Углекислотный способ ПСВ урана

Национальная Атомная Компания

«Казатомпром»

ТОВАРИЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

«ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ»

СПРАВКА

К НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

По теме № 205/НАК-5 от 24.05. 2005 года

«Разработка углекислотного и малореагентного метода ПСВ урана»

Заместитель Генерального

директора по научной работе,

________________ А.С. Мукушева

Начальник ЛПВ

________________ М.А. Ахметов

Алматы 2005

СОДЕРЖАНИЕ

Резюме. 3

1. Углекислотный способ ПСВ урана. 4

2. Малореагентный сернокислотный способ ПСВ.. 12

3. Выбор окислителей при ПСВ урана. 16

4. Способы подачи газообразных окислителей в рудоносный пласт. 25

5. Научная новизна по теме «Разработка углекислотного и малореагентного метода ПСВ урана». 31

Список литературы.. 36

РЕЗЮМЕ

В соответствии с техническим заданием на выполнение научно-исследовательской работы) по теме «Разработка углекислотного и малореагентного метода ПСВ урана» целью проекта являлось:

· Проведение литературного обзора по альтернативным методам ПСВ урана.

· На основании анализа данных обзора отчетов геологоразведочных испытаний ПГО «Краснохолмскгеология» на месторождениях «Заречное», «Улус», «Мейлысай» и литературных данных определить возможность применения альтернативных методов ПСВ урана на объектах ТОО «ГРК».

· Отработать методику проведения выщелачивания на трубках путем проведения лабораторных опытов на сборном керновом материале месторождения Северный Карамурун.

· Дать рекомендации по применению углекислотного и малореагентного метода ПСВ урана на объектах ТОО «ГРК».

Техническим заданием предусматривалось взять за основу следующие труды:

1. ОТЧЕТ «Результаты геологоразведочных работ на месторождении ЗАРЕЧНОЕ за период 1977-1991 годы с подсчетом запасов урана по состоянию на 01 января 2002 г.».

2. ОТЧЕТ «Результаты геологоразведочных работ на месторождении УЛУС участок ПВ-87 за период 1997-1999 годы».

3. О роли углекислого газа при подземном выщелачивании пластовых месторождений В.П. Новик-Качан / «Горно-металлургическая промышленность», № 2 (154) 1971 г., сс. 21-24.

Таким образом,проведение литературного обзора по альтернативным методам ПСВ урана имело целью только сбор и анализ информации, необходимой для выполнения данной работы.

Доклад по вышеуказанной теме был сделан главным специалистом ТОО «ИВТ» Полиновским К.Д. на заседании Научно-технического Совета АО НАК «Казтомпром» 13 октября 2005 года.

Представителями ТОО «ГРК», приглашенными на заседание Научно-технического Совета, было высказано мнение о том, что результаты данной работы не отличаются новизной и повторяют результаты работ 1980-х годов, выполнявшихся на предприятиях СССР. В связи с этим Научно-техническим Советом принято решение подготовить расширенную справку по ранее проведенным работам в этом направлении по трем комбинатам, действовавшим в СССР, включая работы ВНИИХТ.

Настоящая справка выполнена в соответствии с вышеуказанным решением Научно-технического Совета. К сожалению, следует отметить, что получить архивные материалы по данной тематике из ГП «Востокредмет» (Республика Таджикистан) в настоящее время является затруднительным, поэтому в данной справке они отсутствуют.

УГЛЕКИСЛОТНЫЙ СПОСОБ ПСВ УРАНА

Большинство урановых месторождений Казахстана характеризуется высоким содержанием коффинита. В отчете 205/НАК-5 /1/ доказано, что для выщелачивания коффинита углекислотный способ ПСВ урана малопригоден, поэтому данному способу ПСВ посвящена лишь незначительная часть настоящего отчета (преимущественно теоретическая), и в настоящей справке приведены, преимущественно, данные более ранних работ по углекислотному способу ПСВ урана.

Согласно данным /2/, в США углекислотный способ ПСВ применяется с конца 1970-х гг. для извлечения урана, ванадия, молибдена, никеля, меди и РЗЭ (пат. США № 4105253 от 08.08.1978 г.).

