ВИВЧЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ РУД

45. Проведенню технологічних досліджень руд має передувати вивчення можливості радіометричної крупнопорціонной сортування в транспортних ємностях видобувається гірничорудної маси. Попередні прогнозні технологічні показники виходять розрахунковим шляхом при обробці даних випробування чи каротажу в технологічних контурах експлуатаційних блоків. Керуючись відповідними нормативно-методичними документами, повинні бути встановлені: порційна контрастність руд виділених природних різновидів; фізичні ознаки, які можуть бути використані для поділу гірничорудної маси; показники радіометричного сортування для порцій різного об'єму.

Для експериментального підтвердження технологічних показників крупнопорціонной сортування проводяться досвідчені гірські роботи з експрес-аналізом гірничорудної маси в транспортних ємностях на рудоконтролюючих станції (РКС) і сортуванням на кондиційну, некондиционную руди і отвальную породу. Достовірність експрес-аналізу руди в транспортних ємностях і якість продуктів сортування повинно бути завірено контрольним валових випробуванням.

При позитивних результатах необхідно уточнити промислові (технологічні) типи руд, що вимагають селективного видобутку, або підтвердити можливість валовий виїмки рудної маси, уточнити параметри системи відпрацювання, а також визначити можливість отримання сортів багатої руди.

Дослідження здатності руд до радіометричної сепарації кускового матеріалу включають випробування спеціально відібраних проб на лабораторних або напівпромислових сепараторах. При цьому повинні визначатися гранулометричний склад руди після великого дроблення з оцінкою розподілу металу по класах, вихід машинних класів при дробленні, технологічні показники радіометричної сепарації з одержанням кускового концентрату, відвальних хвостів і промпродукту, що направляється разом з відсівом на переробку традиційними методами збагачення.

В результаті повинні бути визначені доцільність радіометричної сепарації руд перед гідрометалургійної переробкою і можливість їх поділу на сорти для заводської і купчасто переробки. Одночасно, особливо на родовищах з тілами складної морфології, слід оцінити можливість отримання відвальних хвостів при сортуванні руд, видобутих масовими системами при підвищеному разубожіванія, і доцільність застосування таких високопродуктивних і дешевих систем.

У процесі розвідки повинна бути вивчена в лабораторних умовах, а при необхідності і в натурних, можливість вилучення урану з добутих некондиційних руд способом купчастого вилуговування.

46. Технологічні властивості руд вивчаються в лабораторних і напівпромислових умовах на мінералого-технологічних, малих технологічних, лабораторних, укрупненно-лабораторних і напівпромислових пробах. Лабораторні дослідження проводяться на етапі пошуків і оцінки. На стадії розвідки повинні проводитися технологічні дослідження в напівпромислових умовах.

При наявному досвіді промислової переробки для легковскриваемих руд допускається використання аналогії, підтвердженої результатами лабораторних досліджень. Для важкозбагачуваних або нових типів руд, досвід переробки яких відсутній, технологічні дослідження руд, а в разі потреби і продуктів їх переробки, повинні проводитися за спеціальними програмами, погодженими з зацікавленими організаціями.

Відбір проб для напівпромислових технологічних досліджень слід виконувати відповідно до існуючих інструкцій з відбору уранових руд для технологічних випробувань.

47. Мінералого-технологічними і малими технологічними пробами повинні бути охарактеризовані всі природні різновиди руд, виявлені на родовищі. За результатами їх випробувань проводиться технологічна типізація руд родовища з виділенням промислових (технологічних) типів і сортів руд, вивчається просторова мінливість речового складу, фізико-механічних і технологічних властивостей руд в межах виділених промислових (технологічних) типів і складаються геолого-технологічні карти, плани, розрізи.

На лабораторних пробах повинні бути вивчені технологічні властивості всіх виділених промислових (технологічних) типів руд в межах, необхідних для вибору оптимальної технологічної схеми їх переробки і визначення основних технологічних показників збагачення.

Напівпромислові технологічні проби служать для перевірки технологічних схем і уточнення показників збагачення руд, отриманих на лабораторних пробах.

