Métodos de recuperación de uranio (extracción)
El uranio se encuentra en depósitos minerales en todo el mundo, con más de la mitad de la producción mundial de uranio derivada hoy de minas ubicadas en Canadá, Australia y Kazajstán. Los minerales que contienen uranio se extraen por métodos similares a los utilizados para otros minerales de metal. El mineral de uranio se elimina del suelo mediante técnicas de minería convencionales, método de recuperación in situ o como subproducto de otros minerales.
Minería convencional
Los depósitos de uranio a menos de 100 metros de la superficie se pueden recuperar utilizando el método de minería de pedazo abierto, mientras que los depósitos de más de 100 metros de profundidad en la tierra usan el método de minería subterránea, los cuales están en la categoría de minería convencional.
Abre-pit/opencast/opencut
La minería de fondos abiertos comienza con la eliminación de sobrecarga (cobertura de material) en la parte superior del uranio para exponer al cuerpo de la oreja. Luego se ahuja un pozo para acceder al depósito. Para evitar que las paredes del pozo se derrumben, la roca se extrae en una serie de bancos. Los agujeros se perforan en la roca en cada banco y se cargan de explosivos. Los explosivos se detonan para romper la roca, que serían llevados a la superficie por camiones grandes. La mina de uranio abierta más grande del mundo en funcionamiento hoy es la mina Rössing en Namibia.
Subterráneo
Para acceder a un maldito de uranio bajo tierra bajo, los ejes verticales se excavan a la profundidad del depósito. A continuación, los túneles se cortan alrededor del cuerpo de la oreja. Las derivaciones (túneles horizontales) proporcionan entrada directa a las vías de depósito y ventilación. En la mayoría de las minas subterráneas, el OreBody es volado y elevado a la superficie para la molienda. Para que la minería sea viable, estos depósitos deben ser relativamente altos de grado. La mina McArthur del río McArthur de Cameco y Areva es el depósito de uranio de alto grado más grande.
Recuperación in situ/lixiviación in situ/minería de soluciones
El mineral de uranio también puede recuperarse mediante el método de recuperación in situ (ISR), dadas las condiciones geológicas apropiadas. El método ISR es aplicable solo a los depósitos de uranio alojados en arenisos ubicados debajo de la capa freática en un acuífero confinado. ISR es un método que deja al maldito de uranio en el suelo. El uranio se disuelve en ácido sulfúrico o en una solución ligeramente alcalina que se inyecta y se recupera del acuífero mediante pozos. La solución que contiene uranio se bombea de nuevo a la superficie, dejando la roca sin perturbarse. Casi una cuarta parte de las minas de uranio usan el método ISR y casi todas las minas de uranio de Kazajstán usan este método.
Extracción y procesamiento de uranio
Hay dos métodos principales de procesamiento de mineral:
- Extracción de mineral desde el suelo (a través de minas subterráneas o pozos abiertos). El mineral es transportado a un
instalación central, aplastada y molida. El mineral fresado se procesa más a través de la lixiviación de montón o la lixiviación por lotes
(Autoclave, tanque, IVA Leach). La pulpa lixiviada puede tratarse 'como está' en una configuración de resina en la pulpa (rip),
o la separación sólida-líquido se puede realizar mediante filtros de correa o decantación de contracorriente (CCD) para producir un
licor aclarado o parcialmente aclarado que forma la alimentación de la operación de la unidad de intercambio iónico.
- El tratamiento in situ, también conocido como la lixiviación in situ (ISL) o la recuperación in situ (ISR). Esta técnica implica
disolver el uranio directamente del cuerpo de mineral utilizando lixiviantes apropiados mientras el mineral permanece bajo tierra.
El Lixiviant se bombea al suelo a través de una serie de puntos de inyección. Soluciones de lixiviación embarazada (PLS) es
recogido de un pozo central. ISL produce PL "limpio" con sólidos totalmente suspendidos (TSS) menos de 50 ppm.
La elección del contactor de intercambio de iones depende del contenido de sólidos del material de alimentación. Esto a su vez
Dicta la distribución óptima del tamaño de partícula de la resina, como se muestra en la Figura 2.
Resinas de extracción de uranio
Las resinas de extracción de uranio, específicamente las resinas de intercambio de aniones de base fuerte, se utilizan en la industria minera para recuperar el uranio de los licores de lixiviación después de que se procesa el mineral. Estas resinas se unen a los iones de uranio, lo que permite una separación y purificación eficientes.
Cómo funciona:
Lixiviación:
El mineral de uranio se tritura, se molesta y luego se lixivia con productos químicos (como el ácido sulfúrico) para disolver el uranio.
Intercambio iónico:
El licor de lixiviación, que contiene uranio, se pasa a través de columnas llenas de resina de intercambio de aniones de base fuerte.
Adsorción de uranio:
Los iones de uranio (en forma de complejos aniónicos) se adsorben selectivamente en las cuentas de resina.
Elución:
El uranio se eluye (o se elimina) de la resina usando una solución diferente (por ejemplo, ácido sulfúrico diluido).
Purificación y precipitación:
La solución de uranio resultante se purifica aún más y luego se precipita como concentrado, a menudo en forma de pastel amarillo.
Tipos de resinas:
Resinas de intercambio de aniones de base fuerte:
Estos son el tipo más común utilizado para la extracción de uranio, conocido por su alta afinidad por los iones de uranio.
Macroporoso vs. Tipo de gel:
Se usan resinas macroporosas y de tipo gel, con resinas macroporosas que ofrecen una mayor resistencia a la degradación física y química.
Beneficios del uso de resinas:
Altas tasas de recuperación: las resinas pueden lograr altas tasas de recuperación de uranio del licor de lixiviación.
Purificación: eliminan efectivamente las impurezas de la solución de uranio.
Versatilidad: se pueden usar en varios procesos de minería de uranio, incluidas las operaciones de lecho fijo y lecho fluidizado.
Rentable: la extracción de uranio a base de resina es generalmente un método rentable en comparación con otras técnicas de extracción.