Добыча полезных ископаемых методом подземного выщелачивания
Введение
В последнее время для добычи многих твердых полезных ископаемых (ПИ) применяют геотехнологические методы добычи с использованием буровых скважин. Они позволяют упростить и удешевить добычу, производить отработку бедных месторождений, а также месторождений, характеризующихся сложными условиями залегания. Вскрытие рудной залежи осуществляют буровыми скважинами, которые предлагается называть геотехнологическими.
Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых позволяют снизить в некоторых случаях в 2 – 4 раза капитальные затраты на строительство предприятий, повысить производительность труда по конечной продукции, сократить численность работающих. Кроме того, их применение способствует значительному улучшению условий труда и уменьшению отрицательного воздействия на окружающую среду.
Одним из геотехнологических методов является метод подземного выщелачивания (ПВ). Подземное выщелачивание
ПИ, метод добычи полезного ископаемого избирательным растворением его химическими реагентами в рудном теле на месте залегания с извлечением на поверхность. ПВ применяется для добычи цветных металлов и редких элементов и др. ПВ относится к фильтрационным процессам и основано на химических реакциях «твёрдое тело – жидкость».
При ПВ проницаемых рудных тел месторождение вскрывается системой скважин, располагаемых (в плане) рядами, многоугольниками, кольцами. В скважины подают растворитель, который, фильтруясь по пласту, выщелачивает полезные компоненты. Продуктивный раствор откачивается через другие скважины (рис 1). В случае монолитных непроницаемых рудных тел залежь вскрывают подземными горными выработками, отдельные рудные блоки дробят с помощью буровзрывных работ (рис 2). Затем на верхнем горизонте массив орошают растворителем, который, стекая вниз, растворяет полезное ископаемое. На нижнем горизонте растворы собирают и перекачивают на поверхность для переработки.
Основные сведения о методе подземного выщелачивания
Подземное выщелачивание цветных металлов известно с 16 в. (Испания), в крупных промышленных масштабах метод впервые освоен на медном руднике Кананеа в Мексике (1924г) и на медноколчеданных месторождениях Урала (1939—42гг). Урановые руды разрабатываются ПВ с 1957г. ПВ применяется в ряде стран (США, СССР, Франция, Япония, ГДР и др.); в 1974г этим способом было получено 20% мировой добычи меди.
Сущность подземного выщелачивания ПИ заключается в избирательном переводе полезного компонента в жидкую фазу путем управляемого движения растворителя по руде в естественном залегании или подготовленного к растворению и подъему насыщенного металлом раствора на поверхность. С этой целью через скважины, пробуренные с поверхности в пласт полезного ископаемого нагнетается химический реагент, способный переводить минералы полезного ископаемого в растворимую форму. Раствор, пройдя часть рудного пласта, через другие скважины поднимается на поверхность и далее по трубопроводу транспортируется к установкам для переработки.
Рис. 1. Схема отработки пластовых месторождений выщелачиванием через скважины: 1 — узел приготовления растворов; 2 — нагнетательные скважины; 3 — дренажные скважины; 4 — компрессор; 5 — воздухопровод для эрлифта продуктивных растворов; 6 — коллектор для продуктивных растворов; 7 — отстойник; 8 — установка для переработки раствора.
Рис. 2. Схема подземного выщелачивания скальных руд: 1 — ёмкость для растворителя; 2 — насос; 3 — трубопровод рабочих растворов; 4 — отрабатываемый блок руды; 5 — ёмкость для сбора продуктивных растворов; 6 — насос; 7 — ёмкость для продуктивных растворов на поверхности; 8 — сорбционная установка; 9 — отстойник отработанного раствора; 10 — ёмкость для доукрепления растворов; 11 — пресс-фильтр.
Важнейшими природными предпосылками применения ПВ являются способность ПИ и его соединений переходить в раствор при воздействии на рудный пласт водного раствора выщелачивающего реагента, а также возможность фильтрации выщелачивающих растворов в породах продуктивного горизонта.
