Читайте также:
|
Как указывалось в разделе 3, наиболее дешевым окислителем являлся свободный кислород, однако его важным недостатком является его низкая растворимость в воде (40,4 мг/л при Т = 250С и Р = 1 атм), что вынуждает подавать его в пласт под давлением для обеспечения достаточно высокой растворимости. При этом, согласно /2, 18/, нагнетание кислорода в пласт под давлением требует применения специальных мероприятий по предотвращению риска газовой кольматации пласта. В случае недостаточно эффективного перемешивания кислорода и раствора пузырьки могут образовываться в растворе даже в тех случаях, когда концентрация кислорода не превышает предела растворимости. Уменьшить развитие газовой кольматации можно только в том случае, если применяемый спаргер обеспечивает получение очень мелких пузырьков (меньше размера пор рудного слоя).
Как указано в отчете /2/, добавление в раствор перед введением газа некоторых ПАВ (например, додецилового оксибензиндисульфоната натрия, выпускаемого компанией Дау Кемикл под фирменным названием Dowfax-2AI) позволяет обеспечить получение мелких пузырьков и сохранение их размеров в течение длительного времени. Следует отметить, что, по данным /36/, применение ПАВ с целью стабилизации пузырьков газа в аэрированной жидкости в СССР использовалось еще в 1970-е годы. В качестве ПАВ в СССР применялись окиси аминов, оксиэтилированные спирты и алкилфенолы, алкилароматические сульфонаты. С этой точки зрения кажется весьма странным, что ни в одном из специализированных отчетов нам не удалось найти упоминаний о применении ПАВ для стабилизации пузырьков газообразного окислителя при насыщении кислородом рабочих растворов при ПСВ урана.
Иная схема подачи кислорода в пласт при ПВ предусмотрена пат. США №4346936. Ее важным отличием является то, что предварительное окисление пласта ведется не растворенным, а газообразным кислородом. 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.
Данная схема обычно условно называется «сухой», в отличие от «мокрой» схемы, предусматривающей полное растворение кислорода в рабочем растворе ПВ.
По данным /2/, в 1970-е – 1980-е годы в США получено большое количество патентов по подаче газообразного вещества в пласт при ПВ как «сухим», так и «мокрым» способом. Ниже перечислены наиболее интересные варианты.
Метод Харда и Риплея (пат. США №3708206 от 02.01.1973) предложен для ПВ урана, меди, никеля, молибдена, рения и селена из месторождений, содержащих значительное количество восстановителей (органики и сульфидов). Подчеркивается, что в этих условиях применение дорогостоящих окислителей становится экономически нецелесообразным. Газообразный окислитель (кислородсодержащий газ) подается в пласт до подачи растворителя либо одновременно с ним по трубе с установленным на конце диффузором. Газ поступает в пласт в виде крупнопузырьковой пены, вытесняющей пластовую воду в зоне расположения скважины и вытесняющей уран.
В процессе работы установлено, что мелкие пузырьки предпочтительнее, поскольку способны проникать в более тонкие поры, обеспечивая более высокую степень извлечения урана.
Метод Леармонта (пат. США №3860289 от 14.01.1975) предусматривает подачу кислорода в раствор по трубе, опущенной на глубину от 5 м и более (вплоть до полной глубины закачной скважины). В отличие от метода Харда и Риплея, в пласт поступает не пена, а раствор, насыщенный кислородом под давлением. Основным преимуществом метода является аппаратурная простота, а недостатком - низкий коэффициент использования кислорода (для 80%-ного насыщения раствора требуется 10-50-кратный избыток кислорода).
Метод Хаффа и Моунихана (пат. США № 4079998 от 21.03.1978) отличается тем, что окисляющий газ вводится в пласт в виде очень мелких пузырьков - меньших размера пор в пласте (30-300 мкм). Основной особенностью конструкции является установка пакера и инжектора для растворения на верхней части интервала выщелачивания; образуется и постоянно сохраняется пространство с относительно высоким давлением. Центральное устройство состоит из инжекционных сопловых отверстий на нижнем конце, секции ввода растворителя на верхнем конце, расположенной между ними камерой Вентури и отверстий входа вторичного потока. Применяемое центральное устройство за счет многократной рециркуляции газожидкостной смеси в замкнутом объеме (интервале выщелачивания) позволяет получит двухфазный растворитель с устойчивыми по структуре и размеру пузырьками газа.
