Мазмұны

13.2 Уранды өндіру технологиясы

13.2.1 Уранның шикізат көздері
Қазіргі таңда уранның әлемдік ресурстары 17 млн т. бағаланады, оның ішінде 21% рентабельді, яғни өңдеу құны 80 $/кг төмен уран қоры болып есептеледі. Ресурстардың 80% әлемнің 7 елінде шоғырланған: Австралия, АҚШ, Қазақстан, Оңтүстік Африка мемлекеті, Моңғолия, Канада және Ресей. 2005 жылғы мәлімет бойынша көшбасшы орында Австралия орналасқан, онда барлық қор 100 мың тонна, расталған қор 700 мың тонна; екінші орында Қазақстан: барлық қор 600 мың тонна, расталған қор 400 мың тонна, үштікті Канада жабады: барлық қор 450 мың тонна, расталған қор 250 мың тонна уран.
Уран минералдары эндогендік (бастапқы) минерал түзілуінің барлық кезеңдерінде кездеседі: магмалық, пегматиттік және гидротермиялық. Сонымен қатар, уран негізінен жоғары тотығу дәрежесінде, экзогендік және метаморфогендік кен орындарында кездеседі.
Уран минералдарының екі жүзге жуық түрі белгілі. Уран минералдары жер қыртысының түзілуінде пайда болған бастапқы минералдарға (негізінен уран (\( \small \text{IV} \)), Ti, Fe, Ta, Nb және т.б. — уранинит, уран шайыры және т. б.) және де қайталама минералдар — олардың дамуының кейінгі кезеңдерінде, яғни қазіргі жер бетінде пайда болған минералдар болып екі топқа бөлінеді.
Жер қыртысында уран негізінен шашыраңқы күйде болады, орташа концентрациясы \( \small 3 \times 10^{-4} \% \) құрайды, яғни жердегі уранның мөлшері күмістен, висмуттан, сынаптан көп. Жердің жиырма шақырымдық жоғарғы қабатында шамамен \( \small 10^{14} \) тонна уран бар.
Жер бетінде түзілетін экзогендік минералдар тобына мыналар жатады:
- карнотит — калий уранилванадаты \( \small \text{K}_2(\text{UO}_2)_2(\text{VO}_4)_2 \times n\text{H}_2\text{O} \);
- тюямунит — кальций уранилванадаты \( \small \text{Ca}(\text{UO}_2)_2(\text{VO}_4)_2 \times n\text{H}_2\text{O} \);
- отенит — \( \small \text{Ca}(\text{UO}_2)_2(\text{PO}_4)_2 \times n\text{H}_2\text{O} \);
- торбернит — \( \small \text{Cu}(\text{UO}_2)_2(\text{PO}_4)_2 \times n\text{H}_2\text{O} \).
Эндогендік кен орындарының ішінде гидротермиялық кен орындары маңызды болып табылады, онда уран негізінен настуран және браннерит түрінде кездеседі.
Экзогендік кен орындары уранның маңызды өнеркәсіптік көзі болып табылады. Олардың көпшілігінде уран органикалық қосылыстармен (битумдар, көмірлер), молибденмен, ванадиймен, селенмен тығыз байланысты. Сонымен қатар, уран барлық фосфат түзілімдерімен (фосфориттер, балықтардың сүйек қалдықтары және т.б.) оңай байланыс түзеді.
Жер асты шаймалау әдісімен өңдеуге жарамды уран кен орындары экзогендік қабат-инфильтрациялық кен орындарына жатады.
Уран қабатының инфильтрациялық кен орындарының пайда болуы жер қыртысының өткізгіш бөліктеріне горизонттың қоректену аймағында оттегі бар атмосфералық сулардың инфильтрациясымен байланысты. Қабат суларының қоректену аймағы, мысалы, суларда уран мөлшері бар тозған граниттер мен тақтатастардың массиві болуы мүмкін, шамамен \( \small 2 \times 10^{-4} \) г/л және одан аз. Алдымен уран тау жыныстарынан шаймаланады, жер асты суларының ағынымен қозғалады, ал еріген оттегі тау жыныстарындағы тотықсыздандырғыштардың тотығуына жұмсалғаннан кейін (көмір, өсімдік детриті, темір дисульфидтері — пирит, марказит, тотықсыздандырғыш газдар — күкіртсутек, метан, сутегі және т.б.) — уранның ерімейтін төмен валентті қосылыстар түрінде шығарылады (\( \small \text{U}^{4+} \)). Уранның кен орындары құрамында тотықсыздандырғыш газдары бар сулармен араласқан кезде сулы горизонтты түсіру аймағында да пайда болуы мүмкін. Геохимиялық тотығу-тотықсыздану тосқауылының орны тотыққан сары түсті жыныстардың тотықпаған сұр түске ауысу аймағымен бекітіледі.
Инфильтрациялық кен орындарының пайда болуының тән ерекшелігі — кенді заттың тікелей тұндыру аймағындағы геохимиялық тосқауылда осы аймақтың артқы бөлігінде бұрын пайда болған кендердің үздіксіз еруі және заттың фронтальды бөлігіне ауысуы. Гидродинамикалық жағдайлар өзгеріссіз болғанша, қалыптасқан кендеу су ағынының бағытына қарай үздіксіз қозғалады, сондықтан мұндай кенді денелер «орама» немесе «ролл» деп аталады. Мұндай орамдардың артында әрдайым тау жыныстары тотығады, ал алдыңғы жағында олар бастапқы сұр түсті, тотықсыздану көрінісін сақтайды. Ролл қимасының жалпы пішіні ағынға қарайтын жарты айға өте жақын, өйткені судың жылдамдығы сүзгі көкжиегінің орталық бөлігінде максималды болады.
Роллдың фронтальды бөлігі кен денесінің максималды қуатымен сипатталатын «қап» немесе «қап бөлігі» деп аталады. Сүзгі қабатының жоғарғы және төменгі шекараларына іргелес артқы қуаты аз бөліктер «қанаттар» деп аталады. Кен орындарының классикалық ролл формасы әдетте біркелкі өткізгіштігі төмен горизонттарда байқалады. Нақты жағдайда орамдардың идеалды формасы жиі бұзылады. Қабаттың өткізгіштігінің сипатына байланысты фронтальды бөлік дөңес емес, күрделі болуы мүмкін, бірнеше ұзартылған «тілдері» бар. Ролл артикуляциялық немесе бөлінген кластерлер жүйесіне ыдырауы мүмкін.
Уранды кен аймағындағы құмдар уранмен және жаңадан пайда болған темір сульфидтерімен байытылған және сұр және қою сұр түсті. Тотыққан жыныстардағы қабат тотығу шекарасына жақын жерде уранның темір гидроксилдерінің сорбциясымен байланысты мөлшері біршама жоғарылайды.
Уранның минералдануы «черни», настуран және коффинитпен ұсынылған. Черни минералды дәндерде бляшкалар мен пленкалар түзеді, цементті сіңіреді, көбінесе минералды дәндердің ішіндегі жарықтар арқылы енеді. Настуран мен коффинит көміртектелген өсімдік қалдықтарымен шектелген. Қиындықсыз тұқымдарға көшу біртіндеп жүреді.
Қабаттық-инфильтрациялық кен орындарындағы уранның мөлшері пайыздың оннан және жүзден бір бөлігін құрайды, сирек 1%-ға жетеді.

