підземне вилуговування це різновид перколяційного вилуговування (Тобто такого вилуговування, при якому обсяг реагенту просочується крізь нерухомий шар руди), особливість якого в тому, що вилуговування проводиться під землею, безпосередньо в рудному тілі. Науково-технічний і економічний аналіз показав, що метод підземного вилуговування має ряд потенційних переваг у порівнянні з видобутком руд і переробкою їх на заводах: він дозволяє знизити вартість виробництва урану і більш повно використовувати урансодержащих сировину. Капітальні витрати на випуск 1 кг урану при підземному вилуговуванні руди знижуються в кілька разів (в 2 2,5 рази) в порівнянні з витратами за звичайним гірничо-металургійному комплексу.

Анотація наукової статті з хімічних технологій, автор наукової роботи - Хужамов Уміджон Умаркуловіч, Карімов Улугбек Хаёт Вугілля


Область наук:
  • хімічні технології
  • Рік видавництва: 2020
    Журнал
    Academy
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ СПОСОБІВ переробки уранових руд І ПРАКТИКА переробки уранових руд ЗА КОРДОНОМ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ СПОСОБІВ переробки уранових руд І ПРАКТИКА переробки уранових руд ЗА КОРДОНОМ»

    ?АНАЛІЗ СПОСОБІВ переробки уранових руд І ПРАКТИКА переробки уранових руд ЗА КОРДОНОМ Хужамов У.У.1, Карімов У.Х.2

    1Хужамов Уміджон Умаркуловіч - асистент;

    2Карімов Улугбек Хаёт вугілля - студент, кафедра металургії, Навоийский державний гірничий інститут, м Навої, Республіка Узбекистан

    Анотація: підземне вилуговування - це різновид перколяційного вилуговування (тобто такого вилуговування, при якому обсяг реагенту просочується крізь нерухомий шар руди), особливість якого в тому, що вилуговування проводиться під землею, безпосередньо в рудному тілі. Науково-технічний і економічний аналіз показав, що метод підземного вилуговування має ряд потенційних переваг у порівнянні з видобутком руд і переробкою їх на заводах: він дозволяє знизити вартість виробництва урану і більш повно використовувати урансодержащих сировину. Капітальні витрати на випуск 1 кг урану при підземному вилуговуванні руди знижуються в кілька разів (в 2 - 2,5 рази) в порівнянні з витратами за звичайним гірничо-металургійному комплексу. Ключові слова: вилуговування, закачні - відкачні свердловини, рН середовище, що концентрація урану, сорбція урану.

    Технологічна схема процесу підземного вилуговування руди включає наступні операції:

    1) Розбурювання обраної поклади за певною схемою (рудне тіло розбивається на певну ділянки з урахуванням падіння пласта, напрямку природного водного потоку та ін.);

    2) Закачування розчину хімічного реагенту і відкачування ураносодержащих розчинів;

    3) Переробку продуктивних розчинів включає:

    - сорбцію урану на ионообменной смолі АМП з розчинів підземного вилуговування;

    - конверсія смоли в нітратну форму;

    - десорбції урану сірчанокислим розчином нітрату амонію; нейтралізацію десорбата газоподібним аміаком і осадження поліураната амонію.

    - денітрації смоли.

    4) дозміцнення відпрацьованих розчинів реагентом і повернення в пласт на вилуговування.

    У такій схемі єдиною гірської виробленням є свердловина. Видобуток корисних копалин ведеться методом підземного вилуговування з подачею і прийомом розчинів в віяла свердловин. Для цього, з поверхні, уздовж рудного покладу бурять віяла свердловин, частина яких є закачного (нагнітальними), а частина-откачного (розвантажувальними).

    Число і глибина свердловин в віялі залежить від потужності і елементів залягання покладів, фільтраційних властивостей руд і ін.

    Вилуговування проводять фільтраційним потоком розчину реагенту, подаючи його під напором в нагнітальні свердловини і приймаючи в відкачні свердловини [1].

    З фізико-хімічної позиції процес можна визначити як процес гетерогенних взаємодій, що супроводжуються зміною концентрації реагуючих речовин в рідкій і твердій фазах при фільтраційному переміщенні рідкої фази в межах обсягу вилуговування.

    Обсяг вилуговування - частина обсягу рудовмещающіх пласта, в якій відбувається фільтрація розчинника.

    В процесі ПВ рух розчинника здійснюється по порах і капілярах рудовмещающіх пласта під впливом штучного створюваного потоку розчину реагенту і системи закачних і откачних свердловин. Розрізняють ефективну пористість - обумовлену порами більше 1 мм, за якими рух розчинів відбувається під впливом сили тяжіння, і капілярну пористість по якій відбувається рух розчинів як під впливом сили тяжіння, так і поверхневого натягу.