Расчет, приведенный в отчете /1/, показывает, что если выщелачивающий раствор насыщен углекислым газом при давлении выше атмосферного, в районе откачных скважин неизбежно наступит газовая кольматация углекислым газом, а также химическая кольматация нерастворимыми карбонатами, причем вместе с ними будет переосаждаться уран (преимущественно в виде ураноталлита). Таким образом, максимальная концентрация СО₂ в пласте не должна превышать его растворимости при атмосферном давлении. По этой причине в патенте США № 4105253 предусматривалось насыщение рабочего раствора СО₂ на поверхности до концентрации 300-1000 мг/л (предпочтительно, до 460-700 мг/л) по НСО₃^-, добавление к раствору окислителя и закачка в скважины.

В качестве окислителя предполагалось применение H₂O₂, O₂ и кислородсодержащих газов, а также KMnO₄, NaClO, K₂S₂O₈, K₃[Fe(CN)₆]. Наиболее предпочтительными окислителями были признаны H₂O₂ и O₂. Предпочтительная концентрация окислителя принималась равной 50-200 мг/л в пересчете на свободный кислород (далее в тексте – О_своб), рН продуктивных растворов поддерживался на уровне 6,6-6,8.

Серия лабораторных опытов, проведенных на керновых пробах одного из месторождений США, привела к следующим результатам: при выщелачивании урана раствором 1 г/л NH₄HCO₃ (рН=7,5) с постоянным барботажем O₂ через пульпу концентрация урана в растворе составила 210 мг/л, а при выщелачивании раствором CO₂ (рН=6,5) при тех же условиях - 715 мг/л. Отмечено, что при выщелачивании раствором CO₂ (рН=6,0) с использованием в качестве окислителя H₂O₂ (100 мг/л в пересчете на О_СВОБ) концентрация урана составила 600 мг/л, т.е. ниже, чем при барботаже О₂.

Опыт различных компаний показал, что на ряде месторождений (как правило, в песчаниках) углекислотный способ ПСВ более эффективен, чем обычный бикарбонатный, тогда как на других (в особенности, при наличии большого количества органических веществ) – менее эффективен. Объяснения этому явлению в тексте отчета /2/ не дано, однако можно предположить, что при углекислотном ПСВ возможна частичная сорбция урана на глинах. Известно, что глины способны сорбировать катионные комплексы уранила, но не анионные, поэтому при карбонатном процессе, когда практически весь уран присутствует в растворе в виде анионных комплексов UO₂(CO₃)₂^2- и UO₂(CO₃)₃^4-, он не сорбируется глинами.

Опыты показали, что в случае карбонатной кольматации пласта весьма эффективным способом декольматации является повышение концентрации СО₂ в растворе, поэтому, согласно патенту США № 4105253, схема процесса предусматривала возможность дополнительной подачи углекислого газа непосредственно в скважину. Дальнейшим усовершенствованием вышеизложенного способа явилась схема, предусматривающая непосредственную закачку в скважины смеси СО₂ и О₂ в различных соотношениях (патент США № 4346936, 31.08.1982 г.). Важным преимуществом данной схемы является то, что она может с успехом применяться на месторождениях, содержащих большое количество органических веществ. Наиболее важным отличием данной схемы от предыдущей является то, что предварительное окисление пласта ведется не растворенным, а газообразным кислородом (так называемым «сухим» способом). Перед выщелачиванием газообразный кислород или воздух закачиваются в скважины и «протягиваются» до их появления в откачной скважине. Затем скважины на некоторое время закрываются, чтобы кислород окислил восстановители в рудах и поровой воде.

Состав газов в откачной скважине и значение Eh воды непрерывно анализируются с целью определения скорости расходования введенного кислорода. В случае необходимости процесс закачки кислорода в пласт может быть повторен. Для распределения газообразного кислорода в пласте целесообразно использовать воду, вводя ее порционно и попеременно с кислородом или воздухом. Установлено повышение степени предварительного окисления урана в присутствии газообразного СО₂ в кислороде или воздухе. Смесь СО₂/О₂ вводится в виде газов с предпочтительным молярным соотношением от 0,001:1 до 100:1. При этом оптимальное соотношение СО₂/О₂ может быть рассчитано заранее на основе анализа керновых проб.