Выбор растворителя для ПВ зависит от состава руд. Наиболее широкое применение находят водные растворы кислот (серной, соляной, азотной) или соды.
ПВ применяется при добыче урановых руд, цветных и редких металлов (медь, никель, свинец, цинк, золото и др.). Имеются предпосылки использования его для добычи фосфоритов, боратов и др.
Важным фактором повышения эффективности добычи методом ПВ является правильный выбор схемы размещения технологических скважин и расстояний между ними. В практике эксплуатации месторождений в основном применяется линейная схема расположения скважин, представляющая собой чередование рядов нагнетательных и откачных скважин. Расстояния между рядами и скважинами в ряду колеблются в широких пределах (15 – 50 м и более). Наиболее широкое распространение получила схема 25х50 м.
Бактериальное выщелачивание
Бактериальное выщелачивание, избирательное извлечение химических элементов из многокомпонентных соединений посредством их растворения микроорганизмами в водной среде. Благодаря бактериальному выщелачиванию появляется возможность извлекать из руд, отходов производства и т. д. ценные компоненты (медь, уран и др.) или вредные примеси (например, мышьяк в рудах чёрных и цветных металлов). Впервые запатентовано в США (1958) применительно к извлечению меди и цинка.
Бактериальным выщелачиванием можно пользоваться при всех способах выщелачивания, не связанных с повышенными давлениями и температурой. Наиболее широко для бактериального выщелачивания применяют тионовые бактерии: Thiobacillus ferrooxidans, способные окислять сульфидные минералы и закисное железо до окисного (так называемые железобактерии), и Th. thiooxidans (так называемые серобактерии). Тионовые бактерии являются хемоавтотрофами, т. е. единственный источник энергии для их жизнедеятельности — процессы окисления закисного железа, сульфидов различных металлов и элементарной серы. Эта энергия расходуется на усвоение углекислоты, выделяемой из атмосферы или из руды. Получаемый углерод идёт на построение клеточной ткани бактерий. Th. ferrooxidans окисляют сульфидные минералы до сульфатов прямым и косвенным путём (когда микроорганизмы окисляют сернокислое закисное железо до окисного, являющегося сильным окислителем и растворителем сульфидов):
Важнейший фактор бактериального выщелачивания — быстрая регенерация сернокислого окисного железа тионовыми бактериями (Th. ferrooxidans), что в некоторых случаях ускоряет процессы окисления и выщелачивания. Оптимальная температура для развития тионовых бактерий 25—35°C, а pH от 2 до 4. Тионовые бактерии ускоряют растворение халькопирита в 12 раз, арсенонирита и сфалерита в 7 раз, ковелина и борнита в 18 раз по сравнению с обычными химическими методами.
В значительных промышленных масштабах бактериальное выщелачивание применяется для кучного извлечения полезных ископаемых (меди и урана) из руд на месте их залегания. Например, экономически целесообразно извлекать бактериальное выщелачивание медь из забалансовых сульфидных руд. Это осуществляется водными растворами Fe2
(SO4
)3
в присутствии Al2
(SO4
)3
, FeSO4
и тионовых бактерий Th. ferrooxidans. Раствор подаётся по шлангам в скважины, пробурённые в рудном теле (рис.3); бактерии и сульфат окиси железа окисляют сульфиды меди по схеме:
В различных странах ведутся исследования по выщелачиванию с участием тионовых бактерий для извлечения мн. металлов (Zn, Со, As, Мп и др.). Ведутся работы по выявлению бактерий иных видов для извлечения др. полезных ископаемых. Например, для растворения и извлечения золота предложено использовать гетеротрофные бактерии Aeromonas, выделенные из рудничных вод золотоносных приисков.
