Мазмұны

13.2 Уранды өндіру технологиясы

ағып кетсе, онда озық қышқылдануды қолдану қиын немесе мүмкін емес, өйткені ерітінділерді айдау кезінде бүкіл блоктағы пъезометриялық деңгей жоғарылайды және жұмыс істемейтін ұңғымаларда өздігінен су ағып кетуі мүмкін. Сондай-ақ, егер кен денесі жоғары қуатты сулы горизонттың жоғарғы бөлігінде орналасса, озық қышқылдануды қолдану қиынға соғады, өйткені шаймалау ерітінділерінің төмен түсіп кету және жоғалу қаупі бар. Мұны сорғы ұңғымаларын айдау ұңғымаларынан төмен бұрғылау және әр ұяшық бойынша берілген ерітінділерді мұқият өлшеу арқылы болдырмауға болады.
Озық қышқылдану кезінде өнімді ерітінділердегі уран концентрациясының жоғарылауының екі шыңымен сипатталады. Бірінші шың С/Қ= 0.2-0.28 кезінде ШЕ бойынша ерітінділерді сору басталғаннан кейін бірден байқалады. Екінші неғұрлым маңызды шың С/Қ= 0.55-0.65 кезінде, яғни сорғы ұңғымасына айдау ұңғымаларына берілген ерітінділердің алдыңғы жағы жақындаған кезде байқалады. Егер шаймалау көлемінің жартысынан азы пассивті қышқылданған болса, онда шыңдар арасындағы «сәтсіздік» айтарлықтай жоғары болады, ал егер көлемнің жартысынан көп болса, онда бір жұмсақ шыңы болуы мүмкін, бірақ қалдық қышқылдығы өте жоғары болуы мүмкін.
Тікелей қышқылданумен салыстырғанда озық қышқылдану өндірілетін уранның өзіндік құнын төмендетуге және егер бұл ретте кеннің пайда болу технологиясы мен шарттары сақталса, жоғарыда көрсетілген талаптарға сәйкес келсе, өңдеу уақытын қысқартуға мүмкіндік береді.
Қышқылданудың кез - келген әдісімен бастапқы кезеңде шаймалау ерітінділеріндегі қышқыл концентрациясы 20-25 г/л-ден төмен болмауы керек, бұл қайталама байыту аймақтарын және уранның жоғалуын азайтады, колматация құбылыстарын азайтады, блоктың қышқылдануын тездетеді.
Шаймалау кезеңі
Бұл кезеңде уран белсенді түрде бөлінеді. Осы кезеңде ерітінділерді сүзудің жоғары жылдамдығын сақтай отырып, реагенттің концентрациясын біртіндеп төмендету керек. Шаймалау ерітіндісіндегі күкірт қышқылының концентрациясы шамамен 7-15 г/л, қалдық қышқылдықпен анықталады. Өнімді ерітінділердегі қалдық қышқылдық С/Қ <1 кезінде 2 г/л-ден төмен және С/Қ 1-ден 1,5-ке дейін 1 г/л-ден төмен болмауы керек. Бұл кезеңде механикалық колматациядан басқа, шаймалау құбылыстары айтарлықтай аз көрінеді, бұл шаймалау сатыларына аз тәуелді. Шаймалау кезеңі С/Қ 0.25-тен 1.5-ке дейін анықталады. Жер асты шаймалау процесін сәтті жүргізудің маңызды шарттарының бірі - сорғы-айдау ерітінділерінің тепе-теңдігін сақтау қажеттілігі болып табылады, нәтижесінде бөлінген тау-кен массасы шегінде ерітінділердің айналым аймағын салыстырмалы түрде оқшаулау шарттары қамтамасыз етіледі. Өнімді ерітінділердің сұйылтылуы немесе шаймалау ерітінділерінің блоктың контурынан тыс таралуы өңдеу уақытының ұлғаюына, реагенттердің артық жұмсалуына, уранның өзіндік құнының өсуіне әкеледі.
Кейінгі шаймалау немесе шаю кезеңі
Бұл кезең соңғы болып табылады және құрамында уран бар қалдық ерітінділерді кедей шаймалау ерітінділерімен (сорбцияның аналық ерітінділерімен) ығыстырудан тұрады. Шаймалау ерітінділеріндегі күкірт қышқылының концентрациясы, ал ортаның рН 2-ден аз болуы керек. Бұл кезеңде ШЕ-дегі қышқыл концентрациясының жоғарылауымен өнімді ерітінділердегі қалдық қышқылдықтың жоғарылауы байқалады, бірақ уран концентрациясының жоғарылауы болмайды. Соңғы кезеңде пайдалы компонентті шаймалау процесі айтарлықтай баяулайды, өйткені осы уақытқа дейін оның қиын бөлігі қалады. Жер қойнауынан уранды қосымша алу үшін пульсациялық айдау режимін (ұзақ уақыт бойы мерзімді тоқтаумен) немесе технологиялық ұңғымалардың сирек желілерін қолдана отырып, шаймалау кезеңінде сүзу жылдамдығын төмендеткен жөн, бұл ағынның бағытын өзгертуге және өңделмей қалған аймақтарын өңдеуге мүмкіндік береді. С/Қ бойынша шаймалау сатысы 1.5 - тен 2.5-3-ке дейін бөлінеді. Уранды шаймалау өнімді ерітінділердегі концентрацияға белгілі бір минималды мәнге жеткенде аяқталады (мысалы: 20 мг/л), онда уранның өзіндік құны оңтайлы шекарадан жоғары болады.
Шаймалау аяқталғаннан кейін сулы горизонтты қалпына келтіру, технологиялық ұңғымаларды, құбыр жүйелерін жою және т.б., ұңғыма алаңының бетін қалпына келтіру шаралары жүргізіледі.

13.2.7 Ерітінділерден уранды бөліп алу
Шаймалау ерітінділерінде әдетте 40-100 мг/л уран болады. ӨЕ уранды алу келесі технология бойынша жүреді (4.35- сурет).

4.35 сурет - Өнімді ерітіндіден (ӨЕ) уранды алу технологиясы

Қышқылды шаймалау ерітінділерінің рН = 1-2 болады және құрамында бірқатар қоспалар (Fe, Al, Сu, Ni, Мn тұздары және т.б.) кездеседі. Қышқыл ерітінділерден уранды бөлу үшін қазіргі уақытта ион алмасу шайырларындағы сорбция үрдісі кеңінен қолданыс тапқан. Сонымен қатар күшті негізді аниониттер қолданылады, үрдісте төрттік аммоний негіздері белсенді топтар ретінде қызмет атқарады. Күкірт қышқылы ерітінділерінде уран негізінен анион (UO2(SO4)3)4- құрамында болады. Шайырды сульфат, нитрат түрінде қолданған кезде сорбция келесі теңдеумен сипатталады:
2(R4N)SO4 + [(UO2)2+-(SO4)32-]4-=(R4N)4+[(UO2)2+-(SO4)32-]4- + 2SO42- (4.72)
4(R4N)NO3