13.2.2 Кендерден уранды өндіру әдістері
Табиғи уранды өндіру бойынша 2009 жылдан бері Қазақстан әлемдік көшбасшы елдердің қатарында. Уран өндіру бойынша әлемдік жетекші компаниялар: Казатомпром, Cameco, Rio Tinto, AREVA, Uranium One және басқалары.
Уран кендерін өндірудің қолданыстағы әдістерін келесідей жіктеуге болады:
1. Ашық әдіспен өндіру, онда әртүрлі ашық даму жүйелері қолданылады;
2. Жерасты әдіспен өндіру, онда әртүрлі жерасты игеру жүйелері қолданылады; кеннің жерасты шахтасын қазу; жарылыспен немесе басқа тәсілмен бұзылған кен массивінен жерасты шаймалау; жатқан жерінде жерасты шаймалау;
3. Аралас әдіспен өндіру, онда кен орнының кейбір учаскелерін игеру ашық тәсілмен, ал қалғанын жерасты тәсілімен жүзеге асырылады (үйінді шаймалау).
Ашық өндіру әдісі — бұл карьерлерден кен өндіру. Бұл өндіру әдісінің қолайлы факторы — кеннің жер бетіне жақын орналасуы.
Көптеген жағдайларда уран кен орындары кенді денелердің салыстырмалы түрде шектеулі мөлшеріне, күрделі құрылымына және күрделі гидрогеологиялық жағдайларына ие, бұл ашық жұмыстардың ерекшеліктерін алдын-ала анықтайды: карьерлердің кішігірім мөлшері, кендердің шектеулі өнімділігі; дренаж жұмыстарының едәуір көлемі.
Ашу жұмыстарын бастамастан бұрын барлау кен денесі мен бос жыныс учаскелерінің контурын анықтайды. Сондай-ақ, тау-кен-геологиялық және техникалық-экономикалық игеру шарттары ескеріледі.
Тау жыныстарын ашу, бұрғылау-жару жұмыстары механикалық күректердің көмегімен жүзеге асырылады. Бұл өте қымбат операция. Тау жыныстары арнайы бұрғылау тәждерін, бұрғылау және жару ұңғымаларының күрделендірілген желісін қолдануды талап етеді.
Кенді тиеу үшін экскаваторлар жиі қолданылады. Карьердің көлеміне байланысты экскаваторлар сыйымдылығы аз (0,5 ... 2,0 м³) немесе үлкен (3,8 ... 4,5 м³) шөміштерімен болуы мүмкін. Кенді тиеу, әдетте, автосамосвалдарда жүзеге асырылады. Кенді радиометриялық әдіспен анықталған сорттарға тиейді. Кейбір карьерлерде кен байыту фабрикасына теміржол арқылы жеткізіледі.
Уран кен орындарын ашық әдіспен игерудің мысалы ретінде Австралиядағы Рам Джунгли және Мэри Кетлин кен орындары, Канададағы Гуннар кен орны және басқалары жатады.
Кенді жерасты әдіспен өндіру. Уран кен орындарын жерасты игеру ерекше алуан түрлілігімен ерекшеленеді. Түсті, сирек, қара металдар мен көмір кендерін өндіруде кеңінен қолданылатын жүйелермен қатар, уран кеніштерінде тек уран өндіру өнеркәсібіне тән жүйелер мен олардың нұсқалары қолданылады. Уран кен орындарының ерекшелігі барлық белгілі өңдеу жүйелерінде технологиялық операциялар кешеніне ерекше көзқарасты қажет етеді. Сонымен, радон мен радиоактивті шаңға қарсы іс-шараларға қосымша талаптар қойылады.
4.32-суретте ашық тазарту кеңістігі бар жүйемен кеннің жерасты шахталық қазбасы көрсетілген, онда кен қазу кезінде негізгі жыныстар кенді тұтасымен немесе қарапайым түрлердің бекіткішімен тіреледі, ал тазарту кеңістігі ашық күйінде қалады. Тазарту жұмыстарын қолмен (қуаты аз кен орындарында), өздігінен жүретін жабдықтың көмегімен (өздігінен жүретін бұрғылау кареткалары, самосвалдар және т.б.) орындауға болады. Егер шатыр жеткілікті тұрақты болса, тұтас кенді өздігінен жүретін тиеу машинасымен тиейді.

4.32-сурет. Шахтада өздігінен жүретін жабдықпен кен қазу

Жер асты шаймалау: бұл кен денелеріндегі қатты пайдалы компоненттерді сұйық фазаға селективті өткізу арқылы кен орындарын игеру.
Кен денелерінен пайдалы заттарды іріктеп шаймалау және шығару (суару) және дренаж (түсіру) құрылғылары жүйесінің әсерінен кен қабаты бойынша жүретін еріткіштің жасанды қысымсыз немесе қысымды ағынының көмегімен жүзеге асырылады.
Кендерді жер асты шаймалаудың ерекшелігі - уранды кендерден бағалы компоненттерді бөліп алу процесінде негізгі жыныстардың жаппай жылжуы болмайды, тау жыныстарының құлауы немесе игеру аймақтарының үстінен шөгуі мүлдем болмайды.
Аралас әдіспен өндіру. Үймелі шаймалау-жарылыспен ұсақталған және жер бетіне жеткізілген кедей және баланстан тыс кендерден еріту арқылы пайдалы компоненттерді алу процесі.
Қазіргі нұсқада үйінді шаймалау процесі келесідей. Полиэтилен пленкамен жабылған арнайы дайындалған алаңға төселген биіктігі 10 м дейінгі кен қатарлары сорғымен берілетін күкірт қышқылының ерітіндісімен суарылады. Алынған уран ерітінділері зумпфтарға түседі, олардан уранды ары қарай сорбциялау арқылы алады.
Соңғы уақытқа дейін үйінді шаймалау уран алудың қосымша әдісі ретінде қарастырылды. Қазіргі уақытта заманауи құрылымдық материалдар мен жабдықтарды жетілдіргеннен кейін бұл әдіс жиі қолданысқа еніп келе жатыр.