Простота аппаратуры для бактериального выщелачивания, возможность быстрого размножения бактерий, особенно при возвращении в процесс отработанных растворов, содержащих живые организмы, открывает возможность не только резко снизить себестоимость получения ценных полезных ископаемых, но и значительно увеличить сырьевые ресурсы за счёт использования бедных, забалансовых и потерянных (например, в целиках) руд в месторождениях, отвалов из отходов обогащения, пыли, шлаков и др. В перспективе бактериальное выщелачивание открывает возможности создания полностью автоматизированных предприятий по получению металлов из забалансовых и потерянных руд непосредственно из недр Земли, минуя сложные горнообогатительные комплексы.
Рис.3. Схема подземного бактериального выщелачивания медной руды: 1 — прудок для выращивания и регенерации бактерий; 2 — насосная для перекачки бактериального раствора к руде; 3 — трубопровод; 4 — задвижка; 5 — коллектор; 6 — полиэтиленовый шланг; 7 — скважина для орошения рудного тела бактериальным раствором; 8 — орошаемый участок рудной залежи; 9 — горизонтальные горные выработки для сбора бактериального раствора, обогащенного медью; 10 — насос; 11 — отстойник для насыщенных медью растворов; 12 — цементационная ванна для получения порошкообразной меди; 13 — сушка цементной меди; 14 — транспортировка меди потребителям; 15 — компрессорная для обогащения бактериального раствора кислородом.
Добыча урана методом подземного выщелачивания
В современной промышленности в силу отсутствия богатых урановых руд (исключения составляют канадские месторождения несогласия, где концентрация урана доходит до 30% и австралийских с содержанием урана до 3%) используется способ подземного выщелачивания руд. Это – один из самых рентабельных и экологически чистых способов добычи не требует ни карьеров, ни шахт. Предварительная подготовка идёт непосредственно под землёй. Способ применим в тяжелых климатических условиях и вечной мерзлоты. Технология абсолютно закрытая, герметичная. Недра практически не разрушаются и даже полностью восстанавливаются в течение нескольких лет.
Вся площадь месторождения «прокалывается» скважинами (колоннами). В одну скважину закачивается серная кислота (1-2% раствор), иногда с добавлением солей трёхвалентного железа (для окисления урана U(IV) до U(VI)), хотя руды часто содержат железо и пиролюзит, которые облегчают окисление). Идёт процесс выщелачивания урана. Через другую скважину продуктивный раствор с помощью насоса извлекается наверх. Далее он непосредственно поступает на сорбционное, гидрометаллургическое извлечение и одновременное концентрирование урана.
Метод подземного скважинного выщелачивания является наиболее привлекательным способом добычи урана с точки зрения упрощенности технологических операций. При данном методе не происходит изменения геологического состояния недр, так как не производится выемка горнорудной массы. Общая поверхность земли, занимаемая полигоном подземного выщелачивания и перерабатывающим цехом для получения 500 метрических тонн U/год U3O8, в 3-4 раза меньше площади, занимаемой типичным гидрометаллургическим заводом на эту же производительность. В процессе скважинного выщелачивания в подвижное состояние в недрах переходит и выводится на поверхность менее 5% радиоактивных элементов по сравнению со 100% при традиционных способах добычи урана. Серная кислота при контакте с породой превращается в гипс, поэтому при данной технологии не остаётся в земле элементов, которых там нет. И если и бывают какие-то размывы, то они быстро устраняются, т.к. при утечках технология не работает. Здесь отпадает необходимость строительства хвостохранилищ для хранения отходов с высоким уровнем радиации. Есть маленькие пескоотстойники, которые после завершения добычи легко рекультивировать.
Отметим, что часто природная гидрогеохимическая среда на урановых месторождениях обладает способностью к самовосстановлению от техногенного воздействия. За счет постепенного восстановления естественных окислительно-восстановительных условий происходит хоть и медленный, но необратимый процесс рекультивации подземных вод рудовмещающих водоносных горизонтов. Возможна интенсификация этого процесса, ускоряющий рекультивацию в десятки раз. Примером естественной деминерализации остаточных растворов может служить результат 13-летних наблюдений, проведенных на месторождении Ирколь (Южный Казахстан).