Укрупнено-лабораторні та напівпромислові технологічні проби повинні бути представницькими, т. З. відповідати за хімічним і мінеральним складом, структурно-текстур, фізичними та іншими властивостями середньому складу руд даного промислового (технологічного) типу з урахуванням можливого разубоживания і сортування гірничорудної маси на РКС. При напівпромислових випробуваннях повинна бути відпрацьована вся схема переробки руд, починаючи від рудоподготовки, включаючи подрібнення і самоздрібнювання руд, і закінчуючи екстракційної переробкою товарних регенератов. Для родовищ в районах з діючими рудоперерабативающімі підприємствами напівпромислові випробування руд повинні проводитися за схемою підприємства, на якому передбачається їх переробка. Відбір проб для напівпромислових технологічних досліджень слід виконувати за узгодженими проектами і за участю представників підприємства, яке буде проводити випробування.

48. Принципова можливість вилучення урану способом СП У встановлюється геотехнологіческой дослідженнями на початковій стадії оцінки родовищ.

Такі дослідження виконуються в лабораторіях на зразках керна з порушеною і непорушеною структурою в обсягах, достатніх для вибору схеми, попередньої оцінки показників вилучення та витрати реагентів. Однак змоделювати в лабораторії особливості протікання процесу в надрах практично неможливо. Тому на завершальній стадії оціночних робіт, при остаточному визначенні промислової цінності родовища, необхідно проведення натурних геотехнологических випробувань.

Такі випробування зазвичай проводяться по двухскважінной схемою, без переділу продуктивних розчинів, в умовах дебаланса відкачування-закачування. Ставлення дебітів відкачування і закачування зазвичай вибирається близько 35, що дозволяє локалізувати область циркуляції розчинів. В ході експерименту систематично заміряються дебіти і випробовується відкачуються розчини, за змістом урану в яких, шляхом множення на коефіцієнт дебаланса, оцінюється ймовірний зміст урану в промислових розчинах при СПВ. За загальним обсягом розчинів і середньому змісту урану в них оцінюється кількість витягнутого в розчини металу, а по різниці його з початковою оцінкою в надрах - ступінь вилучення. Двухскважінние досліди дозволяють отримати досить надійні оцінки всіх параметрів вилуговування, за винятком показників переділу розчинів. Негативний результат таких дослідів найчастіше свідчить про неможливість відпрацювання даної ділянки СПВ, а якщо ділянка досить типовий, то і родовища в цілому. Час, необхідний для проведення двухскважінних дослідів, зазвичай становить від 3 до 6 місяців.

На стадії розвідки приступають до проведення многоскважінних дослідів, практично відповідають дослідної експлуатації. Такі досліди проводять на малих групах елементарних осередків (зазвичай 23 відкачні і відповідну кількість закачних свердловин), з введенням в схему вузла переробки розчинів і з отриманням кінцевої продукції (насиченого сорбенту або жовтого кеку). Час проведення таких дослідів складає вже не менше 12 років. У них відпрацьовуються оптимальні режими і виходять всі показники, необхідні для проектування підприємства.

Основними геотехнологіческой параметрами при СПВ є коефіцієнти фільтрації та дебіти свердловин по відкачці, середня концентрація урану в вихідних розчинах, ступінь вилучення металу з надр, питомі витрати реагенту на кілограм урану, а також ставлення мас робочого розчину і опрацьовують їм порід (рідкого до твердого, жлг ), при якому досягається планове вилучення.

Зразкові значення цих параметрів, що дозволяють обґрунтувати позитивну або однозначно негативну оцінку геотехнологических властивостей родовищ, наведені в табл. 8.

Досвідчені роботи по СПВ на стадії розвідки обов'язково повинні доводитися до кінця, т. Е. До досягнення вмісту в розчинах, що відповідає промисловому мінімуму, оскільки тільки в цьому випадку можуть бути отримані об'єктивні оцінки вилучення і всіх інших показників, необхідних для подальших економічних розрахунків.