13.2.3 Уранды шаймалау әдістері
Кенді шикізатты өңдеудің соңғы өнімдері таза химиялық қосылыстар болып табылады, олардан металдық уран алынады. Кенді шикізаттан химиялық қосылыстарды өндіру технологиясы, әдетте, екі кезеңнен тұрады:
- техникалық өнімді және химиялық концентратты алу;
- қажетті жоғары тазалықтағы қосылыстарды алу арқылы тазарту (аффинаждау).
Бірінші сатыдағы өнімдер негізінен үшуран октаоксидінен (\(\small \text{U}_3\text{O}_8\)), натрий \(\small \text{Na}_2\text{U}_2\text{О}_7\) немесе аммоний (\(\small \text{NH}_4\)_2\text{U}_2\text{О}_7\) диуранатынан тұрады. Уран өндірісінің бастапқы қосылысы уран тетрафториді \(\small \text{UF}_4\) болып табылады.
Уран кендері әдетте кедей (0,005-0,5 % \(\small \text{U}_3\text{O}_8\)). Механикалық байыту әдістері (радиометриялық сұрыптау, ауыр суспензияларда бөлу, гравитациялық әдістер, флотация) аз қолданылады және сирек жағдайда бай концентраттарға алуға мүмкіндік береді.
Уранды алу үшін көбінесе оны минералды қышқылдар немесе сода ерітінділерімен шаймалау әдісі қолданылады. Шаймалау кенді күйдіруге дайындық операцияларынан бұрын орындалады (органикалық компоненттерден тазарту, сульфидтерді тотықтыру, күшәнді бөлу, карботандарды ыдырату, темір оксидтерінің пассивациясы үшін). Шаймалау нәтижесінде құрамында 0,06-2 г/л ураны бар кедей ерітінділер алынады. Уранды алу және концентрлеу үшін көбінесе ион алмастырғыш шайырлардағы сорбция немесе сұйық экстракция қолданылады.
Қышқылдармен шаймалау. Қышқылдармен шаймалау өнеркәсіптік тәжірибеде кеңінен қолданылады. Көбінесе күкірт қышқылы, күкірт және азот қышқылдарының қоспалары (меланж), кейде азот қышқылының өзі қолданылады. Қышқылдарды карбонаттардың көп мөлшері бар кендерді (кальций, доломит, магнезит, сидерит және т.б.) шаймалауға қолдану тиімсіз, өйткені қышқылдың тұтынылуы жоғары болады. Бұл жағдайларда сода ерітінділерімен шаймалау тиімді. Құрамында уранинит және уран шайыры бар кендерді өңдеу кезінде күкірт қышқылымен шаймалау тотықтырғыш - пиролюзит (\(\small \text{MnO}_2\)) немесе натрий хлораты (\(\small \text{NaClO}_3\)) қатысуымен жүргізіледі. Тотығу темір иондарының қатысуымен жеделдетіледі; олардың әсер ету механизмін келесі реакциялар арқылы көрсетуге болады:

UO2 + Fe3+ = UO22+ + 2 Fe2+; (4.41)
2Fe2+ + MnO2 + 4H+ = 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O. (4.42)

Шаймалау суықта немесе 40-50 ℃ дейін қыздырған кезде жүзеге асырылады. Температураның жоғарылауы қышқыл шығынын арттырады.
\(\small \text{Na}_2\text{CO}_3\) ерітінділерімен шаймалау. Сода ерітінділерімен шаймалау алты валентті уранның \(\small \text{Na}_4[\text{UO}_2(\text{CO}_3)_3]\) құрамындағы еритін кешенді тұздардың түзілуіне негізделген.
\(\small \text{Na}_2\text{CO}_3\) ерітінділерінде уранил тұздары негізіндегі минералдар оңай ериді. Күрделі силикатты минералдар қиын ериді. Бастапқы минералдар — уранинит, уран шайыры, тотықтырғыштың қатысуымен ериді.
\(\small \text{Na}_2\text{CO}_3\) ерітінділерімен шаймалаудың қышқылдармен шаймалауға қарағанда бірқатар артықшылықтары бар: \(\small \text{Na}_2\text{CO}_3\) ерітінділері уранды селективті түрде шаймалайды, сондықтан ерітіндіде қоспа мөлшері аз болады; шаймалауды қарапайым болаттан жасалған қондырғыда жүргізуге болады; оны қышқылдармен өңдеуге келмейтін жоғары карбонатты кендерге қолдануға болады.
\(\small \text{Na}_2\text{CO}_3\) ерітінділерімен шаймалаудың кемшілігі — қышқылмен шаймалауға қарағанда ерітінділерге өту дәрежесі төмен болып табылады.
\(\small \text{Na}_2\text{CO}_3\) ерітінділерімен шаймалау кезінде жүретін негізгі реакциялар:

UO3 + 3Na2CO3 + H2O ⇄ Na4 (UO2(CO3)3) + 2NaOH (4.43)
UO2 + 3Na2CO3 + ½ O2 + H2O ⇄ Na4(UO2(CO3)3) + 2NaOH (4.44)

(4.43) және (4.44) реакциялардан көрініп тұрғандай, процессте сілті жиналады, бұл аз еритін натрий диуранатының тұнбаға түсуіне әкелуі мүмкін. Сілтіні бейтараптандыру үшін шаймалау карбонат пен натрий бикарбонатының қоспасымен (5 — 10 % \(\small \text{Na}_2\text{CO}_3\) және 1-7 % \(\small \text{NaHCO}_3\)) жүргізіледі.
Тотықтырғыш ретінде көбінесе ауа немесе оттегімен байытылған ауа қолданылады. Кендерді сода ерітінділерімен шаймалау атмосфералық қысымда 70-90 ℃ температурада, механикалық араластыратын аппараттарда немесе 115-140 ℃ температурада автоклавтарда (құрамында бастапқы минералдары бар кендер үшін) жүргізіледі.