Наиболее широко подземное выщелачивание применяется при добыче урана. В первую очередь это относится к месторождениям гидрогенного генезиса, представленным бедными или убогими рудами, а также месторождениям, залегающим в сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях.
Метод подземного выщелачивания (ПВ) начал разрабатываться с 1962 г. Подземное выщелачивание — геотехнологический способ добычи урана путем избирательного его растворения химическими реагентами из руд на месте их залегания и последующего извлечения из урансодержащих растворов.
На некоторых месторождениях построены предприятия и ведется добыча урана способом подземного выщелачивания. На ряде месторождений проведены опытно-промышленные работы по добыче урана этим способом. На отдельных предприятиях ПВ стало основным методом добычи урана. Несомненно, что число таких предприятий будет увеличиваться с увеличением добычи урана.
Основными преимуществами способа ПВ перед традиционными открытой и подземной разработкой являются:
1) вовлечение в разработку бедных, убогих и забалансовых руд, а также месторождений, характеризующихся сложными условиями залегания и имеющих крупные запасы урана по вполне приемлемой стоимости единицы конечной продукции, что значительно расширяет сырьевую базу;
2) снижение в 2—4 раза капитальных вложений на строительство предприятий и, следовательно, сокращение сроков строительства;
3) повышение в 2—4 раза производительности труда по конечной продукции и соответствующее сокращение численности работающих;
4) значительное улучшение условий труда на предприятиях, добывающих уран;
5) уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду, особенно на поверхность земли и воздушный бассейн.
Обзор способов подземного выщелачивания при добыче полезных ископаемых изложен в ряде публикаций.
Разработка месторождения способом подземного выщелачивания возможна при следующих основных условиях:
♦ подлежащий извлечению металл присутствует в рудах в форме минералов, легко разрушающихся слабыми водными растворами выщелачивающего реагента;
♦ входящие в состав руд породообразующие материалы имеют низкую кислотоемкость в условиях взаимодействия с технологическими растворами;
♦ руды либо обладают естественной проницаемостью, либо становятся растворопроницаемыми после искусственного раздробления;
♦ условия залегания руд и горно-техническая обстановка в районе месторождения могут быть рационально использованы для осуществления всех процессов геотехнологии.
Хорошая растворимость в подземных водах минералов, содержащих уран, отмечена еще В.И. Вернадским. Среди урановых минералов в месторождениях, отрабатываемых способом ПВ, следует отметить: оксиды урана — настуран и уранинит; силикаты урана — коффинит и ненадкевит. Главнейшим из них является настуран.
Все многообразие урановых месторождений классифицируется по технологическим группам, типам и подтипам, как это приведено в табл. 7.1.
При ПВ необходимо соблюдать баланс откачиваемых и закачиваемых растворов, т.е. суммарные расходы откачных и закачных скважин должны быть одинаковы ( ). При продуктивные растворы разубоживаются за счет привлечения пластовых вод из безрудной части месторождения.
При происходит утечка закачиваемого в пласт технологического раствора за пределы рудной залежи. Несоблюдение баланса, как следует из сказанного, недопустимо.
Система разработки месторождения (или его части) способом ПВ — совокупность вскрывающих, подготовительных выработок и определенный порядок их проведения и эксплуатации, увязанный во времени и пространстве с управляемым химико-технологическим процессом перевода металла из руды в раствор.
Системы ПВ различаются между собой по большому числу признаков, но важнейшими из них являются: принципиальные схемы вскрытия месторождений, способы подготовки рудных залежей к выщелачиванию (с естественной или искусственной проницаемостью), а также схемы движения растворов.
