Изобретение относится к переработке урансодержащего сырья и может быть использовано при извлечении металлов из руд методами кучного и подземного выщелачивания.
Известен способ извлечения урана из руд, включающий перколяционное выщелачивание урана, сорбцию урана из продуктивных растворов, доукрепление маточников сорбции расходуемыми реагентами и подачу их на орошение руды (Громов Б.Н. Введение в химическую технологию урана. - М.: Атомиздат, 1978, с.71-73; 105-112).
В качестве расходуемых реагентов используют минеральные кислоты либо, при высоком содержании в сырье кальцита и доломита, карбонаты щелочных металлов. Процесс перколяции осуществляют посредством просачивания выщелачивающих растворов через рудный материал, уложенный в кучи (штабели), либо подземным выщелачиванием (скважинным или в шахтных системах с магазинированием руды).
Основным недостатком известного способа является значительное падение концентраций урана в продуктивных растворах, направляемых на сорбцию на стадиях доработки сырья. Известен также способ извлечения урана из руд, включающий перколяционное выщелачивание урана с постепенным снижением интенсивности орошения штабелей по мере их отработки (Зайцев В.Ф., Зайцев Р.В. Совершенствование геотехнологических методов извлечения урана // Горный вестник, 1998, №3, с. 21-25).
Указанный способ позволяет стабилизировать концентрацию урана в растворах, подаваемых на сорбцию, но при этом значительно увеличивается время его выщелачивания.
Наиболее близким, принятым за прототип, является способ извлечения урана из руд, включающий перколяционное выщелачивание урана с многократной подачей продуктивных растворов на орошение до накопления определенной его концентрации, после чего растворы выводят на переработку, а затем доукрепляют расходуемым реагентом и подают на орошение руды (Кучное выщелачивание при разработке урановых месторождений / Петров Р.П., Долгих П.Ф., Шумилин И.П. и др. / Под ред. Скороварова Д.И. - М.: Энергоатомиздат, 1998, с. 127, 137).
К недостаткам данного известного способа относится нестабильная подача растворов на переработку - сорбцию, экстракцию и т.д. В периоды накопления урана в оборотных растворах последующие переделы технологического процесса не функционируют. Причем по мере отработки сырья длительность периодов циркуляции возрастает.
Таким образом, рассматриваемый технологический цикл не является непрерывным и не обеспечивает стабильную нагрузку по раствору и по урану на сорбционный передел, что делает его практическую реализацию нерациональной.
Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса перколяционного выщелачивания урана с обеспечением стабильной подачи продуктивных растворов на сорбцию.
Данный технический результат достигается тем, что извлечение урана из руд осуществляют способом, включающим перколяционное выщелачивание урана с получением продуктивных растворов, подачу продуктивных растворов на орошение руды, сорбцию урана из продуктивных растворов, доукрепление маточников сорбции расходуемым реагентом и подачу их на выщелачивание урана, отличающимся тем, что на руду, орошаемую продуктивными растворами, одновременно подают и доукрепленные маточники сорбции, а также тем, что соотношение объемов продуктивных растворов, направляемых на орошение руды и на сорбцию урана, поддерживают 0,1÷0,9-1.
Далее приводятся примеры осуществления процессов извлечения урана из руд по известной и предлагаемой технологиям. Для проведения лабораторных опытов была составлена рудная шихта алюмосиликатного типа, в которой вмещающие уран породы представлены трахидацитами, конгломератами, андезито-базальтами, гранитами, минералы ценного компонента - настураном, коффинитом, ураной чернью, браннеритом, уранофаном и уранотилом.
Пример 1.
Рудный материал крупностью 50 мм был загружен в перколяторы объемом 9,5 дм3 каждый. В растворах, выводимых на сорбцию, концентрацию урана поддерживали в пределах 0,045-0,055 г/дм3. Сорбционное извлечение урана осуществляли ионитом АМП.
Схема, представленная на фиг. 1, иллюстрирует ведение процесса по известному способу. Руду распределили по двум перколяторам, моделируя с их помощью процесс кучного выщелачивания урана. Содержание урана в одном из них (№1) составляло 0,040%, в другом (№2) 0,060%. Орошение руды в каждом перколяторе осуществляли интенсивностью 2 дм3/сутки с возвратом продуктивных растворов на выщелачивание руды до накопления в них вышеуказанной (0,045-0,055 г/дм3) концентрации урана. Затем растворы пропускали через сорбционную колонку. Полученные маточники сорбции, содержанием урана <0,010 г/дм3, после доукрепления их серной кислотой до рН 1,4-1,7 подавали на орошение, получаемые продуктивные растворы вновь многократно пропускали через руду до накопления в них урана и т.д., чередуя цикл циркуляции продуктивных растворов и вывод их на сорбцию. Первоначально заданное содержание урана достигалось на более богатом сырье четырехкратным оборотом продуктивных растворов, на бедном требовалось 7-8 оборотов. В дальнейшем, по мере извлечения урана, количество последних увеличивалось (длительность цикла циркуляции возрастала). За время работы 120 дней извлечение урана из общей массы обрабатываемой руды составило 55%.
Пример 2.
Предлагаемую технологию осуществляли в соответствии со схемой, изображенной на фиг. 2. Для исследований использовали руду аналогичную по крупности и составу предыдущим опытам. В перколятор №1 была загружена руда содержанием урана 0,040%, в перколятор №2 - руда содержанием 0,060%. Продуктивные растворы распределяли на потоки и направляли одновременно на сорбцию урана и на орошение руды, поддерживая постоянную, на уровне 2 дм3/сутки (V1), производительность подачи растворов на сорбцию и концентрацию в них урана 0,045-0,055 г/дм3. Маточники сорбции, содержанием урана <0,010 г/дм3, доукрепляли серной кислотой до рН 1,4-1,7 и направляли на орошение руды, распределяя их по перколяторам. Первоначально на орошение руды направляли 0,2 дм3/сутки продуктивных растворов (V2), объемная производительность (V3) при этом также составляла 0,2 дм3/сутки. Затем по мере извлечения урана из руды, производительность подачи продуктивных растворов на орошение (V2) увеличивали, соответственно, повышая производительность (V3). В завершении процесса выщелачивания объем V2=V3 и составлял 1,8 дм3/сутки.