13.2.4 Қазақстанның уран кен орындарының сипаттамасы
Стратиграфиялық тиістілігі бойынша уран өнеркәсібі өндіретін немесе өндіруге жоспарлайтын уран кен орындары екі топқа жатады:
Бірінші топ — палеоген жасындағы су қоймаларындағы кен орындары, ал екінші топ — жоғарғы бор шөгінділеріндегі кен орындары.
Шу-Сарысу уран-кен провинциясында палеоген шөгінділерінде Қанжуған, Мойынқұм, Уванас кен орындары, жоғарғы бор шөгінділерінде — Буденновское, Ыңғай, Мыңқұдық, Жалпақ, Ақдала кен орындары барланған. Сырдария провинциясында палеоген шөгінділерінде Қызылкөл, Шаян, Лунное кен орындары, жоғарғы бор шөгінділерінде — Солтүстік Қарамұрын және Оңтүстік Қарамұрын дайындалды.
Палеоген шөгінділері қуаттылығы 20-30 м болатын сулы горизонттардың болуымен сипатталады және қуаттылығы 10-20 м дейінгі аймақтық сазды су өткізгіштермен бөлінген. Горизонттар екі сулы кешеннің құрамына кіреді — эоцен және палеоцен. Горизонттар арасындағы гидравликалық байланыс жоқ немесе әлсіз. Сулы горизонттарды бір-бірімен жеткілікті сенімді гидравликалық оқшаулау олардың әр горизонт үшін сүзу-сыйымдылық қасиеттерін жеткілікті дәлдікпен бөлек анықтауға мүмкіндік береді. Жерасты шаймалау жұмыстарын жүргізу үшін мұндай саралау өте маңызды.
Сүзу-сыйымдылық қасиеттері бойынша ең жақсыдан ең нашарға дейінгі жиектерді келесі ретпен орналастыруға болады: төменгі эоцен (Уюк), төменгі-жоғарғы палеоцен (Қанжуған, ака уванассты), орта эоцен (Икан) және төменгі палеоцен («түрлі-түсті»).
Жоғарғы бор шөгінділері негізінен сазды қабаттары бар қуаттылығы 100-150 болатын құмды қалыңдық болып табылады. Саз қабаттары ауданы бойынша қуаты аз, небәрі 5-10 м құрайды. Геологиялық белгілері бойынша бөлінген жиектер, жоғарыдан төмен қарай — Жалпақ, Ыңқұдық және Мыңқұдық, бір-бірімен тығыз гидравликалық байланысқа ие, сондықтан біртұтас сулы кешенге біріктірілген.
Сүзу-сыйымдылық қасиеттері бойынша жоғарғы бор кешенінде дифференциация байқалады. Жалпақ жиегіндегі кешеннің жоғарғы бөлігінде олардың мәні Ыңқұдық және Мыңқұдық жиектерінен тұратын төменгі жағына қарағанда нашар. Ыңқұдық және Мыңқұдық горизонттарының параметрлерінің мәндері Мыңқұдық горизонт түбіне қарай ұлғаю үрдісіне жақын.
Жер асты суларының пьезометриялық деңгейінің жағдайына сәйкес кен орындарында оң (жер бетінен жоғары) және теріс (жер бетінен төмен) деңгейлері бар учаскелер болып бөлінеді. Қанжуған кен орнының солтүстік бөлігінде өздігінен ағатын сулары бар оң деңгей орнатылып, оңтүстігінде жер бетінен 170-200 м тереңдікке дейін төмендейді. Мойынқұм кен орнында оның оңтүстік бөлігіндегі оң деңгей, ал солтүстігінде жер бетінен 30-40 м тереңдікке дейін төмендейді және Төрткұдық учаскесінің солтүстік бөлігінде қайтадан оң болады. Буденновское кен орны мен Ыңғай кен орнының оңтүстік іргелес бөлігі оң деңгейдегі аймақта орналасқан. Солтүстіктегі Ыңғай кен орнында деңгей жер бетінен 50 м тереңдікте орналасқан. Мыңқұдық, Ақдала кен орындарында пьезометриялық деңгейдің тереңдігі жер бетінен 50-ден 90 м-ге дейін жетеді.
Оң деңгейде айдау әдісі өздігінен құйылатын жер асты суларын шығару болып табылады, ал пьезометриялық деңгей манометрлермен өлшенеді. Теріс деңгейде сорғылар эрлифтпен немесе суасты сорғыларымен жүзеге асырылады. Деңгейді өлшеу электр деңгейімен жүргізіледі.
Уванас кен орнын қоспағанда, барлық кен орындарындағы палеоген шөгінділерінің жер асты суларының химиялық құрамы бойынша минералдануы 0,3-1,0 г/дм³, тұщы. Уванас кен орнында жер асты суларының минералдануы 2,5-4,0 г/дм³ құрайды. Шу-Сарысу аймағының барлық кен орындарындағы жоғарғы бор сулы кешенінде жер асты сулары тұзды және минералдануы 1,5-тен 6,0 г/дм³ құрайды. Сырдария аймағының кен орындарында минералдануы 1,0 г/дм³ дейін тұщы жерасты сулары бар.
Минералдануына қарамастан, барлық кен орындарындағы жер асты суларында ауыз сумен жабдықтауға арналған нормадан едәуір асатын мөлшерде радионуклидтер кешені болады.
Негізгі тау жыныстарының құрамы әдетте 70-90 % кварц дәндері, дала шпаты және кремнийлі жыныстардың қалдықтарынан тұрады, олар жерасты шаймалау процесіне ешқандай әсер етпейді. Акцессорлық минералдарға да қатысты, олардың мөлшері 3%-дан аспайды. Слюда минералдарының қабыршақтары тау жыныстарының 1-8 % құрауы мүмкін, олардың қышқылды қажет ететін қасиеттері бар биотит пен хлорит қышқылды тұтынуға айтарлықтай әсер етеді.
Карбонаттылық — шаймалағыш реагентті таңдайтын тау жыныстарының негізгі қасиеттерінің бірі болып табылады. Цементтегі карбонаттардың 2 %-дан астамы (\(\small \text{CO}_2\)) болған кезде қышқылды шаймалау қышқылдың тым көп тұтынылуына және гипс тұнбасы мен көмірқышқыл газымен реакция нәтижесінде пайда болатын еріткіш арналардың колматизация процестерінің дамуына байланысты экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Мұндай тау жыныстары үшін әдетте карбонатты шаймалауды немесе басқа да шаймалау әдістерін қолданудың орындылығы қарастырылады.
Сульфидті карбонатты шаймалау әдісі жерасты шаймалау үшін зиянды болып табылады. Себебі шаймалау кезінде тотықтырғыштарды қолдануға міндетті болады.
Тау жыныстары мен кендердің саздылығы және саз цементінің құрамы көбінесе тау жыныстарының өткізгіштігін және реагенттің шығынын анықтайды. Әдетте, тау жыныстарында 20 %-дан астам саз материалы болған кезде, ол іс жүзінде су өтпейтін болады деп саналады. Гранулометриялық талдау деректері бойынша анықталған саз фракциясының құрамын кейбір жағдайларда сазды материалдың таралуының текстуралық ерекшеліктерін зерттемей тау жыныстары мен кендердің су өткізгіштігімен байланыстыруға болмайтынын ескеру қажет. Балшықтандырудың қайталама процестерінің дамуы нәтижесінде сазды материалдар дала шпатының дәндерін изоморфты түрде алмастыра алады, ал басқа жағдайларда сазды материалдың едәуір бөлігі саздың түйіршіктерімен байланысты болады, нәтижесінде саз фракциясының жалпы құрамы оның цемент құрамына кіретін және тау жыныстарының су өткізгіштігін анықтайтын бөлігінің құрамынан асып түседі.
Саз материалдарының құрамы көптеген себептерге байланысты айтарлықтай каолиниттен, гидро-слюдтен немесе монтмориллониттен әртүрлі қатынастарда араласқанға дейін өзгереді. Қышқыл шығынының жоғарылауы каолинит – гидрослюда-монтмориллонит қатарында байқалады. Балшықтардың қолайсыз қасиеті — бұл ісіну қабілеті, әсіресе тұз құрамы бойынша айдалатын ерітінділер қабат суларының құрамынан айтарлықтай өзгеше болады. Шөгінді жыныстарда кең таралған монтмориллонит, сондай-ақ галлуазит, нонтронит, вермикулит іс іну қабілетіне ие.
Органикалық заттар тау жыныстарының маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, олардың қалпына келтіру және сорбциялық қасиеттеріне байланысты жерасты шаймалауына теріс әсер етеді. Көміртекті құмдарда органикалық заттардың мөлшері жоғары болған кезде (\(\small \text{С}_{\text{орг}}\) 3 %-дан астам) қышқылды шаймалау көрсеткіштері нашарлайды. Сонымен қатар, мұндай тау жыныстарының су өткізгіштігі органикалық заттардың таралу сипатына және олардың құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты. Шымтезек, қоңыр көмір және көмір тақтатастарының қабаттарынан уран мен басқа да құнды компоненттерді шаймалау диффузиялық сипатқа ие және өте баяу. Содалы шаймалауды қолданған кезде гумустың органикалық заттарының көп мөлшері ерітіндіге ауысады, бұл шаймалау ерітінділерінің қалпына келтіру қасиеттерін едәуір арттырады және уранның шаймалануына ықпал етпейді. Сонымен қатар, битумды органикалық заттар сілтілеуге теріс әсер етеді.
Тау жыныстары мен кендердің текстуралық ерекшеліктері (тау жыныстарының негізгі бөліктерінің бағдары мен салыстырмалы орналасуы мен таралуы) олардың өткізгіштігін анықтайды. Қабаттардың бір-біріне қабаттасуы бойынша су өткізгіштік, әдетте, қабаттардың бір-біріне қабаттасуы арқылы өткізгіштіктен 2-5 есе жоғары.
Сүзу қасиеттерін зерттеу кезінде кендер мен негізгі жыныстардың құрылымы (кеуек кеңістігінің пішіні, дәндер арасындағы байланыстардың беріктігі және цемент түрі) ескерілуі керек.