Применение данной технологии на керновой пробе частично (на 40%) отработанного пласта одного из месторождений южного Техаса позволило повысить содержание урана в продуктивных растворах со 160 до 1060 мг/л.

Обнаружено также, что скорость выщелачивания углекислотным способом (с закачкой в пласт смеси СО₂+О₂) может быть дополнительно повышена введением в систему сульфат-иона. Так, в опытах с выщелачиванием урана смесью О₂ (Р = 35 атм) и СО₂ (Р = 21 атм) дополнительное введение в раствор 74 г/л Na₂SO₄ (равно 50,0 г/л SO₄^2-) привело к повышению концентрации урана в продуктивном растворе в два раза (с 47,5 до 94-96 мг/л).

Следует отметить, что по данным /3/, в 1980 г. СО₂ был самым дешевым из карбонатных растворителей. В зависимости от объемов потребления, его стоимость составляла 60-200 USD/т (что соответствует 2,64-8,80 USD/кг×экв), тогда как для Na₂CO₃=4,77 USD/кг×экв, NaHCO₃=10,08 USD/кг×экв, NH₄HCO₃=7,63 USD/кг×экв, (NH₄)₂CO₃=11,38 USD/кг×экв. Кроме того, согласно данным /4/, немаловажным преимуществом СО₂ является его экологическая безопасность. Так, в США уже в 1970-е годы при карбонатном ПВ NH₄HCO₃ и (NH₄)₂CO₃ в ряде штатов (например, в Вайоминге) были почти полностью вытеснены менее эффективными Na₂CO₃ и NaHCO₃, поскольку местные законодательства по охране недр жестко ограничивают содержание ионов NH₄⁺ в подземных водах.

В СССР аналогичные работы по углекислотному ПСВ урана проводились с начала 1980-х гг.. Так, согласно данным /5-7/, в 1980-82 гг. в ЦНИЛ комбината п/я В-8948проводились лабораторные исследования в направлении подбора новых растворителей и окислителей применительно к ПСВ. В частности, для руд месторождений Северный и Южный Букинай изучалось влияние на процесс повышенной жесткости естественных пластовых вод как носителя естественного растворителя для U⁶⁺ в виде гидрокарбонатов кальция и магния.

В ходе полевых испытаний в реальных условиях месторождений Северный и Южный Букинай (1972-80 гг.) было установлено, что проницаемость рудовмещающих пород при фильтрации через них растворов бикарбоната аммония (как и карбонат-бикарбоната натрия) снижается в 2-4 раза из-за набухания и глинистой тонкодисперсной фракции и выпадения в осадок солей жесткости. По этой причине были продолжены лабораторные работы по изысканию эффективных растворителей применительно к карбонатным процессам ПСВ урана. Основное внимание было уделено бикарбонатам кальция и магния.

В ходе экспериментальных работ с использованием кернового материала месторождений Северный и Южный Букинай получены следующие результаты.

При выщелачивании урана гидрокарбонатами Сa и Mg при концентрации 1 г/л НСО₃^- за 6 ч в статическом режиме извлечение составило 51-53%, концентрация урана в растворе достигала 0,27-0,29 г/л.

Перенос урана осуществляется в виде комплекса Me₂[UO₂(СО₃)₃], где Me = Ca, Mg или оба вместе. Растворимость таких комплексов, по данным /8/, достаточно высока.

Аналогичные опыты с использованием NH₄HCO₃ в качестве выщелачивающего агента показали, что равнозначная степень извлечения урана достигается при концентрации бикарбоната аммония 2-3 г/л (или 1,0-1,5 г/л по НСО₃^-).

