Phương pháp phục hồi uranium (trích xuất)
Uranium được tìm thấy trong các mỏ khoáng sản trên toàn thế giới, với hơn một nửa sản lượng uranium thế giới ngày nay có nguồn gốc từ các mỏ nằm ở Canada, Úc và Kazakhstan. Quặng mang uranium được khai thác bằng các phương pháp tương tự như các phương pháp được sử dụng cho các quặng kim loại khác. Quặng urani được loại bỏ khỏi mặt đất bằng các kỹ thuật khai thác thông thường, phương pháp phục hồi tại chỗ hoặc như một sản phẩm phụ của các khoáng sản khác.
Khai thác thông thường
Có thể phục hồi các khoản tiền gửi urani dưới 100 mét bằng phương pháp khai thác hố mở trong khi các khoản tiền gửi sâu hơn 100 mét trong trái đất sử dụng phương pháp khai thác ngầm, cả hai đều thuộc loại khai thác thông thường.
Mở-PIT/Opencast/Opencut
Khai thác hố mở bắt đầu bằng việc loại bỏ quá tải (bao phủ vật liệu) trên đỉnh của uranium để phơi bày quặng. Một hố sau đó được rỗng để truy cập vào tiền gửi. Để ngăn chặn các bức tường của hố bay vào, tảng đá được khai thác trong một loạt các băng ghế. Các lỗ được khoan vào đá trong mỗi băng ghế và chứa chất nổ. Các chất nổ sau đó được phát nổ để phá vỡ tảng đá, sẽ được đưa lên bề mặt bởi những chiếc xe tải lớn. Mỏ uranium mở lớn nhất thế giới đang hoạt động ngày hôm nay là mỏ Rössing ở Namibia.
Bí mật
Để truy cập vào một uranium quặng sâu dưới lòng đất, các trục thẳng đứng được đào đến độ sâu của tiền gửi. Tiếp theo, các đường hầm được cắt xung quanh quặng. Trôi dạt (đường hầm ngang) cung cấp sự vào trực tiếp vào các con đường tiền gửi và thông gió. Trong hầu hết các mỏ dưới lòng đất, thân cây sau đó được thổi và kéo lên bề mặt để xay xát. Để khai thác là khả thi, các khoản tiền gửi này phải tương đối cao. Mỏ sông McArthur của Cameco và Areva là mỏ uranium cao cấp lớn nhất.
Phục hồi tại chỗ/Khai thác tại chỗ/Khai thác giải pháp/Giải pháp
Quặng uranium cũng có thể được phục hồi bằng phương pháp phục hồi tại chỗ (ISR), với các điều kiện địa chất thích hợp. Phương pháp ISR chỉ được áp dụng cho các mỏ uranium được lưu trữ bằng sa thạch nằm bên dưới mực nước trong một tầng chứa nước hạn chế. ISR là một phương pháp rời khỏi uranium quặng trong lòng đất. Uranium được hòa tan trong axit sunfuric hoặc dung dịch kiềm nhẹ được tiêm vào và thu hồi từ tầng chứa nước bằng các giếng. Dung dịch mang uranium sau đó được bơm trở lại bề mặt, khiến tảng đá không bị xáo trộn. Gần một phần tư các mỏ uranium sử dụng phương pháp ISR và gần như tất cả các mỏ uranium của Kazakhstan sử dụng phương pháp này.
Khai thác và xử lý uranium
Có hai phương pháp xử lý quặng chính:
- Khai thác quặng từ mặt đất (thông qua các mỏ ngầm hoặc hố mở). Quặng được chuyển đến một
Cơ sở trung tâm, nghiền nát và xay xát. Quặng xay được xử lý tiếp theo thông qua việc lọc heap hoặc rò rỉ hàng loạt
(Autoclave, Tank, VAT Leach). Bột nến có thể được xử lý 'như là' trong cấu hình nhựa trong bột giấy (RIP),
hoặc phân tách chất lỏng-lỏng có thể được thực hiện thông qua các bộ lọc đai hoặc quá trình khử dòng (CCD) để tạo ra một
Rượu được làm rõ hoặc làm rõ một phần tạo thành thức ăn cho hoạt động của đơn vị trao đổi ion.
- Trong điều trị tại chỗ, còn được gọi là Leach tại chỗ (ISL) hoặc phục hồi tại chỗ (ISR). Kỹ thuật này liên quan
hòa tan uranium trực tiếp từ cơ thể quặng bằng cách sử dụng lixivials thích hợp trong khi quặng vẫn ở dưới lòng đất.
Loxiant được bơm xuống đất thông qua một loạt các điểm tiêm. Giải pháp Leach mang thai (PLS) là
thu thập từ một giếng trung tâm. ISL tạo ra PLS sạch sẽ với tổng số chất rắn lơ lửng (TSS) dưới 50 ppm.
Sự lựa chọn của công tắc tơ trao đổi ion phụ thuộc vào hàm lượng chất rắn của vật liệu thức ăn. Điều này lần lượt,
chỉ ra sự phân bố kích thước hạt tối ưu của nhựa, như thể hiện trong Hình 2.
Nhựa chiết uranium
Nhựa khai thác uranium, đặc biệt là nhựa trao đổi anion cơ sở mạnh, được sử dụng trong ngành khai thác để thu hồi uranium từ rượu vang sau khi quặng được xử lý. Những loại nhựa này liên kết với các ion uranium, cho phép tách và tinh chế hiệu quả.
Cách nó hoạt động:
Lò ngự:
Quặng uranium bị nghiền nát, nghiền, và sau đó được lọc bằng hóa chất (như axit sunfuric) để hòa tan uranium.
Trao đổi ion:
Rượu nước, chứa uranium, sau đó được truyền qua các cột chứa đầy nhựa trao đổi anion cơ sở mạnh mẽ.
Hấp phụ uranium:
Các ion uranium (dưới dạng phức hợp anion) được hấp phụ có chọn lọc vào hạt nhựa.
Sự rửa giải:
Uranium sau đó được rửa giải (hoặc loại bỏ) khỏi nhựa bằng cách sử dụng một dung dịch khác (ví dụ: axit sunfuric loãng).
Tinh chế và Lượng mưa:
Dung dịch uranium thu được được tinh chế thêm và sau đó kết tủa dưới dạng cô đặc, thường ở dạng bánh vàng.
Các loại nhựa:
Nhựa trao đổi anion cơ sở mạnh mẽ:
Đây là loại phổ biến nhất được sử dụng để chiết xuất uranium, được biết đến với ái lực cao với các ion uranium.
Macropious vs Gel-Type:
Cả nhựa loại macropious và loại gel đều được sử dụng, với các loại nhựa macropious cung cấp khả năng chống suy thoái vật lý và hóa học cao hơn.
Lợi ích của việc sử dụng nhựa:
Tỷ lệ phục hồi cao: nhựa có thể đạt được tỷ lệ thu hồi urani cao từ rượu leach.
Tinh chế: Họ loại bỏ hiệu quả các tạp chất khỏi dung dịch uranium.
Tính linh hoạt: Chúng có thể được sử dụng trong các quy trình khai thác uranium khác nhau, bao gồm cả các hoạt động giường cố định và quỳ.
Hiệu quả về chi phí: Khai thác uranium dựa trên nhựa thường là một phương pháp hiệu quả về chi phí so với các kỹ thuật chiết khác.