    Реальний процес фільтраційного вилуговування урану завжди складніший, тому що розчинник реагує не тільки і не стільки з урановими мінералами, скільки з мінералами порід, що вміщають, в першу чергу карбонатами, мінералами глин і польового шпату. В результаті потенціалом реакції стає не недолік насичення розчину витравлюють компонентом (ураном), а концентрація розчинника.

    При кислотному вилуговуванні шестивалентний уран переходить в розчин у вигляді сульфату уранила і комплексних аніонів.

    Співвідношення їх у розчинах визначається рН середовища. Оптимальною кислотністю для вилуговування уранових мінералів є рН = 1,5-2,0. При підвищенні рН шестивалентний уран осідає з розчинів.

    При наявності в витравлюють рудах чотирьохвалентного урану, слаборозчинні в розчинах Н2SO4, потрібно додавання окислювача. На цій посаді використовують кисень, перекис водню, хлорат натрію, азотну кислоту, пиролюзит, солі тривалентного заліза, нітрит натрію, озон, бактерії. Використання того чи іншого окислювача і його кількість визначається лабораторним шляхом.

    У присутності окислювача двовалентного залізо окислюється киснем до тривалентного, а тривалентне залізо сприяє переходу чотирьохвалентного урану в шестивалентний.

    При сернокислотном вилуговування перші порції робочого розчину починають витягувати уран і легкорозчинні сполуки інших елементів з початкових перетинів, транспортуючи їх у напрямку фільтрації.

    Одночасно по шляху руху відбувається нейтралізація сірчанокислотного розчину за рахунок його реакції. В результаті витрачання реагенту рН середовища підвищується, і уран випадає в тверду фазу на кислотно-лужний бар'єр. Спільно з гідролізом ураніл-іона здійснюється гідроліз розчинених домішок при різних рН середовища. Фронт кислих урансодержащих розчинів рухається по пласту з відставанням від істинної швидкості фільтраційного потоку. Випадання в осад ряду домішок в результаті підвищення рН може тимчасово знижувати проникність порід [2].

    На деякій відстані від місця подачі реагенту в рудний пласт формується ділянку розчинів з рівноважною концентрацією урану, в якому не відбувається додаткового його вилучення. Розчин проходить як би транзитом через цю ділянку, не змінюючи змісту урану в руді. Одночасно з формуванням ділянки з рівноважної концентрацією урану перед ним утворюється ділянка

    17

    вторинного збагачення, де уран випадає в тверду фазу. Коли процес випадання урану в тверду фазу відбувається на ділянках, не порушених вилуговуванням, йде збагачення руди, концентрації урану перевищують початкові значення. Наступні порції робочого розчину, які підходять до цієї зони, нейтралізовані вже в меншому ступені, і при досягненні необхідної кислотності починають витягувати уран, «переоткладивая» його далі по шляху руху розчинів. Здійснюючи безперервний потік фронту кислих розчинів і пов'язаних з ним ділянок рівноважної концентрації та вторинного збагачення. Ширина цих ділянок в міру віддалення від місця подачі реагенту в пласт безперервно зростає аж до підходу до місця відкачування продуктивних розчинів. Це необхідно враховувати при визначенні відстані між свердловинами і виборі концентрації витравлюють реагенту, щоб скоротити розміри ділянки вторинного збагачення і зменшити частоту його освіти, але при цьому не допускати перевитрати реагентів.

    Початок зниження максимальних концентрацій вмісту урану в розчині відповідає досягненню максимуму концентрацій у твердій фазі до вихідного перетину. Надалі відбувається поступове наростаюче вилуговування залишився урану з руд і зменшення його концентрацій в розчині.

    Процес підземного вилуговування реалізується за допомогою системи технологічних свердловин (закачних і откачних), пробурених з денної поверхні і розміщених на площі родовища. Свердловини буряться дощенту рудовмещающіх горизонту, обсаджувати фільтрами. Для запобігання перетікання технологічних розчинів в витравлюють рудоносні горизонти і їх забруднень затрубний простір свердловин цементується.

    За основу технологічної схеми цеху переробки продуктивних розчинів узятий процес сорбції урану на ионообменной смолі АМП з подальшою десорбцією урану сірчано-нітратних розчином і осадження поліураната амонію. Це було зроблено, виходячи з таких передумов:

    - концентрація урану в початкових продуктивних розчинах низька;

    - на анионите будуть сорбироваться уран, існуючий в сульфатних розчинах у вигляді аніонів, і залізо, присутнє у вигляді аніону. Решта домішки, що знаходяться в вигляді катіонів, сорбироваться практично не будуть, що забезпечує хорошу очистку урану.

