Корбанатты-сілтілі шаймалау әдісінің артықшылығы және кемшілігі Уранның карбонатты сілтісіздендіру тәжірибесі. Сода ерітіндісінде уранның еру реакциясы. - презентация

1 Корбанатты-сілтілі шаймалау әдісінің артықшылығы және кемшілігі Уранның карбонаты сілтісіздендіру тәжірибесі. Сода ерітіндісінде уранның еру реакциясы теңдікпен көрсетілген: UO 3 + 3Na 2 CO 3 + H 2 O Na 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] + 2NaOH. Карнотит түріндегі екінші минерал еріген кезде реакция жүреді: K 2 (UO 2 ) 2 ·(VO 4 ) 2 ·3H 2 O + 6Na 2 CO 3 2Na 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] + 2KVO 3 + 4NaOH + H 2 O. Төрт валентті урана тұратын минералдарды сілтісідендіру тотықтырғыш қатысуымен жүргізіледі: UO 2 + 3Na 2 CO 3 + 0,5O 2 + H 2 O Na 4 [UO 2 (CO 3 )] + 2NaOH. Берілген реакциялардан көрінгендей, ерітіндінің сода мен реакцияға түсу кезінде, хонда сілті жена лады, бұл натрийдың диуранатының тұнуына әкелуі мүмкін: 2[UO 2 (CO 3 ) 3 ] OH - + 2Na + Na 2 U 2 O 7 + 6CO H 2 O. Бөлінген сілтіні бейтараптандыру үшін сілтісіздендіруді соданың натрий бикарбонатыың қосындысымен жүргізеді: HCO OH - CO H 2 O. Тәжірибеде сілтісіздендіруге мөлшері 5-10% Na 2 CO 3 және 1- ден 7% дейін NaHCO 3 ерітінділерін қолданады.

2 Кендерде қатысатын сульфидты минералдар (көпшілік жағдайда пирит) сода мен реакцияға түсу кезінде натрийдың сульфаты мен бикарбонаты құрайды: 2FeS 2 + 8Na 2 CO 3 + 7,5O 2 + 7H 2 O 2Fe(OH) 3 + 4Na 2 SO 4 + 8NaHCO 3. Бикарбонатың құралуы пайдалы. Бірақ, киндер құрамына 1%- дан көп пирит қатысуы, алынатын натрий сульфатының асебінен сода шығыны жоғарлайды. Кендерде гипс қатысқан жағдайда реакцияның өтуіне байланысты сода шығыны жоғарылайды: CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4. Кендерде күйдірілген әктастың (известің) қатысуы орынсыз, себебі соданың каустификациялық реакциясы болуы мумкін: Na 2 CO 3 + CaO + H 2 O 2NaOH + CaCO 3.. Сондықтан, кальций карбонаттарынан тұратын киндерді сода мен сілтісіздендіру алдында күйдіруді ұсынуға болмайды.

3 Кендерді сода ерітіндісімен сілтісіздендіру, механикалық араластырғыштары бар аппараттарда, автоклаваларда атмосфералық қысым кезінде, схондай- ақ, ауамен араластыратын пачук аппаратуры батареяларында жүргізіледі. Сілтісіздендіру жылдамдығына температура күшті әсер етеді. Содалы ерітінділерде жеңіл еритін екінші минералдардан тұратын киндер С 0 температура кезінде нәтижелі сілтісіздендірілуі мүмкін. Бірінші минералдарды (уранинит, уранды шайыр (смолка)) сілтісіздендіру процесті жылдамдату үшін тотықтырғыш пайдалануды талап ететін кезде, оны 100С 0 -дан жоғары температура да, автоклава да ( С 0 кезінде) жүргізу ұсынылады. Бұл ауамен тотықтырған кезде өте маңызды. Солай болғандықтан, температураның жоғарлауы мен ерітіндідегі оттегінің еруі төмендейді, ерітіндідегі оның жоғарғы концентрация сын жасау тек автоклава да мүмкін. Пульпаларды (қатты фазаның концентрациясы 50-60%) сілтісіздендіру жоғары тығыздық кезінде жүргізіледі. Тұндырылып және сүзгіленгеннен кейін ерітіндіден уран бөлінеді.

