Uranwiederherstellungsmethoden (Extraktion)
Das Uran findet sich weltweit in Mineralvorkommen, wobei über die Hälfte der heutigen Uranproduktion der Welt aus Minen in Kanada, Australien und Kasachstan stammt. Uran-tragende Erze werden durch Methoden, die denen für andere Metallerze verwendet werden, abgebaut. Das Uranerz wird durch herkömmliche Bergbautechniken, In-situ-Wiederherstellungsmethoden oder als Nebenprodukt anderer Mineralien aus dem Boden entfernt.
Konventioneller Bergbau
Uranablagerungen, die weniger als 100 Meter von der Oberfläche entfernt sind, können unter Verwendung der Open-Pit-Bergbaumethode wiederhergestellt werden, während Ablagerungen mehr als 100 Meter tief in der Erde die unterirdische Bergbaumethode verwenden, die sich beide in der Kategorie des konventionellen Bergbaus befinden.
Open-Pit/OpenCast/OpenCut
Der Abbau am offenen Platz beginnt mit der Entfernung von Überlastung (Materialabdeckung) über dem Uran, um den Erzkörper freizulegen. Eine Grube wird dann ausgehöhlt, um auf die Kaution zuzugreifen. Um zu verhindern, dass die Wände der Grube einbrennen, wird der Stein in einer Reihe von Bänken abgebaut. Löcher werden in jeder Bank in den Felsen gebohrt und mit Sprengstoff beladen. Die Sprengstoffe werden dann detoniert, um den Felsen aufzubrechen, der von großen Lastwagen an die Oberfläche gebracht wird. Die heutige weltweit größte Uranmine der Welt ist die Rössing-Mine in Namibia.
Unterirdisch
Um Zugang zu einem Uran -Erzkörper tief unterirdisch zu haben, werden vertikale Wellen in die Tiefe der Lagerstätte gegraben. Als nächstes werden Tunnel um den Erzkörper geschnitten. Drifts (horizontale Tunnel) bieten einen direkten Einstieg in die Ablagerungs- und Lüftungswege. In den meisten unterirdischen Minen wird der Erzkörper dann zum Mahlen gesprengt und an die Oberfläche gehoben. Damit der Bergbau lebensfähig ist, müssen diese Einlagen vergleichsweise hoch sein. Die McArthur River Mine von Cameco und Areva ist die größte hochwertige Uranablagerung.
In-situ-Erholung/In-situ-Auslaugung/Lösungsabbau
Uranerz kann auch nach der ISR-Methode (In-situ Recovery) bei geeigneten geologischen Bedingungen gewonnen werden. Die ISR-Methode gilt nur für Sandstein-verderbte Uranablagerungen unterhalb des Wassertisches in einem begrenzten Grundwasserleiter. ISR ist eine Methode, die das Uran -Erzkörper im Boden lässt. Das Uran wird entweder in Schwefelsäure oder in einer leicht alkalischen Lösung gelöst, die mittels Brunnen in den Grundwasserleiter injiziert und aus dem Grundwasserleiter gewonnen wird. Die Uran-tragende Lösung wird dann wieder an die Oberfläche gepumpt, sodass das Gestein ungestört bleibt. Fast ein Viertel der Uranminen verwenden die ISR-Methode und fast die gesamte Uranminen von Kasachstan verwenden diese Methode.
Uran -Extraktion und -verarbeitung
Es gibt zwei Hauptmethoden zur Erzverarbeitung:
- Extraktion von Erz aus dem Boden (über unterirdische Minen oder offene Gruben). Das Erz wird zu einem transportiert
Zentrale Einrichtung, zerquetscht und gemahlen. Das gemahlene Erz wird weiter über Haufen aus dem Auslaugen oder Stapelablaugen verarbeitet
(Autoklave, Panzer, Vat Leach). Das ausgelaugte Zellstoff kann wie in einer RIP-Konfiguration (Harz-in-Pulp) behandelt werden.
oder eine feste Flüssigtrennung kann über Riemenfilter oder eine Dekantation (Counter-Turrent Decantation) durchgeführt werden, um a zu erzeugen
Klar oder teilweise geklärt, dass Alkohol die Futter zum Ionenaustauscheinheitsbetrieb bildet.
- In -situ -Behandlung, auch als In -situ -Lauge (ISL) oder In -situ -Erholung (ISR) bezeichnet. Diese Technik beinhaltet
Das Auflösen von Uran direkt vom Erzkörper unter Verwendung geeigneter Lixiviants, während das Erz unter der Erde bleibt.
Der Lixiviant wird über eine Reihe von Injektionspunkten in den Boden gepumpt. Schwangere Leach Solutions (PLS) ist
aus einem zentralen Brunnen gesammelt. ISL produziert „saubere“ PLs mit Gesamtfleischfeststoffe (TSS) von weniger als 50 ppm.
Die Wahl des Ionenaustausch -Schattes hängt vom Festkörpergehalt des Futtermaterials ab. Dies wiederum, wiederum,
Diktiert die optimale Partikelgrößenverteilung des Harzes, wie in Abbildung 2 angezeigt.
Uran -Extraktionsharze
Uran-Extraktionsharze, insbesondere Anionenharze für starke Basisanionen, werden in der Bergbauindustrie verwendet, um Uran nach dem Verarbeitung des Erzes von Leach-Liquors zurückzugewinnen. Diese Harze binden an Uranionen und ermöglichen eine effiziente Trennung und Reinigung.
Wie es funktioniert:
Auslaugen:
Uranerz ist zerkleinert, gemahlen und dann mit Chemikalien (wie Schwefelsäure) ausgelaugt, um das Uran aufzulösen.
Ionenaustausch:
Der Lauglauglauge, der Uran enthält, wird dann durch Säulen geleitet, die mit starker Anionenharz gefüllt sind.
Uranadsorption:
Die Uranionen (in Form von anionischen Komplexen) werden selektiv auf die Harzperlen adsorbiert.
Elution:
Das Uran wird dann unter Verwendung einer anderen Lösung (z. B. verdünnte Schwefelsäure) aus dem Harz eluiert (oder entfernt).
Reinigung und Niederschlag:
Die resultierende Uranlösung wird weiter gereinigt und dann als Konzentrat in Form von Gelbkuchen ausgefällt.
Arten von Harzen:
Starke Anionenaustauschharze:
Dies sind der häufigste Typ, der für die Uran -Extraktion verwendet wird und für ihre hohe Affinität zu Uranionen bekannt ist.
Makroporös gegen Gel-Typ:
Sowohl makroporöse als auch Gelharze werden verwendet, wobei makroporöse Harze eine höhere Resistenz gegen physikalische und chemische Abbau bieten.
Vorteile der Verwendung von Harzen:
Hohe Wiederherstellungsraten: Harze können eine hohe Uran -Erholungsraten durch den Leach -Alkohol erreichen.
Reinigung: Sie entfernen effektiv Verunreinigungen aus der Uranlösung.
Vielseitigkeit: Sie können in verschiedenen Uran-Mining-Prozessen eingesetzt werden, einschließlich der Operationen mit festem Bett und flüssiger Bett.
Kosteneffektiv: Die Uran-Extraktion auf Harzbasis ist im Allgemeinen eine kostengünstige Methode im Vergleich zu anderen Extraktionstechniken.