Результаты лабораторных экспериментов наглядно подтвердились результатами опытно-промышленных испытаний, проведенными на месторождении Южный Букинай с ноября 1981 г. на опытном блоке БКВ-3. Урановая минерализация была представлена уранинитом и настураном. В качестве растворителя урана использовались гидрокарбонаты Сa и Mg, присутствующие в пластовых водах. В качестве окислителя использовался кислород, который подавался в пласт с помощью скважинного газонасытителя СГН (а. с. СССР № 1096987), устанавливаемого на устье закачной скважины.

После окончания пуско-наладочных работ концентрация кислорода в закачиваемых пластовых водах стабильно поддерживалась в пределах 140-150 мг/л. К этому времени концентрация урана в откачиваемой среде достигла 50 мг/л.

Результаты опытно-промышленной отработки блока БКВ-3 по состоянию на 01.12.82 г. (за календарный год работы) сводятся к следующему:

- при Ж:Т ≈5 достигнуто извлечение урана 80%;

- удельный расход кислорода составил ~0,6 кг/т породы или ~1,5 кг/кг урана.

Одновременно в этот период на блоке 43-БК-4 были проведены опытные работы по оптимизации режима подачи кислорода в пласт. В частности, учитывая ограниченные возможности растворения кислорода с использованием СГН в условиях незначительных напоров на кровлю рудовмещающего водоносного горизонта, был опробован, а затем и внедрен в практику, способ подачи кислорода по принципу "газовых оторочек". Дискретная подача кислорода и пластовых вод в мешковую часть рудной залежи позволила повысить концентрацию урана в продуктивных растворах с 30 до 90 в среднем и максимум до 150 мг/л. Повторный запуск блока 43-БК-4 в режиме эксплуатации состоялся в конце 1985 года. Продуктивные растворы из центрального ряда откачных скважин были получены с первого дня работы со средней концентрацией урана около 40 и максимум затем до 50-55 мг/л.

Таким образом, опробованный метод кислородно-бикарбонатного выщелачивания позволяет обеспечить 70-80%-ное извлечение урана из руды, исключить обильное выпадение солей кальция и магния из жестких (11-14 мг×экв/л) пластовых вод и операций по их отделению и захоронению, предотвратить кольматацию фильтров и профильтровых зон скважин, практически сохранить фильтрационные свойства пласта и уменьшить загрязнение подземных вод.

В СССР был разработан альтернативный вариант углекислотного ПСВ, получивший название кислотно-бикарбонатного. Он заключается в том, что в рудный пласт, содержащий в достаточном количестве карбонатные породы, закачивается очень разбавленная (0,5-2 г/л) серная кислота. В результате ее взаимодействия с карбонатами пласта протекает реакция:

2MeCO₃ + H₂SO₄ = MeSO₄ + Me(HCO₃)₂ (1)

где Me = Mg, Ca, Fe²⁺.

Количество серной кислоты, вводимой в пласт, рассчитывается таким образом, чтобы концентрация HCO₃^- в пласте (с учетом природной карбонатности подземных вод) составляла 300-1000 мг/л (предпочтительно 460-700 мг/л).

Кислотно-бикарбонатный способ имеет преимущество перед обычным углекислотным в тех районах, где стоимость H₂SO₄ значительно ниже, чем СО₂. Особенно актуально его применение в настоящее время в связи с резким ростом ж/д тарифа, поскольку при транспортировке сжиженного СО₂ значительная часть брутто-массы приходится на тару.

По данным /9/, впервые проявление кислотно-бикарбонатного механизма при ПСВ урана серной кислотой было установлено предприятием п/я А-1997 в 1962-66 гг. в лабораторных исследованиях и при проведении опытно-промышленных работ по отработке руд залежи 30 месторождения Учкудук.

Лабораторными опытами показано, что при выщелачивании карбонатных руд раствором серной кислоты с концентрацией 2-5 г/л происходит извлечение урана ионами НСО₃^-, образующимися в результате взаимодействия кислоты с карбонатами.

Необходимыми условиями применения кислотно-бикарбонатной схемы ПСВ являются определенная карбонатность руд, а также оптимальная кислотность выщелачивающих растворов, которые должны быть взаимоувязаны с содержанием урана в рудах. При повышенных содержаниях урана необходима высокая карбонатность руд, на соответствующем уровне должна находиться и кислотность растворов. В случае выщелачивания бедных руд карбонатность руд и кислотность растворов могут быть минимальными.