Таблиця 8

Параметри для обґрунтування оцінки геотехнологических властивостей родовища

параметр

Значення, що відповідає позитивній оцінці

Значення, що відповідає негативній оцінці

Коефіцієнт фільтрації (для води), м / сут

> 1

<0,5

Середня концентрація урану в розчинах, мг / л

> 40

<20

ставлення жлг

13

> 510

Питомі витрати реагенту, кг H 2 SO 4 / кг U

<100

> 150200

Ступінь вилучення урану від запасів в надрах,%

> 70

<50

  • 49. Вивчення можливості вилуговування руд в гірських виробках і купах зазвичай обмежується лабораторними дослідженнями. Як правило, ці способи можуть розглядатися тільки в якості допоміжних для утилізації попутно видобуваються бідних руд або доопрацювання їх залишкових запасів в надрах на діючих підприємствах, оскільки значні витрати на гірське розтин і підготовку, при зниженій ступеня вилучення і низької інтенсивності відпрацювання, не можуть бути компенсовані . Однак при появі родовищ, для яких підземне вилуговування з гірським розкриттям буде розглядатися в якості основного способу розробки, їх розвідка повинна включати розширені геотехнологічні дослідження, з проведенням натурних випробувань.
  • 50. У результаті досліджень технологічні властивості руд повинні бути вивчені з детальністю, що забезпечує одержання вихідних даних, достатніх для проектування технологічної схеми їх переробки, з комплексним вилученням містяться в них компонентів, що мають промислове значення, а також купчастого вилуговування відвалів РКС.

По кожному з сортів і типів руд повинні бути визначені мінеральний і хімічний склади вихідної руди і продуктів її збагачення, представлені дані по подрібнюваністю і ізмельчаемості руд і необхідного ступеня подрібнення матеріалу, дані ситових аналізів вихідної руди і продуктів збагачення, виходу машинних класів, відомості про щільність , насипний масі і вологості вихідної руди і продуктів, визначені технологічні показники переробки: для процесу вилуговування - величина вилучення урану, для процесів флотації і гравітації - ви од концентрату, його якість, метод переробки концентрату, витяг основних і супутніх компонентів в окремих операціях і наскрізне витяг, витрата реагентів, необхідність знешкодження промислових стоків. Якість продуктів переробки і концентратів має відповідати існуючим стандартам і технічним умовам.

Для попутних компонентів, відповідно до "Рекомендацій але комплексному вивченню родовищ і підрахунку запасів попутних корисних копалин і компонентів", затвердженими МНР Росії в установленому порядку, необхідно з'ясувати форми знаходження і баланс їх розподілу в продуктах збагачення і переділу концентратів, а також визначити умови, можливість і економічну доцільність їх вилучення. Для попутних корисних копалин і компонентів, що вимагають інших способів вилучення, в порівнянні з технологією вилучення урану, технологія переробки руд і їх продуктів повинна бути вивчена відповідно до вимог Методичних рекомендацій із застосування Класифікації запасів до родовищ цих корисних копалин.

Повинна бути вивчена можливість використання оборотних вод, а також відходів, переробки мінеральної сировини та надано рекомендації з очищення промислових стоків.

51. Основним способом переробки уранових руд є гідрометалургійний переділ, якому, в залежності від конкретних особливостей руд, можуть передувати: радіометричне збагачення (покусковая або малопорційних сортування); механічне збагачення (гідроціклонірованіе, виборче подрібнення, узагальнення в важких суспензіях та ін.); інші способи збагачення (флотація, термічна обробка та ін.).

Механічному збагаченню піддаються уранові руди, в яких урансодержащие мінеральні утворення різко відрізняються за фізико-механічними властивостями від мінералів порід, що вміщають (наприклад, слюдковие руди в гранітах і сланцях, фосилізованій ураноносность кістковий детрит в глинах і ін.).

Радіометричного збагачення піддаються уранові руди, що володіють достатньою радіометричної контрастністю і механічними властивостями, що визначають високий вихід Збагачуваність класів крупності при дробленні (зазвичай +25 мм або +15 мм).

Інші способи попереднього збагачення застосовуються для уранових руд при необхідності вилучення супутніх компонентів або видалення шкідливих домішок.

Попутними корисними компонентами в рудах уранових родовищ можуть бути молібден, фосфор, золото, срібло, ванадій, реній, селен, сірка (при високому вмісті і доцільності отримання сульфидного концентрату для попутного сірчано-кислотного виробництва), рідкісні землі, флюорит (при високому вмісті) та ін. Руди деяких зарубіжних родовищ (Канада, Австралія) містять в промислових концентраціях також нікель, кобальт. У рудах родовища Падма (Карелія) відзначені платиноїди.