13.2.5 Жерасты шаймалауда химиялық өзара әрекеттесу негіздері

Негізгі технологиялық параметрлер
Жер асты шаймалау процесін дұрыс жүргізу, технологиялық режимді сақтау, полигонның жұмысын талдау, уран өндіруді жоспарлау және реагенттердің шығыны үшін бірқатар геотехнологиялық параметрлерді есептеу қажет.
Ұңғымалық жерасты шаймалау (\( \small \text{ҰЖШ} \)) — технологиялық ұңғымалармен ашылған және айдау ұңғымалары арқылы ерітінділерді айдауды және сору ұңғымалары арқылы еріген пайдалы қазбаны шығаруды қамтамасыз ететін арнайы жұмыстар кешенімен шаймалауға дайындалған кен денелеріндегі табиғи жағдайларда кендерді қайта өңдеу процесі. Процестің барысын бақылау жүзеге асыру және жер қойнауындағы кенді неғұрлым толық өңдеу.
Геотехнологиялық процестің көрсеткіштері. Негізгі геотехнологиялық көрсеткіштерге мыналар жатады: пайдалы компонентті алу дәрежесі, \( \small \text{С/Қ} \) (сұйық/қатты) шамасы, реагенттің меншікті шығыны. Қалған технологиялық көрсеткіштер (ерітіндідегі алынатын компоненттің концентрациясы, шаймалау уақыты және т.б.) негізгі көрсеткіштерден туындылар болып табылады.
Өнімді сулы горизонттың (\( \small \text{Мэ} \)) тиімді қуаты — технологиялық ерітінділермен пысықталатын өнімді сулы горизонттың (кенді денелер мен аралық су өткізгіштерді қоспағанда, сыйымды жыныстарды қоса алғанда) жалпы қуатының бөлігі.
Кенді сулы қабаттың қуаты 10-15 м-ге дейін (сүзгінің ұзындығына байланысты), ол шаймалау процесіне қатысады, яғни, сулы қабаттың қуаты мен тиімді қуаты сәйкес келеді.
Кенді орналастыру горизонтының қуаты >15 м және кен денесінің төменгі су өткізбейтін жерге жақын орналасуы кезінде тиімді қуат сүзгіден жоғары ағып кетуді ескере отырып, сүзгінің жоғарғы жағынан төменгі су өткізбейтін шатырға (сулы қабаттың табанына) дейінгі арақашықтықпен анықталады.
(4.45)
мұндағы - сүзгі ұзындығы, м
h – сүзгінің түбінен төменгі суға төзімділікке дейінгі қашықтық, м.
1.2 - сүзгіден жоғары ерітінділердің таралуын ескеретін эмпирикалық коэффициент.