Максимальная кислотность выщелачивающего раствора обуславливается предельной растворимостью наименее растворимого из бикарбонатов - бикарбоната кальция, равной 0,01 М (что соответствует 1,22 г/л НСО₃^-) при парциальном давлении СО₂ , равном 1,0 атм. Генерация в пласте ионов НСО₃^- в количестве от 0,2 до 1,22 г/л обеспечивается при введении в раствор 0,16-0,96 г/л Н₂SО₄. Минимально допустимое значение концентрации кислоты определяется исключением образования и осаждения СаСО₃ в закачных скважинах и получением растворов со значением рН около 3,0-4,0. Таким образом, серная кислота добавляется в количестве, необходимом для нейтрализации бикарбонатной щелочности в рециркулирующих растворах ПСВ.

При исследовании карбонатных руд месторождения Мейлысай, содержащих 8-10% карбонатов, в лабораторных условиях с использованием выщелачивающих растворов серной кислоты в присутствии пероксосульфата аммония с повышением кислотности растворов от 0,25 до 1,5 г/л H₂SО₄ степень извлечения урана повысилась с 74 до 84%.

При исследовании карбонатных руд месторождения Сугралы установлено, что выбор оптимальной технологии ПСВ определяется карбонатностью вмещающих пород. При сравнении кислотно-бикарбонатной схемы с бикарбонатной (3 г/л бикарбоната аммония) в присутствии окислителя - пероксосульфата калия 5 г/л (0,3 г/л в пересчете на О_СВОБ), при карбонатности 5,6-11,2% извлечение урана генерированными бикарбонатами составляло 90-91%, бикарбонатом аммония - 85-87%, то есть в первом случае на 3-6% выше, чем во втором. При выщелачивании малокарбонатных руд месторождения Сугралы с карбонатностью 1,1% генерированными бикарбонатами извлекалось- 79% урана, бикарбонатом аммония - 92%. Таким образом, в условиях недостатка карбонатов в недрах применение кислотно-бикарбонатной схемы ПСВ менее эффективно, чем «чистой» бикарбонатной технологии.

По данным /10, 11/, работы по кислородно-бикарбонатному ПСВ урана в опытно-промышленном масштабе впервые в СССР проводились в 1985-1988 гг. на месторождении Мейлысай. Этот способ защищен авторским свидетельством СССР.

Среднее содержание урана в руде по рудным залежам и блокам составляло 0,020-0,030%, тогда как содержание карбонатов в руде составляло в среднем >3% в пересчете на СО₂, а монтмориллонита - 4-8,5%.

Сернокислотный способ в данных условиях являлся экономически нецелесообразным по причине высокой карбонатности пород (расход серной кислоты в опытных работах составил более 600 кг на 1 кг добытого урана), а карбонатный - по причине высокого содержания монтмориллонита, набухающего в щелочных растворах (попытка применения карбонатной схемы привела к катастрофической (до 80- 100 %) потере проницаемости горизонта).

Применение кислотно-бикарбонатного ПСВ с закачкой в пласт газообразного окислителя (кислорода или воздуха) позволило достичь при Ж:Т=6 извлечения урана 60%, при этом удельный расход серной кислоты составлял 1,36 кг/т, кислорода - 1,06 кг/т. Максимальное содержание урана в продуктивных растворах при использовании в качестве окислителя воздуха составило 41,4 мг/л, среднее - 27,1 мг/л; при использовании кислорода максимальное содержание урана составило 43,1 мг/л, среднее - 29,6 мг/л.

Последующие работы на месторождении Мейлысай позволили значительно улучшить достигнутые показатели ПСВ. Так, по данным /9/, на опытном участке месторождения Мейлысай процесс выщелачивания осуществлялся раствором с рН=3-4, насыщенным кислородом воздуха до 100 мг/л³. При продолжительности отработки 15 месяцев при отношении Ж:Т = 3,9 достигнуто извлечение урана 70%, при удельных расходах кислоты и кислорода 1,34 и 0,36 кг/т соответственно. По результатам контрольного бурения (6 скважин) из геометрического контура извлечено 82% урана. Концентрация НСО₃-ионов в продуктивных растворах в ходе опыта увеличилась со 130-140 до 360-400-мг/л, то есть в 2,5-3,0 раза. Приемистость скважин на протяжении всего опыта сохранялась стабильной.