Таким образом, при непрерывной и постоянной подаче растворов на сорбцию (V1=2,0 дм3/сутки) и стабильной нагрузке по урану на данную операцию (≈0,1 г/сутки) соотношение объемов продуктивных растворов, направляемых на орошение руды (V2) и на сорбцию урана (V1), поддерживали в пределах 0,1÷0,9:1. За 120 дней работы извлечение урана из общей массы руда составило 59%. Более высокие показатели предлагаемого способа по сравнению с известным были обеспечены следующими отличиями: одновременной подачей на орошение руды продуктивных растворов и доукрепленных маточников сорбции, мобильным изменением соотношения объемов продуктивных растворов, подаваемых на орошение и на сорбцию урана, что обеспечило интенсификацию процесса выщелачивания и стабильную подачу растворов с заданной производительностью и концентрацией урана на сорбционную переработку. Аналогично схемам (фиг. 1 и 2) были проведены опыты по извлечению урана из алюмосиликатных руд с высоким содержанием кальцита (16-18%). Рудный материал, загруженный в перколяторы, содержал 0,06 и 0,13% урана. В качестве расходуемых реагентов использовали карбонат и бикарбонат натрия, поддерживая их суммарную концентрацию в растворах орошения 15-20 г/дм3. За время работы 140 суток извлечение урана по известному и предлагаемому способам составило соответственно 41% и 44%. Далее опробование разработанной технологии осуществлялось в промышленно-экспериментальных условиях (фиг. 3 - штабели №1 и №2). Отрабатываемая технология включала перколяционное выщелачивание руды (содержанием урана в штабеле №1 0,05% и штабеле №2 0,10%), сбор и распределение получаемых продуктивных растворов на потоки, подачу их на сорбцию урана и на орошение руды одновременно с доукрепленными по серной кислоте маточниками сорбции. Общая площадь орошения обрабатываемой рудной массы составляла 30 тыс. м2. Сорбцию урана осуществляли в напорных аппаратах колонного типа. Доукрепление (подкисление) маточников сорбции проводили до рН 1,4-1,8, обеспечивая в продуктивных растворах рН на уровне 1,8-2,2.
Объем продуктивных растворов, подаваемых на сорбцию, поддерживали на уровне 400 м3/ч, производительность подачи продуктивных растворов на орошение изменяли на различных этапах испытаний от 40 до 360 м3/ч.
В целом, за 11 месяцев опытно-промышленных работ извлечение урана по предлагаемому способу превысило показатели известной технологии за аналогичный период времени на 9,5%.
Таким образом, проведенными исследованиями и испытаниями доказана высокая эффективность разработанной технологии извлечения урана из руд.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ | 2007 |
|
RU2374344C2 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНОВЫХ РУД | 2000 |
|
RU2200204C2 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНОВЫХ РУД | 2000 |
|
RU2192492C2 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА ИЗ СИЛИКАТНЫХ НИКЕЛЬ-КОБАЛЬТОВЫХ РУД | 2011 |
|
RU2465449C1 |
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОСТАТКОВ ДОМАНИКОВЫХ ОБРАЗОВАНИЙ | 2013 |
|
RU2547369C2 |
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕРОД-КРЕМНЕЗЕМИСТЫХ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ РУД | 2011 |
|
RU2477327C1 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА КУЧНЫМ И ПЕРКОЛЯЦИОННЫМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕМ ИЗ УПОРНЫХ УГЛИСТЫХ РУД, ОБЛАДАЮЩИХ СОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТЬЮ | 2018 |
|
RU2700893C1 |
СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ РУД | 2014 |
|
RU2580356C1 |
КОМБИНИРОВАННЫЙ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОТРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РУД МЕТАЛЛОВ | 2006 |
|
RU2348800C2 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ БЕДНЫХ РУД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1992 |
|
RU2095448C1 |
Изобретение относится к переработке урансодержащего сырья и может быть использовано при извлечении металлов из руд методами кучного и подземного выщелачивания. Технический результат: интенсификация процесса перколяционного выщелачивания урана с обеспечением стабильной подачи продуктивных растворов на сорбцию. Извлечения урана из руд включает перколяционное выщелачивание урана с получением продуктивных растворов, подачу продуктивных растворов на орошение руды, сорбцию урана из продуктивных растворов, доукрепление маточников сорбции расходуемым реагентом и подачу их на выщелачивание урана. При этом на руду, орошаемую продуктивными растворами, одновременно подают и доукрепленные маточники сорбции. Соотношение объемов продуктивных растворов, направляемых на орошение руды и на сорбцию урана, поддерживают 0,1÷0,9-1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
ПЕТРОВ Р.П | |||
и др | |||
Кучное выщелачивание при разработке урановых месторождений | |||
/Под ред | |||
СКОРОВАРОВА Д.И | |||
- М.: Энергоатомиздат, 1998, с.127, 137 | |||
СПОСОБ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНОВЫХ РУД | 1999 |
|
RU2159215C2 |
СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ РУД | 1995 |
|
RU2094512C1 |
0 |
|
SU206164A1 | |
US 4775413, 04.10.1988. |
Авторы
Даты
2004-04-10—Публикация
2002-07-22—Подача