Схемы вскрытия ПВ можно подразделить на скважинные с поверхности, шахтные и комбинированные. Шахтные схемы вскрытия предусматривают проведение подземных горных выработок с поверхности (вертикальные и наклонные стволы, штольни). При комбинированных схемах вскрытия используются как подземные горные выработки, так и скважины, пробуренные с поверхности. Очевидно, что последние два вида схем вскрытия не вполне соответствуют определению геотехнологических способов и в дальнейшем не рассматриваются. Процесс подготовки месторождений к отработке способом ПВ через скважины, пробуренные с поверхности, включает, кроме бурения и обвязки скважин поверхностными коммуникациями, оснащение узлов рабочим (технологическим и контрольно-измерительным) оборудованием и приборами. Подготовка рудных залежей к выщелачиванию включает также первую стадию закисления эксплуатационного блока, создание временных гидрозавес для ограничения движения или направления растворов и в ряде случаев расчленение рудовмещающих пород гидроразрывом.
Таблица 7.1
Классификация урановых месторождений, отрабатываемых
способом подземного выщелачивания
| Технологическая группа (по проницаемости руд для растворов) | Технологический тип (по условиям образования скважности и составу рудовмещающих пород) | Технологический подтип (по форме рудных тел) |
| 1. Месторождения с естественной проницаемостью: рудные тела проницаемы для растворов (Кф>0,1 м/сут) | 1. Месторождения с поровой проницаемостью рудных залежей в песках. | 1. Месторождения с выдержанными простыми пластообразными залежами |
| 2. Месторождения с выдержанными тектонически осложненными пластообразными залежами | ||
| 3. Месторождения с разобщенными небольшими пластообразными и линзообразными рудными залежами | ||
| 2. Месторождения с по-ровотрещинной проницаемостью рудных залежей в песчаниках и алевролитах | Месторождения с выдержанными тектонически осложненными пластообразными рудными залежами | |
| 3. Месторождения с трещинной проницаемостью рудных тел и кристаллических пород в пределах пор выветривания | Месторождения с неправильными по форме, преимущественно штокверковыми рудными телами | |
| 2. Месторождения с искусственно создаваемой проницаемостью: рудные тела практически непроницаемы для растворов, но сохраняющие проницаемость, создаваемую искусственно (Кф<0,1 м/сут) | 1. Месторождения с низкой поровотрещинной проницаемостью рудных залежей в алевролитах | Месторождения с пластообразными рудными залежами |
| 2. Месторождения с низкой поровотрещинной проницаемостью рудных тел в кристаллических породах | 1. Месторождения с штокверковыми рудными телами | |
| 2. Месторождения с пластообразными рудными телами |
По условиям движения растворов выделяются фильтрационная, инфильтрационная и пульсационно-статическая схемы. Фильтрационная схема основана на использовании постоянного или периодически действующего потока растворов реагента, заполняющего все трещины и поры рудоносного массива за счет разности напоров у закачных и откачных скважин (устройств). Инфильтрационная схема основана на использовании инфильтрационного потока раствора реагента, движение которого по рудному телу (отбитой или замагазинированной руде) происходит под действием сил гравитации от оросительных устройств к дренажным. Пульсационно-статическая схема заключается в периодическом затоплении (заполнении) выщелачивающим реагентом участков рудных тел в естественном залегании, отработанных пространств рудников или специально подготовленных камер с замагазинированной рудой с последующим отбором продуктивных растворов (иногда этот способ называют иммерсионным).
Бесшахтные (скважинные) системы подземного выщелачивания металла из руд с естественной проницаемостью делятся на три группы: с площадным (ячеистым) расположением скважин и фильтрационным режимом; с линейным расположением технологических скважин и фильтрационным режимом; с противофильтрационными завесами, с различными расположением и режимами выщелачивания.
Схема расположения скважин зависит от морфологических особенностей рудной залежи и гидрогеологических условий продуктивного горизонта. Наиболее распространенные варианты расположения рабочих скважин приведены на рис. 7.1.