По данным /10-12/, на залежи 3 месторождения Сугралы проводили 2 опыта: на ячейке БКВ-2 проводили кислотно-бикарбонатное ПСВ, а на ячейке БКВ-3 - бикарбонатное ПСВ. В кислотно-бикарбонатном режиме выщелачивания с использованием растворов H₂SО₄ с концентрацией 0,4-1,25 г/л, насыщенных техническим кислородом до 100-140 мг/л, при продолжительности опыта 17 месяцев извлечение урана составило 70% при отношении Ж:Т = 3,7 и удельных расходах кислоты и кислорода 3,3 и 0,5 кг/т соответственно. Концентрация ионов НСО₃^- в рециркулирующих растворах ПСВ увеличилась с 240 до 730 мг/л, то есть в 3 раза. При выщелачивании раствором бикарбоната аммония концентрацией 0,40-2,25 г/л, насыщенных техническим кислородом до 100-140 мг/л, за 11 месяцев извлечение урана 70% достигнуто при Ж:Т = 3,9 и удельных расходах бикарбоната аммония и кислорода 3,2 и 0,49 кг/т соответственно. Концентрация ионов НСО₃^- в продуктивных растворах находилась на уровне 600-800 мг/л. По результатам двух опытов на месторождении Сугралы получены близкие показатели отработки, но бикарбонатное выщелачивание требует обязательной организации стадии очистки продуктивных растворов от солей жесткости. При кислотно-карбонатном выщелачивании такая стадия может быть исключена.

Продуктивные растворы кислотно-бикарбонатного и бикарбонатного опытных участков содержали сопутствующие компоненты, примерно в равных концентрациях: Мо =20-77, Re = 0,2-0,4, V= 2,5-5,2 и Se = 5,9-7,9 мг/л.

Промышленное использование кислотно-бикарбонатной схемы ПСВ на 102 участке месторождения Айтым к настоящему времени позволило извлечь из недр более 150 т урана. Производительность участка по растворам составляет более 1500 м³/час. В качестве выщелачивающих растворов используются пластовые воды, подкисленные серной кислотой до рН=3-4 и насыщенные кислородом воздуха до 25-30 мг/л. При отработке одного из блоков 102 участка Север-1 за 13 месяцев извлечение урана составило 72% при Ж:Т = 2,3 и удельных расходах кислоты и кислорода воздуха 0,33 и 0,12 кг/т соответственно. Концентрация ионов НСО₃^- в откачных растворах увеличилась в 1,5 раза (с 170 до 260 мг/л). При переводе 102 участка с сернокислотной схемы ПСВ на кислотно-бикарбонатную за 1987 год получена экономия серной кислоты на сумму более 1 миллиона рублей. В настоящее время масштабы применения кислотно-бикарбонатной схемы увеличиваются: в 1988 году на месторождениях Айтым и Мейлысай предполагается повысить производительность участков ПСВ до 3500 м³/час.

По данным /12/, одновременно опытные работы по кислотно-бикарбонатной схеме с небольшим отставанием были проведены на месторождениях Учкудук, Мейлысай, Кетменчи. На месторождениях Учкудук и Мейлысай получены положительные результаты и осуществлялось промышленное внедрение этой технологии. На месторождении Кетменчи опытные работы в 1989 г. еще продолжались.