Шкідливими домішками є карбонати (при кислотної схемою переробки), сірка (при карбонатної схемою), цирконій, миш'як, флюорит (при неможливості його утилізації, як цінного компонента), органічна речовина (при вмісті, що перешкоджає окисленню) і ін.

  • 52. Гідрометалургійна переробка уранових руд проводиться але кислотної або карбонатної схемами, із застосуванням при необхідності інтенсифікують агентів (нагрів, тиск, добавка окислювачів). Вибір схеми переробки і її економічні показники визначаються хімічним складом руд і типом уранової мінералізації.
  • 11о речовому складу уранові руди підрозділяються на алюмосилікатні, карбонатні, сульфідні, фосфатні (табл. 9).

Таблиця 9

Типи речового складу уранових руд

Тип руди

різновиди типу

визначальний компонент

вид

Зміст,%

алюмосилікатний

Силікати і алюмосилікати

> 95

карбонатний

нізкокарбонатний

карбонати

612

среднекарбонатний

1215

висококарбонатний

> 25

сульфідні

малосульфідний

сульфіди

310

среднесульфідний

1025

високосульфндний

> 25

фосфатний

малофосфатние

Р 2 0 5

310

среднефосфатние

1020

високофосфатних

> 20

каустобіолітовиє

ураноносность вугілля і тверді бітуми

углисті і бітумінозні сланці, пісковики та інші породи

За змістом урану руди поділяються на три сорти: багаті (більше 0,3% урану), рядові (0,1-0,3%) і бідні (<0,1%).

За типом уранової мінералізації руди поділяються на такі основні типи:

  • • настурановие і уранінітовие (оксидні);
  • • Коффіна-настурановие;
  • • браннерітовие, настуран-браннерітовие і настуран-Коффіна-браннерітовие (тітанатовие);
  • • апатитові і настуран-апатітовис;
  • • уранофановие і слюдковие.

Руди оксидного, Коффіна-настуранового і слюдкового типів легко розкриваються як при кислотному, так і при карбонатної схемою. Тітанатовие, фосфорні та уранофан-уранотіловие руди можуть перероблятися тільки по кислотної схемою. При цьому серед тітанатових руд зустрічаються як відносно легко розкриваються, так і вельми наполегливі різниці.

За змістом попутних компонентів уранові руди можуть бути розділені на дві основні групи: руди, в яких уран і попутні компоненти входять до складу одних і тих же мінералів (уран і ванадій в карнотіт, фосфор і уран в апатит); і руди, в яких уран і інші компоненти укладені в різних мінералах (Ni-Co в сулфоарсенідах. Mo, Аі і Ag в сульфіду та інших формах). Руди першої групи надходять на гідрометалургійний переділ, незалежно від наявності по

путніх компонентів, а останні можуть бути вилучені у вигляді чистих хімічних продуктів. Руди другої групи можуть попередньо збагачуватися методами гравітації або флотації, з виділенням попутних компонентів в самостійні концентрати. Молібден, який часто буває пов'язаний з нефлотіруемимі іордізітом і ільземанітом, витягується в єдиному з ураном гідрометалургійному процесі.

Кислотний метод набув найбільшого поширення як більш економічний і забезпечує високу вилучення урану. При взаємодії з кислотами уранові мінерали утворюють комплексний катіон UO2 2 , стійкий навіть в слабокислих середовищах. На більшості підприємств використовують H2SO4, рідше застосовують соляну і азотну кислоти. Найбільш благопрятно для кислотного вилуговування є руди, складені переважно силікатами, алюмосиликатами, кварцом і містять лише невеликі кількості карбонатів (4,5%), фосфатів, сульфідів, вільних оксидів заліза і органічної речовини. У розбавлених кислотах добре розкладаються все вторинні мінерали урану. Уранініт, настуран і черні вилуговуються в присутності окислювача. Досить високе вилучення урану з вугілля, асфальти та інших органічних речовин досягається лише після випалу.

Тантало-ніобієві, цирконієві, рідкоземельні мінерали, ураносодсржащіе титанати вимагають для розкладання і вилучення урану застосування концентрованих кислот і підвищених температур розтину.

