Реагенты, используемые при отработке руд урановых месторождений

Схемы установки фильтров

Фильтры технологических скважин чаще устанавливаются в интервале залегания оруденения или на всю мощность при малых мощностях (менее 12 м) продуктивных горизонтов.

Если мощность горизонта более 12 - 15 м, то расположение фильтров скважин в основном определяется положением рудного тела в разрезе и фильтрационной неоднородностью пород. Рассмотрим несколько вариантов:

· Рудное тело приурочено к нижнемуводоупору. Фильтры закачных скважин устанавливаются на руду, фильтры откачных скважин устанавливаются на руду и до нижнего водоупора (рис.).

· Рудное тело находится в верхней или центральной части горизонта большой мощности. Фильтры закачных скважин устанавливаются на руду. Фильтры откачных скважин должны располагаться ниже так, чтобы избежать потерь растворов за счет гравитационного опускания.

· Рудное тело расположено в центральной части разреза, но имеет проницаемость значительно ниже, чем вмещающие породы. Фильтры закачных скважин устанавливаются над рудой, а фильтры откачных скважин – под рудой (рис.).

· Рудное тело представлено двумя крыльями. Если расстояния между крыльями не превышает 5-6 м, крылья отрабатываются совместно (рис.). Если расстояния между крыльями более 6 м, отрабатывается каждое крыло отдельно. Надо избегать установки двойных фильтров, их работа не эффективна. Нижние фильтры не работают в полном объеме, и нижнее крыло отрабатывается плохо или не отрабатывается совсем.

Длина фильтров определяется проектной производительностью скважин при заданном диаметре фильтров с учетом фильтрационных свойств пород, и обычно не превышает 10 м.

Фильтры наблюдательных скважин устанавливаются на всю мощность продуктивного горизонта.

Карбонатное (бикарбонатное) выщелачивание, БКВ – выщелачивания полезных компонентов из руды с помощью растворов карбонатов или бикарбонатов (обычно натрия или аммония). В подземных условиях обязательно применение окислителя.для растворения 4-х валентного урана и поддержания его в растворенном состоянии. Имеет четко выраженный селективный (выборочный) характер воздействия на руду. Растворенный металл переходит в раствор с образованием анионных комплексов с карбонатами (CO₃^-) в щелочной среде. Этот метод подходит для горных пород, образованных такими кислотоемкими составляющими, как кальцит.

Реагенты: Карбонат аммония - (NH₄)₂CO₃, бикарбонат аммония – NH₄HCO₃, карбонат натрия – Na₂CO₃, бикарбонат натрия – Na₂HCO₃

Окислители: кислород, пероксид водорода, хлораты, гипохлориты калия и натрия, калий марганцовокислый и др.

Преимущества:

§ высокая селективность, имеет рН способствующий минимальному взаимодействию с рудой;

§ карбонатность руд не имеет значения;

§ меньше растворяется селен и мышьяк;

§ простая схема технологического передела.

Недостатки:

§ извлечение урана из недр не превышает 60 – 65%;

§ требуется окислитель;

§ вместе с ураном извлекается радий, повышается радиоактивность ПР;

§ ионообменнаякольматация, образование Na⁺ способствует разбуханию глин и ухудшению проницаемости;

§ образования NH₄⁺ ведет к загрязнению подземных вод, трудно выводится из пласта (сложная рекультивация);

§ может возникнуть газовая кольматация скважин О₂ из-за подачи окислителя;

§ при приготовлении выщелачивающих растворов, может образовываться осадок CaCO₃, для его устранения необходимо вводить ингибиторы или отстаивать ВР в течение 18-24 часов перед подачей в пласт;

§ уран мигрирует на большие расстояния, требуется жесткое соблюдение баланса растворов.

Кислотное (сернокислотное) выщелачивание – выщелачивание полезных компонентов растворами серной кислоты из руд, не содержащих значительного количества карбонатов (до 2% по СО₂). Расход кислоты на извлечение 1 кг урана составляет для четырехвалентных форм 0,8 кг, для шестивалентных – 0,4 кг, а для растворения 1 кг кальцита – 1кг. В отличие от карбонатного выщелачивания характеризуется комплексным воздействием на руду и породу и связано с переводом в раствор большего количества элементов. По сравнению с бикарбонатными растворами обладает более интенсивной кинетикой процесса и повышенным извлечением полезных компонентов.

Реагенты: серная кислота – Н₂SO₄. Может применятся соляна (HCl) и азотная (HNO₃₎ кислоты, но они гораздо дороже и их применение приведет к загрязнению подземных вод хлором и нитратами соответственно.

Преимущества:

§ извлечение урана до 90%;

§ высокие концентрации урана в ПР;

§ применение окислителя не обязательно;

§ неспособность растворять молибден, который мешает извлечению радия;

§ наименьший ущерб подземным водам.

Недостатки:

§ растворение рудовмещающих пород;

§ карбонатность должна быть не более 2%,

§ кольматация скважин гипсом.

Дата добавления: 2015-08-31