Новые способы добычи подземных ископаемых

1 - Подземная газификация – добыча полезных ископаемых переводом в газообразное состояние. Например, из угля получают газ, используемый для химических и энергетических целей.

В процессе газификации формируются три основные зоны: окислительная, восстановительная и сухой перегонки.

Используют разные виды дутья: воздушное, обогащенное кислородом (35-65%), воздушно-паровое и парокислородное (60% кислорода и 230 г/м3 пара).

При этом получают газ, содержащий CO2, CO, H2, CH4, N2, имеющий теплоту сгорания до 7 МДж/м3.

Возможна одновременная газификация и перегонка нефти. При этом сжигают 10-12% нефти, получаемые при этом газообразные и жидкие продукты выводятся на поверхность через скважины.

Отсутствуют затраты на прокладку выработок, нет металлозатрат, облегчается труд шахтеров.

2 – Подземная выплавка веществ из рудного тела осуществляется подачей через трубы горячей воды и сжатого воздуха. Например, температура плавления серы равна 114-119^оС. При этом получают серу чистотой 99,99% без примесей селена, теллура, мышьяка.

Таким способом можно добывать минералы с низкой температурой плавления: буру (Na2B4O7*10H2O), озокерит (горный воск, парафиновые углеводороды), асфальт. Все эти вещества плавятся при 80-90^оС.

3 – Выщелачивание руд.

Может быть открытым, когда выщелачивающий раствор вводится и выводится системой дренажных канав

или

подземным, когда раствор вводится и выводится системой вертикальных нагнетательных и разгрузочных скважин, соединенных в ряды.

Виды выщелачивания:

- простое растворение (протекает без химических реакций). В этом случае вещество извлекается в продуктивный раствор в виде того соединения, которое содержится в исходной руде. Например, NaCl, NaNO3, KNO3, NaCl+KCl (сильвинит), NH4Cl, KCl*MgCl2*6H2O (карналлит), MgCl2*6H2O (бишофит), а также сульфаты, карбонаты.

- выщелачивание, протекающее с химическими реакциями. Его проводят в рудах, компоненты которых находятся в плохорастворимых соединениях. В результате реакции они переходят в хорошо растворимую форму, например:

2MeS + 2H2SO4 + O2 = 2MeSO4 + 2S + 2H2O

или

Cl2 + H2O = HOCl(гипохлоритная кислота, окислитель) + HCl,

затем

3MeS + HOCl + HCl = Me2(SO$)3 + MeCl2 + H2O

Применяемые растворители:

- природные поверхностные и подземные пресные воды,

- природные воды с добавкой газов (воздух, O2, CO2, Cl2),

- кислые растворители (H2SO4, HCl, HNO3),

- кислые растворы с добавками окислителей (например, раствор H2SO4 с добавками NO3-, Fe2(SO4)3),

- щелочные растворы (NH4OH – для выщелачивания бромаргирита AgBr, W, Co; NaOH – для выщелачивания Al),

- растворы Na2SO3 FeCl2 для выщелачивания соединений Sb,

- 0,05-0,15% раствор KCN – для выщелачивания соединений Au.

Взаимодействие этих способов добычи с окружающей средой пока не изучено.