Uranåtervinning (extraktion) metoder
Uran finns i mineralavlagringar över hela världen, med över hälften av världens uranproduktion idag härrörande från gruvor belägna i Kanada, Australien och Kazakstan. Uranbärande malmer bryts ut med metoder som liknar de som används för andra metallmalm. Uranmalmen tas bort från marken med konventionella gruvtekniker, återhämtningsmetod på plats eller som en biprodukt av andra mineraler.
Konventionell gruvdrift
Uranavlagringar mindre än 100 meter från ytan kan återvinnas med hjälp av den öppna gruvningsmetoden medan depositionerna mer än 100 meter djupt i jorden använder den underjordiska gruvmetoden, som båda finns i kategorin konventionell gruvdrift.
Open-Pit/OpenCast/OpenCut
Öppen gruvdrift börjar med borttagning av överbelastning (materialbeläggning) ovanpå uran för att avslöja malmkroppen. En grop är sedan ihålig för att komma åt insättningen. För att förhindra att gropens väggar grottar in, bryts berget i en serie bänkar. Hål borras in i berget i varje bänk och laddas med sprängämnen. Explosiverna detoneras sedan för att bryta upp berget, som skulle tas till ytan av stora lastbilar. Världens största öppna urangruva i drift idag är Rösing-gruvan i Namibia.
Underground
För att komma åt en uranmalm djupt under jord, grävs vertikala axlar till djupet på insättningen. Därefter skärs tunnlarna runt malmkroppen. Drifter (horisontella tunnlar) ger direkt inträde i insättnings- och ventilationsvägarna. I de flesta underjordiska gruvor sprängs malmkroppen sedan och lyftas till ytan för fräsning. För att gruvdrift ska vara livskraftiga måste dessa insättningar vara relativt hög kvalitet. Cameco och Arevas McArthur River Mine är den största högklassiga uranavlagringen.
Återhämtning på plats/lakning/lösning av lösning/lösning
Uraniummalm kan också återvinnas med metoden in situ (ISR) med tanke på lämpliga geologiska förhållanden. ISR-metoden är endast tillämplig på sandsten-värd uranavlagringar belägna under vattentabellen i en begränsad akvifer. ISR är en metod som lämnar uranmalmkroppen i marken. Uranen löses i antingen svavelsyra eller en milt alkalisk lösning som injiceras i och återvinns från akvifern med hjälp av brunnar. Den uranbärande lösningen pumpas sedan tillbaka upp till ytan och lämnar berget ostörd. Nästan en fjärdedel av urangruvorna använder ISR-metoden och nästan alla Kazakstans urangruvor använder denna metod.
Uranuttag och bearbetning
Det finns två huvudsakliga metoder för malmbearbetning:
- Extraktion av malm från marken (via underjordiska gruvor eller öppna gropar). Malmen transporteras till en
Central anläggning, krossad och malad. Den malade malmen bearbetas vidare via höglakning eller satslakning
(Autoklav, tank, momslak). Den lakade massan kan behandlas 'som är' i en harts-i-pulp (RIP) -konfiguration,
eller solid-vätskeseparation kan göras via bältesfilter eller motströmsdekantation (CCD) för att producera en
klargjorda eller delvis klargjorda sprit som bildar fodret till jonbytarenhetens drift.
- In situ -behandling, även kallad in situ -lak (ISL) eller in situ -återhämtning (ISR). Denna teknik involverar
Upplösning av uran direkt från malmkroppen med lämpliga lixiviants medan malmen förblir under jord.
Lixiviant pumpas i marken via en serie injektionspunkter. Gravida Leach Solutions (PLS) är
samlad från en central brunn. ISL producerar "rena" PLS med totala suspenderade fasta ämnen (TSS) mindre än 50 ppm.
Valet av jonbytekontaktor är beroende av fasta innehållet i fodermaterialet. Detta i sin tur,
dikterar den optimala partikelstorleksfördelningen för hartset, som visar i figur 2.
Uranuttagningshartser
Uranuttagningshartser, särskilt starka basjonbyteshartser, används i gruvindustrin för att återvinna uran från lakvätskor efter att malmen har bearbetats. Dessa hartser binder till uranjoner, vilket möjliggör effektiv separering och rening.
Hur det fungerar:
Leaching:
Uranmalm krossas, markas och lakas sedan ut med kemikalier (som svavelsyra) för att lösa uran.
Jonbytare:
Leach-spriten, som innehåller uran, passeras sedan genom kolumner fyllda med starkt bas-anjonbytesharts.
Uranadsorption:
Uranjonerna (i form av anjoniska komplex) adsorberas selektivt på hartspärlorna.
Eluering:
Uranium elueras sedan (eller avlägsnas) från hartset med hjälp av en annan lösning (t.ex. utspädd svavelsyra).
Rening och nederbörd:
Den resulterande uranlösningen renas ytterligare och fälls sedan ut som ett koncentrat, ofta i form av Yellowcake.
Typer av hartser:
Strong-bas-anjonbyteshartser:
Dessa är den vanligaste typen som används för uranutvinning, känd för sin höga affinitet för uranjoner.
Macroporous vs. Gel-typ:
Både makroporösa och geltyphartser används, med makroporösa hartser som erbjuder högre resistens mot fysisk och kemisk nedbrytning.
Fördelar med att använda hartser:
Höga återhämtningshastigheter: Hartser kan uppnå höga uranåtervinningshastigheter från lakvätskan.
Rening: De avlägsnar effektivt föroreningar från uranlösningen.
Mångsidighet: De kan användas i olika uranbrytningsprocesser, inklusive både fast bädd och fluidiserade bäddsoperationer.
Kostnadseffektivt: Hartsbaserad uranutvinning är i allmänhet en kostnadseffektiv metod jämfört med andra extraktionstekniker.