Карбонатне вилуговування проводиться в автоклавах і Пачукою. При взаємодії з розчинами лугів уран вибірково у вигляді комплексного ураніл-карбонатного іона переходить в розчин, в той час як карбонати і силікати залишаються в Кекаха. Селективність процесу забезпечує отримання слабо заірязненньїх розчинів. З метою повного розкриття уранових мінералів потрібно подрібнення до 0,06 мм. Для розчинення оксидів чотирьох валентного урану необхідне застосування окислювачів. Погано розкладаються в лугах силікати урану, ніобію-тантало-титанати і уранати. Карбонатний спосіб не годиться, якщо руди містять багато гіпсу і гумусових речовин.

Витяг урану з розчинів і пульп проводиться сорбційно-екстракційним способом. Процес сорбції з освітлених пульп здійснюється в іонообмінних колонах. Для десорбції урану зі смоли використовують розчини сірчаної та азотної кислоти, сульфату амонію, хлориду натрію. Паралельно з освітлених розчинів і розчинів перечистки дссорбснтов уран витягується рідинної екстракцією. Супутні урану цінні компоненти витягуються разом з ураном на стадії вилуговування, потім виділяються на стадіях сорбції, десорбції і екстракції, рідше методами хімічного осадження і кристалізації.

Осадження хімічного концентрату закису-окису урану (UiOs) з концентрованих розчинів проводиться аміаком, рідше перекисом водню.

Товарною продукцією гірничо-хімічних комбінатів, які здійснюють весь цикл видобутку і переробки уранової сировини, зазвичай є закис-окис урану (ІїзОв), вимоги до якої встановлюються ТУ 95 198189. Витяг урану з руди в закис-окис коливається в межах 85-97% відповідно для содових і кислотних схем. Для окремих підприємств, особливо при СПВ, товарною продукцією може бути і т. Н. "Жовтий кек" (амоній-ураніл-трікарбонат Аутка), якість якого визначається ТУ 95 27762001.

Подальша переробка атомно-енергетичної сировини включає афінаж, з отриманням особливо чистих (ядерна чистота) з'єднань, виробництво гексафториду урану, збагачення за ізотопом 235 U, отримання двоокису НОУ і, нарешті, виробництво на її основі тепловиділяючих елементів АЕС (ТВЕЛів).

53. Відпрацювання уранових родовищ способом СПВ, а також вилуговування руд на місці залягання в гірських виробках і в купах виробляються із застосуванням тих же реагентів.

Кислотний спосіб при підземному і купчастому вилуговування нс вимагає добавки спеціальних окислювачів, хоча їх застосування може інтенсифікувати процес. Карбонатная схема вимагає обов'язкового введення в розчин окислювача, причому в цій іпостасі вже не може використовуватися пиролюзит, застосовуваний в заводських умовах. В якості окислювача при СПВ найчастіше використовують кисень повітря або чистий кисень, що вводиться шляхом аерації розчинів. Більш ефективним, але дорогим і складним в експлуатації (пожежо-, вибухонебезпечність) окислювачем є пергідроль. Порівняльні характеристики кислотної і карбонатної схем СПВ наведено в табл. 10.

Таблиця 10

Порівняльні характеристики кислотної і карбонатної схем

характеристика

кислотна схема

карбонатная схема

основний реагент

H 2 S0 4

Na 2 CO 2 , NаНСО 2 . (NН 4 ) 2 СО 3

окислювач

нe обов'язковий

Про 2 , Н 2 0 2

Концентрація основного реагенту окислювача: 0 2

Н 2 02

5-30 г / л

0,5-10 г / л 100 300 мг / л 0.13 г / л

pH розчинів

0,8-1,2

811

шкідливі чинники

Карбонати> 2,5% С0 2

Сульфіди> 1%

Загальна ефективність процесу

висока

знижена

Матеріал труб і арматури

Поліетилен, пластики, нерж. сталь

Припустимо чорний метал

Екологічно шкідливий чинник

Залишення в надрах кислотних розчинів

Витяг на поверхню активного Ra

Найчастіше використовується кислотна схема, що забезпечує більш високу інтенсивність процесу. Карбонатная схема виступає в якості конкуруючої, при підвищеній карбонатності порід і руд або при інших факторах, що ускладнюють застосування кислотної схеми. У таких випадках вибір оптимальної схеми визначається економічними розрахунками.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >