Принципиальные основы обогащения урановых руд. Оценка результатов обогащения

Обогащение урановых руд

Краткое содержание раздела

Задачи обогащения. Основные технико-экономические характеристики: извлечение урана, кратность обогащения, оборудование, затраты энергии и реагентов.

Способы рудного обогащения: разборка по цвету и с использованием флюоресценции, гравитационное, классификационное, флотационное, радиометрическое, магнитное и электростатическое. Их принципиальные основы.

Одной из наиболее важных операций механической обработки полезных ископаемых является увеличение содержания ценных компонентов и уменьшение содержания посторонних примесей. Эти задачи выполняются методами обогащения. Они представляют собой операции разделения разнородных по своему составу минералов, смешанных в полезном ископаемом в той или иной пропорции. Применительно к урановой технологии основную цель обогащения можно сформулировать следующим образом: изменить соотношение между ураном и сопутствующими элементами в получаемых фракциях рудного материала.

Существует много методов разделения минералов (обогащения), но все они основаны на различии в физических и физико-химических свойствах минералов, входящих в состав руды.

Методы обогащения полезных ископаемых

Свойства минералов	Методы обогащения
Цвет и блеск	Рудоразборка, породоотборка
Форма зёрен	Обогащение по форме
Крупность	Обогащение по крупности
Твёрдость	Обогащение по твёрдости
Род и коэффициент трения	Обогащение по трению
Удельный вес	Гравитационные методы обогащения: мокрое обогащение: отсадка, столы; воздушное (пневматическое) обогащение: отсадка, столы; обогащение в тяжёлых средах
Физико-химические свойства поверхностей минералов	Флотация
Магнитные свойства	Магнитное обогащение
Электрические свойства	Электрические методы обогащения

До получения металла из руды в виде слитка, последняя проходит длинный путь, начиная от рудника и кончая металлургическим заводом, подвергаясь на этом пути различным механическим, тепловым, химическим и другим воздействиям.

Примерная схема обработки руды с целью получения из неё металла.

В результате обогащения получаются продукты, которые называют концентратами, хвостами и промежуточными продуктами.

Концентратом называют продукт обработки исходного материала, который по содержанию определённого минерала, металла или элемента богаче исходного материала.

Если целью обогащения является удаление вредной примеси, то содержание последней в концентрате должно быть ниже, чем в исходном материале.

Хвостами называют продукт обработки исходного материала, который по содержанию определённого минерала, металла или элемента беднее исходного материала. Содержание ценного металла в хвостах должно быть настолько мало, что дальнейшая обработка их не оправдывается ни технически, ни экономически.

Промежуточным называют продукт обработки исходного материала, который по содержанию определённого минерала, металла или элемента богаче хвостов, но беднее концентрата. Промежуточный продукт не является конечным продуктом обогащения и по качеству он может быть одинаков с исходным материалом.

Эффективность обогащения оценивается по нескольким показателям:

1. Извлечение урана в концентрат

2. Выход концентрата в % от исходного количества руды (степень сокращения массы руды)

3. Оборудование

4. Затраты энергии

5. Затраты реагентов

Извлечение может быть определено как отношение, выраженное в процентах, количества какого-либо металла (элемента, минерала) в конечном продукте (концентрате) к количеству его в исходном материале (руде).

Обозначим ε – извлечение, %; Q – вес руды, т; γ – вес концентрата, т; α – содержание металла в руде, %; β – содержание металла в концентрате, %. Тогда:

Q α / 100 – количество металла в исходной руде (материале);

γ β / 100 – количество металла, перешедшее в концентрат при обогащении.

Отсюда получаем:

ε = γ β 100 / (Q α).

Часто имеется необходимость в определении степени сокращения, которая представляет собой отношение веса руды к весу полученного концентрата или число весовых единиц руды, необходимых для получения при данном методе обогащения одной весовой единицы концентрата.

Пусть К – степень сокращения, тогда:

К = Q / γ.

Выход концентрата γ можно выразить в процентах от исходного материала. Тогда Q = 100 % и

ε = γ β / α

К = 100 / γ

Самым старым методом обогащения является рудоразборка, за которой появился другой процесс – промывка. Постепенно, кроме промывки, стали применяться сочетания промывной силы потока с действием силы тяжести; в этом случае использовались гравитационные методы обогащения: сначала более простые – обогащение на неподвижных столах – шлюзах, а затем более сложные и совершенные – отсадка, обогащение на сотрясательных столах и др.

Своего высокого уровня развития гравитационные методы обогащения достигают в конце XIX и начале ХХ веков, когда они до появления флотации и магнитного обогащения являлись единственными методами и применялись при обогащении многих полезных ископаемых.

Применение магнитного обогащения относится ко второй половине XIX века, тогда как флотация была использована только в начале ХХ века.

Параллельно с развитием и совершенствованием методов обогащения появляются и находят себе применение новые методы и аппараты для дробления и классификации полезных ископаемых и для обезвоживания продуктов обогащения.

Дата добавления: 2014-01-07