Подсчёт запасов рудного тела

Определяем площадь рудного тела.

(2.1).

Определяем объём рудного тела.

(2.2).

где m — мощность рудного тела.

Определяем содержание метала в руде.

(2.3).

где с — содержание урана, с = 0,2 Г/Т

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА ИЗ РУД

Главная цель выщелачивания урановых руд заключается в наиболее полном и селективном растворении урановых минералов. Выщелачивание является основной операцией при извлечении урана на месте залегания руды, так как оно определяет извлечение (количество) и стоимость конечного продукта. Несмотря на многообразие типов минералов и руд, содержащих уран, для выщелачивания последнего обычно используют водные растворы минеральных кислот или солей карбонатов щелочных металлов. При ПВ к растворителю предъявляются следующие требования:

• * обеспечение относительно полного перевода урана в раствор:
• * низкая стоимость реагента и его наличие в народном хозяйстве;
• * селективность в процессе выщелачивания;
• * обеспечение коррозионной стойкости применяемой аппаратуры и материалов;
• * возможность поддержания «мягких» условий для растворения урановых минералов (отсутствие нагрева, дополнительного измельчения, перемешивания и т. д., так как эти операции в отличие от традиционного гидрометаллургического процесса при ПВ не могут быть использованы);
• * исключение условий, приводящих к кольматации пор и капилляров в выщелачиваемой рудной массе.

При ПВ выбор растворителя обусловливается формой урановой минерализации и вещественным составом рудных залежей и вмещающих их пород. С точки зрения гидрометаллургической переработки, урановые руды подразделяются на пять основных минералогических классов в зависимости от химической природы урановых минералов и их поведения при выщелачивании:

• 1. руды, содержащие четырехвалентный уран, эндогенныеминералы (уранинит, настуран, ураноторит);
• 2. руды, содержащие шестивалентный уран, — экзогенные минералы (урановые черни, коффинит, гидронастуран, карнотит, тю-ямунит, отенит, торбернит, уранофан);
• 3. руды, содержащие труднорастворимые урановые минералы (давидит, браннерит);
• 4. руды с ассоциацией урана и углерода;
• 5. фосфатные и прочие руды.

Из них наиболее благоприятными для отработки руд методом ПВ являются первые два класса.

Для ПВ урана мало пригодны руды, содержащие труднорастворимые урановые минералы, так как выщелачивание их обычно требует поддержания высокой концентрации кислоты и температуры. Руды с первичной и вторичной минерализацией (первого и второго класса) могут подвергаться как кислотному, так и карбонатному выщелачиванию.

По характеру вмещающих пород, определяющих расход реагента при выщелачивании, выделяют руды бескарбонатные и карбонатные.

Кислотный способ выщелачивания дает более высокое извлечение урана по сравнению с карбонатным способом, но имеет следующие недостатки:

• а) сравнительно высокую агрессивность, что приводит к растворению помимо урана других компонентов руды, пустых пород и обусловливает повышенный расход кислоты;
• б) невозможность применения способа для отработки рудных тел, в которых содержится более 2% карбонатов (по LU2);
• в) необходимость использования в качестве конструкционных материалов при обсадке скважины на большие глубины труб из специальных дорогостоящих материалов (нержавеющая сталь, армированный полиэтилен).

Карбонатный способ имеет следующие преимущества:

высокую селективность процесса, в связи с чем расход реагента обычно невысок и растворы, циркулирующие в недрах, не столь загрязняются другими компонентами;

не требуются аппаратура и материалы в антикоррозионном исполнении.

отсутствуют ограничения по содержанию карбонатов в руде и рудовмещающих породах.

Недостатки карбонатного способа: ухудшается проницаемость руд и вмещающих их пород по сравнению с первоначальной фильтрацией пластовых подземных достижение приемлемого извлечения урана требует обязательного использования окислителей.

Наиболее дешевым растворителем является серная кислота; стоимость других выщелачивающих уран реагентов (% к стоимости серной кислоты) характеризуется следующими показателями (в расчете на моногидрат или 100%-ную соль):

• 1. H2SO4—100, HNO3 —215;
• 2. НС1 —238, NaHCO3 — 106;
• 3. Na2CO3 — 118;
• 4. NH4HCO3 — 132;
• 5. (NH4)2CO3 — 300;

Процесс выщелачивания в недрах сводится к переводу урановых минералов из твердой фазы в жидкую за счет их взаимодействия с химическим реагентом.

При кислотном выщелачивании окисленных минералов уран переходит в раствор в виде уранил-иона.

Наряду с сульфатом уранила в жидкой фазе содержатся комплексные сульфаты уранила:

— SO *UO2SO4. Г {UO2 (SOJJ2- [UO2 2 (J,].

Содержание отдельных сульфатных комплексов в растворе зависит от сложного равновесия, определяемого концентрацией ионов водорода, сульфата, бисульфата, урана. Минимальная концентрация серной кислоты определяется условием поддержания уранил-иона в растворенном состоянии в процессе выщелачивания. Она зависит от рН осаждения шестивалентного урана из сульфатных растворов в присутствии различных анионов при комнатной температуре. Пределы рН осаждения гидроокиси уранила 3,8—5,0, фосфата уранила 1,9—2,5, арсената уранила 1,3—1,7 (они зависят от концентрации урана, температуры, природы и концентрации других примесей). Присутствие таких примесей, как окисное железо, которое осаждается при более низких значениях рН, чем уран, вызывает осаждение урана за счет окклюзии.

Оптимальной кислотностью для выщелачивания настурана и окисленных урановых минералов является рН=1,5-=-2,0.

Максимальная концентрация кислоты определяется прочностью урановых минералов и адсорбционной способностью горных пород. Обычно увеличение концентрации кислоты при выщелачивании повышает скорость растворения урановых минералов и уменьшает период насыщения пласта химическим растворителем, повышая в то же время его расход на реакцию с породой.