СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ РУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2001 года по МПК C22B60/02 C22B3/08 C22B3/14 E21B43/28 E21C41/00 

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки руд и может быть использовано для извлечения урана из рудных материалов методами кучного (КВ) и подземного (ПВ) выщелачивания.

Известен способ выщелачивания урана из руд методами ПВ и КВ с применением серной кислоты, сущность которого сводится к просачиванию разбавленных ее растворов через слой рудной массы, уложенной в кучи, либо непосредственно через рудоносный пласт /Лунев Л.И. Шахтные системы разработки месторождений урана подземным выщелачиванием, М.: Энергоиздат. 1982 г., стр. 8, 13/. Недостатком такого метода выщелачивания являются малая интенсивность процесса и, как следствие, большая продолжительность его, повышенный расход кислоты, большой объем продукционных растворов, подлежащих последующей переработке.

Предложен способ извлечения урана кучным или подземным выщелачиванием, включающий обработку руды раствором серной кислоты; в раствор серной кислоты дополнительно вводят лигносульфонат аммония, щелочных или щелочно-земельных металлов (лигнин). Концентрацию лигносульфоната в выщелачивающем растворе поддерживают в интервале 0,05-5,0 г/л.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Руду, подлежащую переработке кучным способом, складируют в кучи, замачивают путем разбрызгивания воды, затем "закисляют" путем аналогичного разбрызгивания разбавленного раствора серной кислоты и потом обрабатывают таким же путем разбавленным раствором серной кислоты, в который введена добавка лигносульфоната требуемой концентрации. Орошение кучи осуществляют равномерно до тех пор, пока в вытекающем из-под кучи продукционном растворе содержание урана снизится до нескольких мг/л. После этого выщелоченную руду из кучи выгружают в отвал, а продукционный раствор направляют на переработку известным способом.

В случае ПВ процесс выщелачивания осуществляют по такой же методике, но раствор, содержащий линосульфонат, подают через закачную скважину в рудный пласт, а продукционный раствор откачивается из откачной скважины и направляется на переработку.

В лабораторных условиях это осуществляют в колонках по аналогичной методике.

На фиг. 1 и 2 представлены результаты выщелачивания урана из руд кучным и подземным способом соответственно с добавками лигносульфонатов в сравнении с результатами выщелачивания растворами серной кислоты без таких добавок.

Пример 1 (вариант КВ).

500 г измельченной до минус 10 мм (100%) урановой руды с содержанием урана 0,23% помещают в колонку диаметром 35 мм и в капельном режиме со скоростью 25-50 мл в сутки орошают вначале раствором серной кислоты 100 г/л до появления на выходе из колонки раствора со свободной кислотой ("закисление" руды), затем раствором H₂SO₄ 25 г/л с добавкой 1,0 г/л лигносульфоната аммония технического (ЛСТ), окислителем служит кислород воздуха. Ежесуточно проводят отбор проб продукционного раствора и его анализ на содержание урана, pH, окислительно-восстановительного потенциала (о-в.п.). Процесс выщелачивания ведут до тех пор, пока содержание урана в продукционных растворах снизится до нескольких мг/л. Общая продолжительность опыта составляла 50-55 суток. Результаты экспериментов выщелачивания руды раствором серной кислоты и таким же раствором, но с добавкой ЛСТ, приведены на фиг.1.

Из экспериментальных данных видно, что добавки лигнина в выщелачивающий раствор позволяют достичь более высокой степени извлечения урана (на 5-6%) (ветвь БС кривой) либо в 2-2,5 раза сократить продолжительность процесса выщелачивания при одинаковой степени извлечения урана, а следовательно, снизить расход реагентов и уменьшить обводнение процесса.

Пример 2 (вариант ПВ).

300 г керновой пробы руды палеодолинного типа с содержанием урана 0,215% помещают в колонку диаметром 35 мм, затем колонку заполняют раствором, содержащим 2-3 г/л серной кислоты, и в непрерывном режиме со скоростью 60-90 мл/сутки пропускают этот раствор методом просачивания через слой руды до появления на выходе из колонки раствора со свободной кислотой. После "закисления" руды в выщелачивающий раствор вводят ЛСТ из расчета его концентрации, равной 0,15 г/л, и продолжают выщелачивание вплоть до снижения концентрации урана в продукционных растворах до нескольких мг/л. Для сравнения в такой же колонке выщелачивание руды осуществлялось аналогичным раствором серной кислоты, но без добавок ЛСТ. Результаты опытов приведены на фиг. 2.

Из приведенных данных видно, что добавки ЛСТ приводят к значительному росту степени извлечения урана - на 8-10%.

Если исходить из оценки равной степени извлечения, то продолжительность выщелачивания (или отношение Ж:Т) руды раствором серной кислоты с добавкой ЛСТ в сравнении с выщелачиванием раствором одной серной кислоты сокращается приблизительно в 2,5 раза. Как следствие этого, почти пропорционально этому сократится и расход кислоты и объем растворов, подлежащих дальнейшей переработке.

Таким образом, применение добавок ЛСТ в сернокислых растворах при КВ и ПВ урана из руд позволяет резко интенсифицировать процесс при одновременном его упрощении и удешевлении.

Изобретение может быть использовано для извлечения урана методами кучного или подземного выщелачивания. Способ заключается в обработке рудного материала раствором серной кислоты. В раствор серной кислоты дополнительно вводят лигносульфонат аммония, щелочного или щелочно-земельного металла. Концентрация лигносульфоната в выщелачивающем растворе 0,05-5,0 г/л. Способ позволяет уменьшить продолжительность процесса выщелачивания, уменьшить расход кислоты, уменьшить объем продукционных растворов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ извлечения урана из рудных материалов кучным или подземным выщелачиванием, включающий обработку руды раствором серной кислоты, отличающийся тем, что в раствор серной кислоты дополнительно вводят лигносульфонат аммония, щелочного или щелочно-земельного металла. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию лигносульфоната поддерживают в интервале 0,05 - 5,0 г/л.