4 Содалы сілтісіздендірудің кемшілігі, қағида бойынша, қышқылды әдістерге қарағанда, ерітіндіден аз мөлшерде уран алынуы болып табылады. Өндірістік тәжірибеде карбонаты сілтісіздендірудің үш варианты қолданылынады: 1. Кендерді ас тұзымен немасе гипс пен күйдіргеннен кейін сілтісіздендіру. Бұл уранды–ванадийлы карнотиты киндер үшін қолданылады. 2. Кендерді тотықтырғышсыз сілтісіздендіру. Екінші минералдардан тұратын қышқылданған киндерге қолданылады. 3. Кендерге тотықтырғыш қосу арқылы сілтісіздендіру. Ураниниттер мен уранды шайырлардан (смолалардан) тұратын киндерге қолданылады.

5 Уранды карбонаты ерітінділерден бөлу. Өндірістік тәжірибеде уранды карбонаты ерітінділерден бөлудің екі әдісі қолданылады: натрий диуранатын тұндыру және «жасанды (искусственный) карбонаты» тұндыру (ванадий қатысқан ерітінділер үшін). Бұдан басқа, ялты валентті уранды төрт валенттіге дейін қалпына келтіруге негізделген, уранды тұндыру әдістері және карбонаты ерітінділерден ионалмасу әдісімен уран алу дамытылған. Уранды химиялық тұндырудың басқа да әдістері. Уранды бөліп алу үшін, карбонаты ерітінділерде уранды қалпына келтіру, төменгі валентті аз еритін қосындылары тұндыруға негізделген бір қатар әдістер қарастырлған. Сутегі қысымы мен қалпына келтіру әдісі тәжірибеде ең көңіл аударарлық. Температураның С кезінде уран (6 + ) ерімейтін UO 2 дейін және сутегі қысымының парциалды қысымы 3,5-14 атм. аралығында, катализаторда - никель ұнтағы қатысқанда тез қалпына келеді. Соңғысы, магниты сепараторда жеңіл ажыратылады және қайтадан қолданылуы мүмкін. Катализатордың шығыны 3-10 г/л.

6 Қорытынды: Қазіргі кезде металдарды күкірт қышқылдық шаймалау әдісімен өндіру киндердің орналасуы 600 м тереңдіктен жүзеге асырылуда. Осы топтағы кен орындардың жер асты шаймалау арқылы өндіруге жарамдылығын анықтау үшін толық геологиялық разрезі және литологтық-фильтрациялық көсеткіштері бойынша қорларды бағалау қажетті. Жер асты шаймалау әдісінің негізгі артықшылықтары: - кенді өндірудің барлық сатыларында қажетті капиталды құрылыстардың болмауына байланысты қаржы жұмсалуының және құрылыс мерзімдерінің 2-3 асе қысқарылу; - бірталай процесс термин шектердің болмауына байланысты еңбек өнімділігінің бірнеше асе жоғарлауы; - жер асты шаймалау әдісімен өндірілген киндерде уран мөлшері аз болғанына қарамастан, өзіндің құнының 2,0-2,5 асе төмендеуі; - уранның киндерден бөлінуінің жоғары дәрежесі (80-90 %); - тау-геологиялық және гидрогеологиялық жағдайлары күрделі кен орындарын пайдалану мүмкіндігі; - уран өндіру циклында ең қымбат және қауіпті жер асты жұмыстары жер бетінен скважиналарды бұрғылаумен алмасуы; - соңғы өнімді алуға дейін де уран құрамдас концентраттарды алу және өндеу процестерін толық автоматтандыру мүмкіндігі; - жер қыртысына және қоршаған ортаға аяуғыш әсер ету.