин.

12. Какие производства входят в состав горнометаллургического цикла преработки руд?

А) геологоразведка;

Б) добыча и способы добычи руды;

В) обогащение и металлургическая переработка руд;

Г) аффинаж;

Д) производство промышленных изделий.

7.2. Описание критериев оценки уровня освоения учебной программы (рейтинг) Рейтинговая система – не предусмотрена.

Для проверки усвоения учебной информации используются контрольные вопросы закрытой формы.

Критерием оценки знаний студентов является полнота знаний при ответе на предложенные вопросы, умение логически и технически грамотно выстраивать ответы и анализировать полученную информацию.

Для успешного освоения дисциплины студент должен • выполнить практические работы по курсу, представить отчеты, ответить на контрольные вопросы;

• выполнить задания по самостоятельной работе, представить отчеты;

• успешно пройти итоговую аттестацию.

Форма итоговой аттестации – зачет. Для подготовки к зачету заранее выдается список вопросов по всему курсу.

7.3. Контрольно измерительные материалы для итоговой аттестации по дисциплине.

Пример КИМ 1. Из каких производств состоит горно-металлургический цикл?

2. Что такое месторождение? Какими условиями определяется промышленное содержание металла в рудах?

3. Какие способы добычи руды Вы знаете?

4. Каким способом производится добыча руды подземного месторождения?

5. Каким способом добывается руда в карьерах?

1. Способы борьбы с глинистостью руд.

2. Что такое окомкование глинистых руд и какими способами его проводят?

3. Для чего в установках кучного выщелачивания предусматривают запасные ёмкости для продуктивных растворов?

4. От чего зависит цикл работы кучи?

5. Какие существуют способы выделения благородных металлов из продуктивных растворов?

8. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины 8.1. Основная учебная литература 1. Минеев Г.Г., Леонов С.Б. Кучное выщелачивание золотосодержащих руд: учеб. пособие [электронный вариант]. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.

2. Теория металлургических процессов: учебник для вузов / Г.Г. Минеев [и др.]. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. 524 с.

8.2. Дополнительная учебная и справочная литература 1. Кучное выщелачивание при разработке урановых месторождений / под ред. Д. И. Скоробогатова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 151 с.

2. Техника безопасности при подземном выщелачивании металлов из руд / Арнольд Павлович Городничев; Сев.-Кавк. горно-металлург. ин-т. – Орджоникидзе: Ир, 1990. – 104 с. : a-ил 3. Комплексы подземного выщелачивания / М.И. Фазлуллин, А.Ф.

Мосев, И.Г. Абдульманов. – М.: Недра, 1992. – 263 с. : a-ил 4. Уткин Н.И. Производство цветных металлов.- М.: Интермет инжиниринг, 2000.- 442 с.

5. Кунаев А.М. Подземное выщелачивание свинцово-цинковых руд / АН КазССР, Ин-т металлургии и обогащения. – Алма-Ата: Наука, 1986. – 207 с. : a-ил 6. Расчеты гидрометаллургических процессов : учеб. пособие для вузов по направлению «Металлургия» и спец. «Металлургия цв. металлов» / Станислав Степанович Набойченко, Антонин Александрович Юнь. – М.:

МИСИС, 1995. – 427 с. : a-ил 7. Овсейчук В. А. Геотехнологические методы добычи и переработки урановых и золотосодержащих руд : учеб. пособие по направлению «Горн. дело» / В. А. Овсейчук, Ю. Н. Резник, В. П. Мязин; под ред. В. П. Мязина. – Чита: ЧитГУ, 2005. – 323 с. : a-ил 8. Жучков И.А. Основы теории электрометаллургических процессов:

учеб. пособие. – Иркутск: ИрГТУ, 2000. – 107 с.

9. Разведка месторождений урана для отработки методом подземного выщелачивания / М.В. Шумилин, Н.Н. Муромцев. – М.: Недра, 1985. – 208 с.

: a-ил 10. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания / В. Н. Мосинец, Д. П. Лобанов, М. Н. Тедеев и др.; Под общ. ред. В. Н.

Мосинца. – М.: Недра, 1987. – 303 с. : a-ил 11. Новые информационные технологии в управлении металлургическими процессами: Лаб. практикум / Б.М. Горенский и др.- Красноярск:

КГАЦМИиЗ, 1999. – 80 с.

12. Доброхотов Г.Н. Гидрометаллургические расчеты. – Л.: ЛГИ, 1980.

– 103 с.

13. Набойченко С.С., Лобанов В.Г. Практикум по гидрометаллургии. – М.: Металлургия, 1992. – 334 с.

14. Технология разработки соляных месторождений подземным выщелачиванием : сб. науч. тр. / Всесоюз. науч.-исслед. и проект. ин-т галургии;

Под ред. В. С. Романова. – М.: ВНИИГ, 1981. – 104 с.

15. Розен Б.Я., Розен Я.Б. Металл особой ценности. – М.: Металлургия, 1988. – 224 с.

16. Теория гидрометаллургических процессов : учеб. пособие для вузов по специальности «Хим. технология ред. металлов и материалов на их основе» / Г. М. Вольдман, А. Н. Зеликман. – [4-е изд., перераб. и доп.]. – М.: Интермет инжиниринг, 2003. – 462 с. : a-ил Федер.целевая программа»Культура России».

17. Теория металлургических процессов : учеб. для вузов по направлению 150100 «Металлургия», специальность 150102 «Металлургия цв. металлов» / Г. Г. Минеев [и др.]; под общ. ред. Г. Г. Минеева; Иркут. гос. техн. ун-т. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. – 522 с. : a-ил 18. Клец В.Э., Немчинова Н.В., Шишкин З.А. Массообменные процессы в гидрометаллургии: учеб. пособие. – Иркутск: ИПИ, 1993. – 95 с.

8.3. Электронные образовательные ресурсы 8.3.1. Ресурсы ИрГТУ, доступные в библиотеке университета или в локальной сети университета.

Физическая химия: конспект лекций /сост. А.А. Яковлева. – Иркутск:

ИрГТУ, 2011 [электронный ресурс]. ДСК-2096.

8.3.2. Ресурсы сети Интернет – общедоступные поисковые электронные ресурсы: http://bookfi.org.ru, http://www.yandex.ru, http://www.rambler.ru, http://www.google.ru, http://vbzero.

narod.ru/;

– http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=1872;

– http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=1837;

– http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3225.

9. Рекомендуемые специализированные программные средства Использование специализированных программных средств не предполагается.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины В учебном процессе для освоения дисциплины используются следующие технические средства:

• компьютерное и мультимедийное оборудование (для самоконтроля знаний студентов, для обеспечения студентов методическими рекомендациями в электронной форме);

• электронная библиотека ИрГТУ.