К 1990 году прекратились из-за распада союзной геологической службы все совместные работы с участием ПромНИИ, ВНИИХТ, ЛГХК, НГМК и ПГО «Краснохолмскгеология» были прекращены, а в связи с распадом СССР с 1991 года ПромНИИ и ВНИИХТ не составляли обобщающих отчетов по проводимым полевым работам. Однако в Республике Узбекистан работы по данной схеме продолжались. В последующие годы, по данным /13, 14/, кислотно-бикарбонатная схема ПСВ применялась для участков ПВ-92 (Кендыктюбе, 1993 г.) и ПВ-97 (Тохумбет, 1999 г.), ПВ-98 (Улус, 1998-2000 гг.). В качестве окислителя использовались воздух и чистый кислород, закачиваемые в пласт.

Воздух подавался в пласт под давлением 10-13,5 атм по режиму: 2-3 часа надува и 2-3 часа выстойки. Кроме того, на месторождении Кендыктюбе дополнительно постоянно проводилась подача кислорода методом эжекции насосами водо-воздушной смеси. Средняя концентрация кислорода в выщелачивающих растворах составила 50 мг/л. рН откачных растворов колебался в пределах от 6,5 (Тохумбет) до 7,8 (Кендыктюбе), т.е. растворы были близки к нейтральным.

В процессе работы получены следующие результаты:

· На месторождении Улус на момент окончания опыта продуктивные растворы содержали 800 мг/л НСО₃^-. Извлечение урана составило 79% при Ж:Т =5,6, при этом удельный расход кислоты составил 5,08 кг/кг урана, кислорода – 1,14 кг/кг урана. Средняя концентрация урана в продуктивных растворах составила 56 мг/л, максимальная – 84 мг/л.

· На месторождении Тохумбет продуктивные растворы содержали 800 мг/л НСО₃^-. Извлечение урана составило 81% при Ж:Т =1,3, при этом удельный расход кислоты составил 14,4 кг/кг урана, кислорода – 1,13 кг/кг урана. Средняя концентрация урана в продуктивных растворах составила 35 мг/л, максимальная – 180 мг/л.

· На месторождении Кендыктюбе продуктивные растворы содержали 350 мг/л НСО₃^-. Извлечение урана составило 86% при Ж:Т =3,5, при этом удельный расход кислоты составил 0,122 кг/кг урана, кислорода – 1,28 кг/кг урана. Средняя концентрация урана в продуктивных растворах составила 49 мг/л, максимальная – 120 мг/л.

· Наилучшие результаты были получены на участке ПВ-92 (месторождение Кендыктюбе), где проводился опыт по классической безреагентной «мокрой» технологии, при постоянной подаче кислорода воздуха в пласт методом эжекции.

Следует отметить, что применение углекислотного метода ПСВ урана эффективно не на всех месторождениях. Так, в 1986 г. была предпринята неудачная попытка применения углекислотного метода на участке ПВ-86 (Заречное).

Режим подачи воздуха в пласт был таким же, как и на месторождениях Кендыктюбе, Тохумбет и Улус (2-3 часа надува и 2-3 часа выстойки). Кроме того, дополнительно постоянно проводилась закачка чистого кислорода. Тем не менее, несмотря на высокую концентрацию кислорода в закачных растворах (400 мг/л), извлечение урана оказалось практически нулевым. Средняя концентрация урана в продуктивных растворах составила всего 5 мг/л, максимальная – 14 мг/л.

Причиной отрицательных результатов работ на месторождении Заречное является резкое отличие минерального состава урановых руд от руд остальных вышеуказанных месторождений. Анализ минерального состава показал, что на месторождениях Кендыктюбе, Тохумбет и Улус 65-75% урановой минерализации представлены урановыми чернями и настураном, 20-30% - водорастворимыми формами и сорбатами, больше 5% - коффинитом; степень окисленности урана весьма высока (от 72 до 90% составляет U⁶⁺). Карбонатность руд составляет от 1,89 до 2,50% (по СО₂). На месторождении Заречное 75% урановой минерализации представлено коффинитом, 20% - урановыми чернями и настураном, 5% - водорастворимыми формами и сорбатами (степень окисленности урана не изучена). Карбонатность руд составляет от 0,99% по СО₂.

Как упоминалось выше, в отчете /1/ доказано, что для выщелачивания коффинита углекислотный способ ПСВ урана малопригоден. Более подробно этот вопрос рассмотрен ниже.

Дата добавления: 2015-10-13