Шаймаланатын алаң (\( \small \text{F} \)) — технологиялық ерітінділердің қозғалысы жүретін өнімді сулы горизонттың ауданы, м².
Шаймаланатын көлем (\( \small \text{V} \)) — тиімді қуатқа (\( \small \text{МЭ} \)) тең биіктікке және шаймаланатын ауданға (\( \small \text{F} \)) тең ауданға ие өнімді горизонттағы тау массасының бағанасы.
, м3 (4.46)
Жерасты шаймалау пайдалану (эксплуатациондық) блогы — бір мезгілде процеске қосылатын және бір мезгілде өңдеуден кейін процестен шығарылатын жерасты шаймалау ұңғымаларының бірыңғай жүйесімен пысықталатын кен орнының геологиялық біртекті бөлігі.
Тау-кен массасы (\( \small \text{ТКМ} \)) — технологиялық ерітінділер ағынымен қамтылған өнімді сулы горизонттың жалпы массасының бөлігі (кенді денелер мен сыйымды жыныстарды қоса алғанда), мөлшері — т.
, т (4.47)
Мұндағы:
- \( \small \text{F} \) — блоктың (учаскенің, ұяшықтың) шаймаланатын ауданы, м²;
- \( \small \text{M_{\text{э}}} \) — кенді сулы горизонттың тиімді қуаты, м;
- \( \small \delta \) — тау жыныстары мен кендердің көлемдік массасы, т/м³.
Сұйықпен қоюдың қатынасы \( \small \text{С:Қ} — пайдалы қазбаны кен орнынан немесе оның бір бөлігінен берілген алуды қамтамасыз ететін, шаймаланатын тау-кен массасының салмақтық бірлігіне келетін шаймалау ерітіндісінің мөлшері. Бұл — берілген шаймалау ерітіндісі мөлшерінің тау-кен массасына қатынасы.
(4.48)

Мұндағы:
- \( \small Q_{\text{ШЕ}} \) — \( \small t \) уақыт ішінде блокқа (учаскеге, ұяшыққа) берілген шаймалаушы ерітінді (ШЕ) саны, м³;
- \( \small \text{ТКМ} \) — тау-кен массасы, т.

Негізгі геотехнологиялық параметр, оның негізінде болжамды және басқа есептеулер жүргізіледі, — өңделетін тау-кен массасының бірлігіне келетін шаймалау ерітіндісінің массасына тең өлшемсіз шама, яғни \( \small \text{С/Қ} \) қатынасы. \( \small \text{С/Қ} \) есептеу шаймалаушы ерітінді (ШЕ) бойынша жүзеге асырылады, бірақ математикалық модельдеу және жерасты шаймалау процесін болжау кезінде екі шама да қолданылады.
Шаймаланатын тау-кен массасының бірлігінен өнімді ерітінділердің шығымы өңдеу уақытын, реагенттің шығынын, ерітіндідегі алынған уранның орташа мөлшерін, жер үсті өңдеу кешенінің өнімділігін және т.б. анықтайды.
\( \small \text{С/Қ} \) шамасы тек соңғы нәтижелерді ғана емес, сонымен қатар шаймалау процесінің динамикасын сипаттау үшін, уақыттың өлшемсіз координаты ретінде де қолданылады. Уранды кендерден жер асты шаймалау процесі біркелкі жүрмейді және реагент ерітіндісінің қабаты арқылы тау жыныстарының кеуек көлемінен бірнеше есе көп мөлшерде айдауды қажет етеді. \( \small \text{С/Қ} \) қатынасы өнімді горизонттағы ерітінділер айналымының динамикасын сипаттайды.
Қышқылдану сатысы** үшін \( \small \text{С/Қ} \) шамасы 0-ден 0.2-0.25-ке дейін, шаймалау сатысы** 0.2-0.25-тен 1.5-ке дейін, кейінгі шаймалау (жуу) үшін 1.5-тен 2.5-3-ке дейін оңтайлы мәндер болып табылады. Бұл мәндер осы өңдеу сәтінде қажетті концентрациясы бар реагентті беру үшін қолданылады.
Сүзу жылдамдығы кеңістікте біркелкі емес және блоктың жұмыс істеу сатысына байланысты өзгереді, сондықтан есептеулерге жарамсыз. Есептеулер \( \small \text{С/Қ} \) қатынасы арқылы жүзеге асырылады. Әрбір бастапқы еріткіш концентрациясы үшін бірдей өңдіру дәрежесіне жету үшін қажетті жұмыс ерітіндісінің жалпы мөлшері сүзу жылдамдығына тәуелді емес және оны ерітінді көлемінің (\( \small \text{С} \)) пысықталатын тау-кен массасына (\( \small \text{Қ} \)) қатынасымен көрсетуге болады. Бұдан шығатыны, \( \small \text{С/Қ} \) өндірудің толықтығын сипаттайды (реагенттің берілген концентрациясында).
Өндіру дәрежесі (\( \small \epsilon \)) — жер қойнауынан алынған пайдалы компоненттің бастапқы қорларға қатысты пайызбен көрсетілген мөлшері.

, % (4.49)
мұндағы PU -уран блогынан алынған сома, кг;
P-блоктың қорлары, кг.

Белгілі бір уақыт аралығында блокқа берілген қышқылдың шығыны шаймалайтын қышқыл ерітінділерімен блокқа айдалатын және одан өнімді ерітінділермен айдалатын айырмашылық ретінде анықталады.
, кг (4.50)

мұндағы QК- t уақыт ішінде блокқа берілген 100% қышқылдың мөлшері, кг;
QШЕ және QӨЕ - t уақытында блокқа берілген шаймалау ерітінділерінің және блоктан сорылған өнімді ерітінділердің саны т, м3;
Ск.ШЕ және Ск.ӨЕ -шаймалау және өнімді ерітінділердегі қышқыл концентрациясы, г/л.
Қышқылдың есептелген шығыны аспаптардың (есептегіштердің, шығын өлшегіштердің) көрсеткіштерімен салыстырылуы тиіс.
Реагенттің меншікті шығыны-пайдалы компоненттің масса бірлігін (кг/кг) алуға немесе тау-кен массасымен (кг/т) өзара әрекеттесуге жұмсалатын реагенттің мөлшері.
, кг/кг (4.51)
, кг/т (4.52)
мұндағы QК -блокқа берілген қышқылдың жиынтық мөлшері, кг;
ГРМ-блоктың тау-кен массасы, т.
PU -блоктан алынған уранның жалпы мөлшері, кг.

Жер қойнауынан алынған уран (PU) шаймалау ерітінділері бар блокқа құйылған уранды шегергенде белгілі бір уақыт аралығында өнімді ерітінділерде алынған уранның мөлшері ретінде анықталады.

, кг (4.53)

мұндағы QШЕ және QӨЕ -блоктан алынған өнімді ерітінділердің саны және белгілі бір уақыт ішінде блокқа берілген сілтілеу ерітінділерінің саны, м3;
СU.ШЕ және СU.ӨЕ -өнімді және шаймалау ерітінділеріндегі уранның концентрациясы, г/л.
, г/л. (4.54)
13.2.6 Қышқылмен шаймалауда кендегі және негізгі жыныстағы уран оксидтері мен қоспаларының өзара әрекеттесу реакциялары
Гипергенез аймағының минералдарында тек төрт және алты валентті уран қосылыстары кездеседі. Уран минералдарының ерекшелігі - оларда уранның оттегі қосылыстары – оксидтер (оксидтер) түрінде болуы. Табиғи уранның бастапқы және қайталама шығу тегі бар. Бастапқы кендерде уран, әдетте, тотықсызданған (IV) күйде (UO2) және аз ғана дәрежеде – тотыққан (VI) күйде (UO3) болады.
Уранның (VI) барлық дерлік қосылыстарында U+6 ионы емес, ерекше химиялық төзімділігімен ерекшеленетін және түзілген қосылыстардың құрамына кіретін уранил тобы бар .