    Для здійснення іонного обміну, або іонообмінної сорбції, тобто процесу вилучення іонів з водного розчину твердою речовиною (іонітом), що супроводжується переходом у водний розчин еквівалентної кількості іонів того ж знака, що містяться в складі твердої речовини, в гідрометалургії найбільш широко використовують синтетичні іоніти - іонообмінні смоли.

    В якості сорбентів для вилучення та концентрування урану з продуктивних розчинів найчастіше використовують сильноосновні гелієві і пористі аніоніти на основі сополімерів стиролу і дивинилбензола або вінілпіридину і дивинилбензола [3].

    У практиці підземного вилуговування в залежності від матеріального складу руд використовуються водні розчини мінеральних кислот або солей карбонатів лужних металів. У Росії використовують - розчини сірчаної кислоти (5-50г / л, рН = 0,8-1,2) Основний недолік підземного вилуговування - неекономічність використання розчинника при підвищеній (2-3%) карбонатності руд і зниження проникності продуктивного пласта, яке пов'язане з тимчасової кольматація (випаданням з розчинів сполук заліза і алюмінію). Наприклад, при рН, що дорівнює 1,5-4,1 і 3,3-5,2 відповідно гідроксиду заліза і алюмінію випадають в осад. При значенні рН<2 гідроокисли розчиняються і проникність відновлюється. Крім того, до недоліків методу можна віднести наступні явища кольматации: постійну, викликану випаданням гіпсу в поровом

    просторі, газову, яка йде через виділення вуглекислоти, і механічну, пов'язану з зашламованіем привибійної зони [4].

    У США при ПВ урану в основному застосовують карбонатное вилуговування, коли використовується карбонат і бікарбонат натрію або амонію (концентрація робочих розчинів: 0,5-10 г / л солей металів, 0,1-0,3 перекису водню, 100-300мг / л кисню, рН 8-11). Перевага цього способу: висока селективність, менша залежність від карбонатності, відсутність переотложения урану в твердій фазі, простіша схема переробки продуктивних розчинів. До недоліків слід віднести необхідність використання окислювачів (перекису водню з інгібіторами, кисню повітря в присутності каталізаторів-іонів міді).

    Крім того, карбонатного вилуговування заважають сульфіди, і взагалі процес йде повільно і гірше розкриває мінерали руд.

    Список літератури

    1. Башкатов А.Д. Прогресивні технології спорудження свердловин. Москва: Надра, 2003. 554 с.

    2. Толстов Е.А., Толстов Д.Є. Фізико-хімічні геотехнологии (освоєння родовищ урану і золота в Кизилкумском регіоні). Москва: Геоінформцветмет, 2002.

    3. Ісаходжаев Б.А. Концепція розвитку рудної геології в Узбекистані // Геологія і мінеральні ресурси, 2007. № 5. С. 5-12.

    4. Мальгін О.М. Аналіз досвіду розробка осадових родовищ учкудукского типу. Гірський вісник Узбекистану, 1997. № 1.

    РОЗШИРЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ BIM-ПРОЕКТУВАННЯ

    Младзіевскій Е.П.

    Младзіевскій Євген Павлович - аспірант, кафедра електропостачання промислових підприємств і електротехнологій, Національний дослідницький університет Московський енергетичний інститут, м Москва

    Застосування сучасних технологій є стабільною тенденцією в сфері проектування. В даний час найбільш ефективним підходом є реалізація BIM-проектування [1]. Для цього існує цілий ряд програмних продуктів, що використовуються в тій чи іншій сфері проектування і будівництва. Однак, в процесі розробки документації часто виникають ситуації, коли стандартних програмних засобів недостатньо для вирішення поставлених завдань, або потрібно прискорення і автоматизація виконання великого обсягу однотипної роботи. У таких випадках можуть допомогти спеціалізовані додатки з функціями програмування. Наприклад, для програмного комплексу інформаційного моделювання Revit таким доповненням служить середовищем візуального програмування Dynamo. Інтерфейс Dynamo вдає із себе простір, в якому розміщуються елементи - «Ноди».

    У лівій частині екрана знаходиться бібліотека нодов, в якій за допомогою пошуку можна знайти потрібний об'єкт. Крім стандартних нодов в Dynamo можуть бути завантажені додаткові бібліотеки елементів, що розширюють можливості цього доповнення.

    Ноди в просторі Dynamo можуть бути з'єднані лініями зв'язку і тим самим впливати друг на друга. Використовуючи різні комбінації нодов, робота яких підпорядкована певній логіці, можна взаємодіяти з інформаційною моделлю, яка в даний момент відкрита за допомогою Revit.


    Ключові слова: вилуговування / Закачного откачного СВЕРДЛОВИНИ / рН середовища / КОНЦЕНТРАЦІЯ УРАНА / СОРБЦІЯ УРАНА

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити