Стадия довыщелачивания

Стадия выщелачивания

На этой стадии идет активное извлечение урана. В этот период следует постепенно понижать концентрацию реагента, сохраняя высокую скорость фильтрации растворов. Концентрация серной кислоты в выщелачивающем растворе около 7 - 15 г/л, определяется остаточной кислотностью. Остаточная кислотность в продуктивных растворах не должна быть ниже 2 г/л при Ж/Т <1 и ниже 1 г/л при Ж/Т от 1 до 1.5. На этой стадии значительно меньше проявляются кольматационные явления, кроме механической кольматации, которая мало зависит от стадий выщелачивания. Период выщелачивания определяется по Ж/Т от 0.25 до 1.5. Одним из важных условий успешного ведения процесса подземного выщелачивания является необходимость соблюдения баланса растворов по откачке-закачке, в результате чего обеспечиваются условия относительной локализации зоны циркуляции растворов в пределах отведенной горнорудной массы. Разубоживание продуктивных растворов или растекание выщелачивающих растворов за контур блока приводит к увеличению сроков отработки, перерасходу реагентов, увеличению себестоимости урана.

Эта стадия является завершающей и заключается в вытеснении остаточных урансодержащих растворов бедными выщелачивающими растворами (маточниками сорбции). Концентрация серной кислоты в выщелачивающих растворах должна быть небольшой, только для поддержания рН среды меньше 2. На данной стадии при повышении концентрации кислоты в ВР происходит повышение остаточной кислотности в продуктивных растворах, но увеличения концентрации урана не происходит. На заключительной стадии процесс выщелачивания полезного компонента значительно замедляется, так как к этому времени остается трудно извлекаемая его часть. С целью дополнительного извлечения урана из недр целесообразно уменьшить скорость фильтрации на стадии довыщелачивания, используя пульсирующий режим откачки (с периодическими остановками в течение длительного периода времени) или разреженные сети технологических скважин, это позволит изменить направления потока и проработать застойные зоны. Стадия довыщелачиваания по Ж/Т выделяется с 1.5 до 2.5 - 3. Выщелачивание урана завершается при достижении концентрации в продуктивных растворах определенного минимального значения (например: 20 мг/л), при котором себестоимость урана становится выше оптимальной границы.

После завершения выщелачивания проводятся мероприятия по рекультивации водоносного горизонта, ликвидации технологических скважин, систем трубопроводов и т. д., рекультивации поверхности скважинного поля.

Схема циркуляции растворов в процессе подземного выщелачивания

Схема циркуляции растворов в процессе подземного выщелачивания приведена на рисунках 1 и 2.

Схема предусматривает откачку продуктивных растворов (ПР) из откачных скважин отрабатываемого блока, отстаивание растворов от механических примесей с выводом последних из процесса, сорбционное извлечение урана из растворов, осветление маточников и подкисление их концентрированной серной кислотой, подачу подкисленного выщелачивающего раствора (ВР) через закачные скважины в рудное тело блока

Геотехнологическая схема добычи урана из месторождений осадочного типа различными скважинными системами включает следующие взаимосвязанные технологические процессы:

· Собственно сернокислотное выщелачивание урана из рудных тел на месте их залегания с получением продуктивных урансодержащих растворов.

· Сорбционное извлечение урана из продуктивных растворов ионитами с получением насыщенного уранового ионита и обедненных по урану возвратных растворов (маточников сорбции), возвращаемых в цикл подземного выщелачивания после доукрепления серной кислотой.

· Регенерация насыщенного ионита с получением товарного уранового концентрата и отрегенерированного ионита в исходной солевой форме, возвращаемого на сорбцию урана из продуктивных растворов.

Принципиальная схема подземного скважинного выщелачивания урана растворами серной кислоты приведена на рисунке 5.1.

Выщелачивающий раствор

Выщелачивание урана

Отстаивание

Сорбция урана ионитом

Отстаивание

Списание, рекультивация блоков ПВ

Доукрепление реагентом

Регенерация насыщенного ионита

Урановый концентрат

Захоронение радиоактивных отходов

H₂SO₄

Осветленный раствор

Осветленный раствор

Осадок

Осадок

Возвратные растворы

Насыщенный ионит

Отрегенерированный ионит

Продуктивный раствор

Рис 5.1. Принципиальная схема подземного скважинного выщелачивания урана из рыхлых осадочных отложений растворами серной кислоты

Для подземного скважинного выщелачивания урана из руд, залегающих в рыхлых осадочных обводненных отложениях с горизонтальным или слабонаклонным залеганием пластов в продуктивном горизонте, применяют различные системы откачных-закачных скважин, пробуренных с поверхности. Принципиальная аппаратурная схема представлена на рисунке 5.2.

Растворы из общего магистрального трубопровода 1 поступают в технологический узел закисления 2, где доукрепляются до заданной концентрации серной кислотой, подаваемой насосом 11 из расходной емкости концентрированной серной кислоты 10. Далее выщелачивающие растворы подаются в схему обвязки блока ПВ.

Продуктивные растворы из откачных скважин выдаются на поверхность погружными насосами или эрлифтами и поступают в блочный коллектор продуктивных растворов 6, по которому транспортируются в отстойник продуктивных растворов 7 блока ПВ. Осветленные растворы из отстойника 7 насосами 8 подаются в общий коллектор продуктивных растворов 9 для транспортировки растворов на перерабатывающую установку.

Концентрированная серная кислота завозится на рудник ПВ в железнодорожных и автоцистернах. Как правило, расходная емкость для накопления и отстаивания рабочего объема кислоты оборудуется на несколько блоков ПВ.

Отработку блока осуществляют при выполнении следующих требований:

1. Соблюдать баланс откачки-закачки растворов по блоку, рядам и ячейкам скважин. Суммарные расходы ПР и ВР должны быть одинаковыми.

2. Подавать в скважины только осветленные, то есть очищенные от механических примесей растворы. Предельно допустимая концентрация механических примесей в ВР составляет 5 мг/л.

3. Подавать на подкисление ВР кислоту, очищенную от механических примесей.

4. При ремонтно-восстановительных работах в скважинах откачиваемые растворы направлять в специальную емкость для отделения механических примесей, после чего осветленные растворы направлять в общий коллектор ПР.

H₀

H_З

ПР

ПР

H₂SO₄

H₂SO₄

ВР

1,9 – общие коллекторы ВР и ПР рудника ПВ; 2 - технологический узел подкисления ВР; 3,6 – коллекторы ВР и ПР блока ПВ; 4,5 – закачная - откачная скважины ячейки блока ПВ; 7 - блочный отстойник ПР; 8 - блочная насосная ПР; 10 - расходная емкость концентрированной серной кислоты; 11 - приемный зумпф с насосом. Н_О, Н_З – динамический уровень в откачной – закачной скважинах.

Рис.5.2. Принципиальная аппаратурная схема блока подземного выщелачивания

Дата добавления: 2015-08-31