(4.55)

Табиғи жағдайда уранил ионы U4+ ауаның оттегімен немесе табиғи сулардағы тотықтырғыштармен тотығу нәтижесінде түзіледі. Уранил ірі катиондардың қатарына жатады, нәтижесінде табиғи сулардағы уранил ионының мөлшері өте төмен болса да, ол тұндырылған кезде тәуелсіз уранил минералдары түзіледі.
Сульфат ерітіндісінде рН≤2,5 (U (VI)) уранил ион түрінде болады, яғни уранил сульфаты диссоциацияланған.

(4.56)

рН >2,5 кезінде сулы ерітінділердегі уранил ионының әрекеті өте күрделі, өйткені бұл аймақта рН уранил ионы гидролизденеді. Реакциялар өте күрделі және рН, тұз құрамы (комплекс түзгіштер) және ерітіндідегі уранил ионының концентрациясына байланысты.

Мысалы: (4.57)

Гидролиздің соңғы кезеңі-рН ≈ 4-5 кезінде уранил гидроксидінің түзілуі.
Біріншісі теңдеуде түзілген уранил ( ) сульфаты сусыз тұз емес аквокешендер
рН=1,5-2,0 кезінде (4.58)

қосылыстары күкірт қышқылында ериді

(4.59)

Алайда, рН ≈ 1,5-2 кезінде (жер асты шаймалаудың табиғи жағдайында қол жеткізіледі) мұндай еру қарқындылығы аз. Табиғи интенсификацияланатын агенттің рөлін негізінен темір (III) қосылыстары атқарады, олар әрдайым кендерде болады және ерітінділердің тотығу-тотықсыздану потенциалы (ТТП)-ны 400-500 мВ дейін көтере алады.
Уранды шаймалауға арналған қышқылдың шығыны, демек, Кендегі қоспалардың мөлшері күкірт қышқылының сұйылтылған ерітіндісімен әрекеттескен кезде кендер мен негізгі жыныстардың минералогиялық құрамымен анықталады, олар ерітіндіге әр түрлі дәрежеде ауысады.
рН 1, 0 - ден 1,5-ке дейін уран диоксиді күкірт қышқылында үш валентті темірдің қатысуымен ериді. Тотығу процесі келесі теңдеулермен сипатталады:

(4.60)
(4.61)
(4.62)
(4.63)
(4.64)

рН < 4,5 дейін төмендеген кезде бұрын тұнбаға түскен темір, алюминий гидроксиді ериді:

(4.65)
(4.66)
(4.67)
Жерасты шаймалау процесінің жалпы сипаттамасы
Физикалық-химиялық позициялардан жерасты шаймалау процесін гетерогенді өзара әрекеттесу процесі ретінде анықтауға болады, ол сұйық және қатты фазалардағы реактивті заттардың концентрациясының өзгеруімен бірге сұйық фазаның сүзу қозғалысы кезінде шаймалау көлемінде өтеді (4.33-сурет).

4.33 сурет- Жерасты шаймалау процесінің жалпы сипаттамасы

Жерасты шаймалау процесінде еріткіштің қозғалысы реагент ерітіндісінің жасанды түрде жасалатын ағынының және сору және айдау ұңғымалары жүйесінің әсерінен кендерді орналастыратын қабаттың кеуектері мен капиллярлары бойынша жүзеге асырылады.
Еріту реакциялары кезінде үш кезең бөлінеді:
• Біріншісі - еріткіштің қатты зат бетіне түсуі, еріткіштің кеуектер мен капиллярларға таралуы және кеуекті судың ығысуы;
• екіншісі - фазалық интерфейстегі нақты химиялық өзара әрекеттесу және тепе-теңдік немесе оған жақын метал концентрациясы бар кеуекті химиялық ерітіндінің түзілуі;
• үшіншісі - реакция өнімдерін химиялық өзара әрекеттесу аймағынан шығару, құрамында метал бар ерітіндіні тесіктер мен капиллярлардан жаңа еріткішпен шығару.
Шаймалау процесінің жылдамдығы барлық үш кезеңнің жылдамдығына байланысты және ең баяу жүретін сатының жылдамдығымен анықталады, көбінесе бұл еріткіштің берілу жылдамдығы және реакция өнімінің шығарылуы.
Уранды сүзгіден өткізудің нақты процесі әрдайым күрделі, өйткені еріткіш тек уран минералдарымен ғана емес, сонымен қатар негізгі тау жыныстарының минералдарымен де әрекеттеседі. Сонымен, 1 кг уранды еріту үшін 0,4-0,8 кг күкірт қышқылы жұмсалады, ал 1 кг кальцитті (CaCO3) еріту үшін 1 кг күкірт қышқылы қажет.
Уранды кендерден жер асты шаймалау – бұл ең алдымен химиялық процесс. Реагент қабатына түскенге дейін жерасты суларда өнеркәсіптік концентрациядағы уран болмайды. Шаймалау үшін алдымен жер асты суларын сорғызып, кеуек кеңістігін өндіруге арналған уранды еритін түрге ауыстыратын реагент ерітіндісімен толтыру қажет.
Уранды кендерден жер асты шаймалау процесі біркелкі емес және тау жыныстарының кеуек көлемінен бірнеше есе жоғары мөлшерде реагент ерітіндісінің қабаты арқылы айдауды қажет етеді.
Физикалық қасиеттері, сондай-ақ ерітіндінің және негізгі жыныстардың химиялық құрамы бүкіл шаймалау процесінде үздіксіз өзгерістерге ұшырайды.
Қазіргі уақытта уранды алудың ең көп таралған әдісі-қышқылды шаймалау. Қышқылды шаймалау кезінде шаймалау аймағында орналасқан кендер мен негізгі жыныстардағы карбонаттардың мөлшері 2% - дан аспауы керек (әйтпесе шаймалаудың карбонатты әдісі қолданылады). Реагент ретінде 5-30 г/л концентрациясы бар күкірт қышқылының сулы ерітінділері қолданылады.
Қышқылмен шаймалау кезінде алты валентті уран уранил сульфаты және күрделі аниондар түріндегі ерітіндіге өтеді:

(4.68)
(4.69)

Олардың ерітінділердегі қатынасы ортаның рН-мен анықталады. Уран минералдарын шаймалау үшін оңтайлы қышқылдық-рН=1.5-2.0. рН жоғарылаған кезде алты валентті уран ерітінділерден тұнбаға түседі.
Егер сілтіленген кендерде күкірт қышқылының ерітінділерінде әлсіз еритін төрт валентті уран болса, тотықтырғышты қосу қажет. Тотықтырғыш ретінде оттегі, сутегі асқын тотығы, натрий хлораты, азот қышқылы, пиролюзит (MnO2), темір тұздары, бактериялар қолданылады. Белгілі бір тотықтырғышты қолдану және оның мөлшері зертханалық немесе тәжірибелік жолмен анықталады.
Тотықтырғыштың қатысуымен екі валентті темір оттегімен үш валентті темірге дейін тотығады, ал үш валентті темір төрт валентті уранның алты валентті темірге өтуіне ықпал етеді.

