Методы восстановления урана (экстракция)
Уран встречается в минеральных месторождениях по всему миру, причем более половины мирового производства урана сегодня, полученная из шахт, расположенных в Канаде, Австралии и Казахстане. Урановые руды добываются методами, аналогичными тем, которые используются для других металлических руд. Урановая руда удаляется из земли с помощью обычных методов добычи, метода восстановления на месте или как побочный продукт других минералов.
Обычная добыча
Урановые отложения менее чем в 100 метрах от поверхности могут быть извлечены с использованием метода добычи с открытой Pit, в то время как отложения глубиной более 100 метров в Земле Используйте метод подземного добычи, оба из которых находятся в категории обычной добычи.
Open-Pit/OpenCast/OpenCut
Рабочее полезные ископаемые начинается с удаления вскрышности (материала) на вершине урана, чтобы обнажить рудное тело. Затем яма выпускается для доступа к депозиту. Чтобы предотвратить проникновение стен ямы, скала добывается в серии скамей. Отверстия просверлены в скале в каждой скамейке и загружаются взрывчатыми веществами. Затем взрывчатые вещества взорны, чтобы разбить камень, которая будет выдвинута на поверхность крупными грузовиками. Сегодня крупнейшим в мире урановым шахтом в мире является шахта Rössing в Намибии.
Подполье
Чтобы получить доступ к урановому рудному телу в глубокой подземной, вертикальные валы вырыты до глубины месторождения. Затем туннели разрезаны вокруг рудного тела. Drifts (горизонтальные туннели) обеспечивают прямое вход в пути месторождения и вентиляции. В большинстве подземных шахт румовое тело затем взорвалось и поднимается на поверхность для фрезерования. Чтобы добыча была жизнеспособной, эти отложения должны быть сравнительно высокими. Кэмеко и рудник Арева Макартур является крупнейшим высококачественным урановым месторождением.
Восстановление на месте/выщелачивание/раствор на месте.
Урановая руда также может быть восстановлена методом восстановления на месте (ISR) с учетом соответствующих геологических условий. Метод ISR применим только к урановым отложениям из песчаника, расположенными под столом воды в ограниченном водоносном горизонте. ISR - это метод, который оставляет урановый руд в земле. Уран растворяется либо в серной кислоте, либо в мягком щелочном растворе, который впрыскивается и восстанавливается из водоносного горизонта с помощью скважин. Уранно-несущий раствор затем закачивается обратно на поверхность, оставляя скалу нетронутыми. Почти четверть урановых шахт используют метод ISR, и почти все урановые шахты Казахстана используют этот метод.
Извлечение и обработка урана
Есть два основных метода обработки руды:
- Извлечение руды из земли (через подземные шахты или открытые ямы). Руда транспортируется в
Центральное учреждение, раздавленное и измельченное. Перереженная руда дополнительно обрабатывается с помощью выщелачивания кучи или выщелачивания партии
(Автоклав, танк, НДС выщелачивание). Пульса выщелачивания может быть обработана «как» в конфигурации смолы-в-пульпа (RIP),
или разделение с твердым жидкостью может быть выполнено с помощью ременных фильтров или декарта с противоопухолом (ПЗС) для получения
уточняется или частично уточняется ликер, который образует подачу в операцию ионообменного блока.
- Лечение in situ, также называемое выщелачиванием in situ (ISL) или восстановлением in situ (ISR). Эта техника включает в себя
Растворяя уран непосредственно от руды с использованием соответствующих ликсивиантов, в то время как руда остается под землей.
Ликсивиант перекачивается в землю через серию точек впрыска. Беременные растворы выщелачивания (PLS)
Собран из центрального колодца. ISL производит «чистую» PLS с общим суспендированным твердым веществом (TSS) менее 50 ч / млн.
Выбор контактора ионного обмена зависит от содержания твердых веществ в материале подачи. Это в свою очередь,
диктует оптимальное распределение частиц по размерам смолы, как показано на рисунке 2.
Урановые экстракционные смолы
Урановые экстракционные смолы, в частности, сильные базы анионных обменных смол, используются в горнодобывающей промышленности для восстановления урана из ликеров Leach после обработки руды. Эти смолы связываются с урановыми ионами, что позволяет эффективно разделять и очистить.
Как это работает:
Выщелачивание:
Урановая руда измельчается, земля, а затем выщелачивается химическими веществами (например, серной кислотой), чтобы растворить уран.
Ионовый обмен:
Ликер Leach, содержащий уран, затем пропускается через колонны, заполненные сильной анионовой обменной смолой.
Адсорбция урана:
Урановые ионы (в форме анионных комплексов) избирательно адсорбируются на смола.
Элюирование:
Затем уран элюируют (или удаляют) из смолы с использованием другого раствора (например, разбавленная серная кислота).
Очищение и осаждение:
Полученный раствор урана дополнительно очищается, а затем осаждается как концентрат, часто в форме желтого питания.
Типы смол:
Сильные базы анионных обменных смол:
Это наиболее распространенный тип, используемый для экстракции урана, известный своим высоким сродством к урановым ионам.
Макропорист против гелевого типа:
Используются как макропористые, так и гелевые смолы, при этом макропористые смолы, обеспечивающие более высокую устойчивость к физическому и химическому деградации.
Преимущества использования смол:
Высокие показатели восстановления: смолы могут достичь высоких показателей восстановления урана от ликера Leach.
Очистка: они эффективно удаляют примеси из раствора урана.
Универсальность: их можно использовать в различных процессах добычи урана, включая операции как с фиксированным и псевдоожиженным слоем.
Эффективное: экстракция урана на основе смолы, как правило, является экономически эффективным методом по сравнению с другими методами экстракции.