Основными структурными единицами скважинной системы разработки способом ПВ являются: элементарный ряд (ячейка), эксплуатационный блок, эксплуатационный участок, эксплуатационное поле.
Элементарной ячейкой принято называть часть продуктивной толщи, запасы которой отрабатываются одной откачной скважиной. Ячейка пространственно ограничивается контурами, которые в максимальной степени должны быть приближены к различным гидродинамическим границам (водоупорам, контурам закачных скважин, нейтральным и краевым линиям тока), с тем, чтобы ячейка функционировала по возможности в гидродинамически замкнутом режиме.
Эксплуатационный блок — часть продуктивной толщи, включающая группу смежных элементарных ячеек, характеризующихся по возможности однородными распределением запасов, геохимическим строением и вещественным составом руд и рудовмещающих пород, одновременно вводимых в эксплуатацию и отрабатываемых в едином геотехнологическом режиме.
Эксплуатационный участок — группа смежных эксплуатационных блоков, имеющая самостоятельную систему коммуникаций и установки контроля и управления геотехнологическим режимом процесса ПВ.
Рис. 7.1. Наиболее распространенные варианты расположения рабочих
скважин:
а — две равнозначные скважины; б — одна откачная и две закачные скважины; в — две от-качные и две закачные скважины; г — три закачные и одна откачная скважины; д — шесть закачных и одна откачная скважины; е — два ряда откачных и один ряд закачных
Эксплуатационное поле — объединенные в единое целое несколько эксплуатационных участков, привязанных обычно к единой технологической установке (перерабатывающему комплексу).
Отработка запасов в эксплуатационном блоке ПВ осуществляется в три этапа:
1) вскрытие запасов, т.е. бурение и освоение скважин, обвязка их технологическими коммуникациями и оснащение контрольно-измерительной аппаратурой;
2) ведение технологического процесса в недрах, т.е. транспортирование к рудным залежам рабочих растворов, технологическая подготовка руд к выщелачиванию, формирование продуктивных растворов, транспортировка их к откачным скважинам и подъем на поверхность;
3) ликвидация отработанных блоков, т.е. восстановление первоначального состояния рудовмещающего водоносного горизонта в пределах блока и поверхности земли.
Сам технологический этап отработки запасов урана способом ПВ также делится на три стадии:
1) закисление рудной залежи, т.е. подготовка рудовмещающего водоносного горизонта к формированию и движению в нем потока продуктивных растворов;
2) активное выщелачивание урана, т.е. формирование и извлечение из блока кондиционных продуктивных растворов;
3) довыщелачивание («отмывка») урана, т. е. по существу вытеснение остаточных (после прекращения активной стадии выщелачивания) урансодержащих кондиционных растворов пластовыми водами или бедными (маточными) растворами.
Для каждой стадии характерна определенная кислотность рабочего раствора, которая зависит, в первую очередь, от карбонатности рудовмещающих отложений. Так, при карбонатности до 1 % по СО2принят следующий режим кислотности: на стадии закисления —20—30 г/л, на стадии активного выщелачивания —10 г/л, на стадии «отмывки» — маточный раствор.
Являясь главным звеном технологической и информационной цепи, буровая скважина выполняет следующие функции: геологическая разведка, вскрытие и подготовка запасов, отработка запасов, управление движением технологических растворов в продуктивной толще путем создания в эксплуатационном блоке гидродинамической обстановки, в максимальной степени способствующей течению процессов ПВ, контроль количества и качества откачиваемых и закачиваемых растворов, создание противофильтрационных завес, контроль гидродинамических и физико-химических параметров процесса, контроль полноты извлечения урана из руд, охрана окружающей среды от возможного физико-химического загрязнения.
Скважины разделяются по назначению на технологические, барражные, наблюдательные, контрольные и разведочные.
Технологические скважины предназначены для подачи в недра рабочих растворов — закачные (нагнетательные) — и подъема технологических растворов на поверхность — откачные (разгрузочные). Через эти скважины осуществляют также регулирование гидродинамического режима в продуктивной толще.