(4.70)
Ұңғымалардың конструкциялары мен орналасу тәртібі
Полигондарда технологиялық (сору, айдау, әмбебап) және бақылау ұңғымалары бұрғыланады және салынады. Құрылымдық жағынан ұңғымалар-бұл баған, корпус бағанасы, саңылау сүзгісі және тұндырғыштан тұратын баған. Ұңғымаларды салу кезінде келесілерді пайдалану ұсынылады (суретте толық бейнеленген):
-сору және әмбебап ұңғымалары үшін ТҚП (төмен қысымды полиэтилен) -180/16,4 мм ұзын - 1 м және ПВХ-160/11,8 мм ұзын - 110 м, бұдан әрі – КДФ (ЕФБ- екі тармақты фахверкалы бағана)-118/(0,5÷0,8) сүзгілері бар ПВХ-90/8 мм корпустық бағаналар;
- айдау және бақылау ұңғымалары үшін ұзындығы - 1 м-110/18 мм ТҚП және жобалық тереңдікке дейін ЕФБ -118/(0,5÷0,8) сүзгілері бар ПВХ-90/8 мм корпустық бағаналар.
Технологиялық ұңғымалардың сүзгілері көбінесе кенденудің пайда болу интервалында немесе өнімді горизонттардың төмен қуаттылығында (12 м-ден аз) орнатылады.
Егер горизонттың қуаты 12-15 м-ден асатын болса, онда ұңғымалар сүзгілерінің орналасуы негізінен кен денесінің кесіндідегі орналасуымен және жыныстардың сүзгіш гетерогенділігімен анықталады. Бірнеше нұсқасы көрсетілген:
-кен денесі төменгі су қоймасымен шектелген. Айдау ұңғымаларының сүзгілері кенге орнатылады, сору ұңғымаларының сүзгілері кенге және төменгі су өткізбейтін жерге орнатылады;
-кен денесі жоғары қуатты горизонттың жоғарғы немесе орталық бөлігінде орналасқан. Айдау ұңғымаларының сүзгілері кенге орнатылады. Сорғы ұңғымаларының сүзгілері гравитациялық бату арқылы ерітінділердің басқа жерге кетпеуін болдырмас үшін төменде орналасуы керек;
-кен денесі кескіннің орталық бөлігінде орналасқан, бірақ өткізгіштігі негізгі жыныстарға қарағанда едәуір төмен. Айдау ұңғымаларының сүзгілері кендердің үстіне, ал сору ұңғымаларының сүзгілері кендердің астына орнатылады;
-кен денесі екі қанатпен бейнеленген. Егер қанаттар арасындағы қашықтық 5-6 м-ден аспаса, қанаттар бірге өңделеді. Егер қанаттар арасындағы қашықтық 6 м-ден асса, әр қанат бөлек өңделеді. Қос сүзгілер бір-бірінен алшақ орнатылуы қажет, себебі төменгі сүзгілер толық жұмыс істемейді, ал төменгі қанат нашар жұмыс істейді немесе мүлдем жұмыс істемейді.

1- құм тұндырғыш; 2- кенді интервал; 3- сүзгі КДФ 118/90; 4- Тұндыру коллоннасы ПВХ 90×8; 5-манжета; 6-бентагильза; 7-су өткізбейтін; 8-труба диаметрлерінің ауысыу шегі; 9- су асты сорғы; 10- гель цементті ерітінді; 11- электрлі сым; 12- каммутаторлық панель; 13- қаптама колоннасы ПВХ 160×11,8; 14- трос; 15- ШАПП; 16- ШЕ беретін полиэтилленді шланг; 17- ПНД 110×18; 18- ПНД 180×16,4.

4.34 – сурет. Полигондардағы ұңғымалар конструкциясы

Сүзгілердің ұзындығы тау жыныстарының сүзу қасиеттерін ескере отырып, берілген сүзгілер диаметріндегі ұңғымалардың жобалық өнімділігімен анықталады және әдетте 10 м-ден аспайды.
Бақылау ұңғымаларының сүзгілері өнімді горизонттың барлық қуатына орнатылады.
Жерасты шаймалау әдісімен кен орнын игеру жүйесі
Жерасты шаймалау әдісімен кен орнын игеру жүйесі деп - технологиялық ұңғымалардың орналасу схемасы және оларды пайдаланудың берілген режимімен түсіндіріледі.
Кенді кен орындарының морфологиясына, гидрогеологиялық жағдайларына сәйкес пайдалану үшін технологиялық ұңғымаларды орналастырудың сызықтық (қатарлы), торлы және аралас сызбалары қолданылады.
Барлық жүйелердегі сору және айдау ұңғымалары санының арақатынасы 1:2 - ден артық ұсынылады, өйткені бұл негізгі шартты-сорылатын және айдалатын ерітінділердің тепе-теңдігін сақтауға мүмкіндік береді, ал бірдей типтегі сүзгілер қабылдау кезіндегі дебиты сору кезіндегі дебитинен әлдеқайда төмен болады. Сору және айдау ұңғымаларының әртүрлі конструкцияларында олардың саны арасындағы қатынастар басқаша болуы мүмкін.
Сызықтық жүйелер сору және айдау ұңғымаларының дәйекті ауыспалы қатарларынан тұрады. Нақты жағдайларға байланысты жолдар арасындағы қашықтық 10 – нан 100 м-ге дейін болуы мүмкін (әдетте 25-60 м). Аралық қашықтықты азайту жұмыс уақытын қысқартуға, ерітінділермен жұмыс істейтін тау жыныстарының қуатын азайтуға, реагенттердің шығындарын азайтуға мүмкіндік береді, бірақ бұрғылау шығындарының жоғарылауымен бірге жүреді.
Қатардағы ұңғымалар арасындағы қашықтық әдетте