Барражные скважины предназначаются для создания вертикальных и горизонтальных противофильтрационных завес, ограничивающих растекание выщелачивающих растворов за пределы эксплуатационного блока, а также для уменьшения охвата этими растворами пород, вмещающих рудную залежь.
Наблюдательные скважины предназначаются для наблюдения и контроля за условиями формирования растворов в пределах эксплуатационного блока, гидродинамическим состоянием продуктивного водоносного горизонта, растеканием технологических растворов за пределы эксплуатационных участков и их возможным перетеканием в над- и подрудный водоносные горизонты.
Контрольные скважины бурятся на отработанных участках для контроля полноты извлечения полезного компонента из недр, а также для решения других задач (контроль изменений в недрах, состояния загрязнения и т.п.).
Разведочные скважины бурятся на всех стадиях геологоразведочных работ — от поисковых до эксплуатационно-разведочных.
Технологические, барражные и наблюдательные скважины относятся к категории эксплуатационных, а все остальные — вспомогательные.
В зависимости от схемы движения растворов и схемы расположения технологических скважин различают три группы: с площадным (ячеистым), линейным и комбинированным расположением скважин.
Площадные (ячеистые) системы расположения скважин обычно используются при разработке горизонтальных или слабо наклонных залежей осадочного происхождения. Площадная система размещения скважин с гексагональными и треугольными ячейками приведена на рис. 7.2. Межскважинное расстояние обычно небольшое — 8—20 м. Площадные системы используются довольно редко.
Линейные системы расположения скважин состоят из последовательно чередующихся рядов откачных и закачных скважин. Наиболее часто встречающиеся варианты линейной системы расположения скважин приведены на рис. 7.3. Расстояния между рядами скважин и скважинами в ряду L колеблются в широких пределах — от 15 до 50 м и более. Добычная ячейка обычно состоит из двух закачных и одной откачной скважины, принадлежащих к трем последовательно расположенным рядам. Линейные системы весьма широко применяются на практике при разработке месторождений любого типа.
Наиболее благоприятной считается линейная система с шахматным расположением скважин при соотношении расстояний между скважинами в ряду и между рядами 1:2.
Комбинированные системы включают элементы площадной и линейной систем, к ним относятся также системы с использованием противофильтрационных горизонтальных и вертикальных завес для ограничения растекания выщелачивающего реагента в горизонтальном и вертикальном направлениях. Для уменьшения утечки рабочего раствора на некотором расстоянии от рудного тела вверх и вниз по току подземных вод разбуривается по два ряда скважин. Схема разработки месторождения с завесами приведена на рис. 7.4. Внешние ряды скважин (№ 1—№ 5) служат для создания механического барьера. Для этого в эти ряды скважин нагнетается твердеющий материал (цемент, синтетические смолы и др.). Нагнетанием в скважины внутренних рядов (№ 2—№ 4) веществ, которые затвердевают после взаимодействия друг с другом и пластовой водой, создается химический барьер. Аналогичные барьеры могут создаваться над и под рудной залежью.
Имеется опыт по гидроразрыву пластов с последующим формированием на месте разрыва искусственных непроницаемых пропластков из глиноцементной смеси или твердеющих синтетических смол.
Работы по созданию гидрозавес и гидроразрыву весьма трудоемки и дорогостоящи, поэтому целесообразность их проведения должна подтверждаться в каждом конкретном случае технико-экономическими расчетами.
Принципиальная технологическая схема переработки продуктивных растворов подземного выщелачивания приведена на рис. 7.5. На ряде предприятий попутно с ураном извлекается и молибден, изучается возможность получения и других элементов, в первую очередь селена.
Рис. 7.4. Схема разработки месторождения с завесами
Рис. 7.5. Принципиальная технологическая схема сорбционной переработки продуктивных растворов подземного выщелачивания