Метод Харда, Дэвидсона, Хаффа и Хсуе (пат. США №4116488 от 26.09.1978) является усовершенствованием предыдущего способа, обеспечивая более стабильное диспергирование окислительного газа за счет использования спаргера, состоящего из пористых трубок. Поры в этих трубках, изготовленных из спеченных металлических порошков, имеют диаметр 10-100 мкм (как правило, около 50 мкм), что обеспечивает получение пузырьков газа с размерами, меньшими размера пор в пласте.
Метод Кюба и Шака (пат. США №4175789 от 27.11.1979) предусматривает насыщение растворителя окисляющим газом на поверхности путем распыления раствора в среде кислорода, находящегося в специальной камере под давлением до 10 атм. Таким образом, в скважину подается насыщенный кислородом раствор, в котором отсутствует газовая фаза, благодаря чему газовая кольматация пласта исключается.
Метод Холмса и Кроуфорда (пат. США №4188068 от 12.02.1980) выгодно отличается от метода Леармонта тем, что для насыщения требуется минимальный избыток газообразного окислителя, а от других ранее предложенных методов – аппаратурной и эксплуатационной простотой, а также простотой монтажных и демонтажных работ. Используемый аппарат состоит из прочной круглой пластины диаметром чуть меньше диаметра скважины. Пластина имеет центральное отверстие, соединенное с нижним концом трубы, по которой подается газ-окислитель, а также множество дополнительных мелких круглых отверстий на остальной поверхности. Зазор между пластиной и скважиной изолируется сальником.
Растворитель, подаваемый в скважину, проходит через дополнительные отверстия в пластине с большой скоростью, предотвращая прорыв пузырьков газа вверх, поэтому при подаче окислительного газа по центральной трубе под пластиной формируется газовый «мешок». Проходящий сквозь дополнительные отверстия раствор проходит через газовый «мешок» в виде водопада. Активно захватывая газовые пузырьки, в результате чего ниже газового «мешка» образуется слой пены, обеспечивающий чрезвычайно высокую площадь поверхности раздела фаз. Газ частично растворяется в жидкости, а частично уносится из «мешка» раствором.
Метод Вернера, Метьюза и Джонсона (пат. США №4339152 от 13.05.1982) имеетмного общего с методом Холмса и Кроуфорда. Основным отличием является то, что вместо одной плоской пластины применяется специальная насадка из материала, обеспечивающего прохождение через него раствора, но предотвращающего прорыв через него пузырьков газа. Важной деталью является то, что вторая насадка из того же материала располагается ниже газового «мешка», за счет чего предотвращается унос пузырьков кислорода в пласт. Таким образом, за счет некоторого усложнения конструкции предотвращается риск газовой кольматации пласта.
Предложена также модификация данного способа, отличающаяся тем, что вместо одной верхней насадки применяется ряд смесительных элементов биконической формы, причем отверстия в них имеют щелевидную форму. За счет этого формируется не один газовый «мешок», а целый ряд их. В результате повышается степень насыщения раствора кислородом и снижается требуемый избыток окислителя (в ряде случаев – до нуля). Нижняя насадка остается без изменений. Таким образом, за счет некоторого усложнения конструкции повышается степень использования кислорода.
По данным /14/, в СССР теоретические и проектные разработки применения кислорода на участках ПСВ эксплуатируемых месторождений рассматривались уже с начала 80-х годов организациями ПромНИИ, ВНИИХТ, ЛГХК, НГМК совместно с ПГО «Краснохолмскгеология» (с 25.09.92 ГГП «Кизилтепагеология»). С середины 80-х годов на специальных скважинах пуш-пул и на гидрогеологических скважинах проводились в больших масштабах (почти на всех месторождениях ПГО «Кизилтепагеология») испытания урановых руд на технологичность с помощью только кислорода, то есть по безреагентной технологии. К сожалению, к 1990 году из-за распада союзной геологической службы прекратились все совместные работы по линии кислорода. Научные институты (ПромНИИ, ВНИИХТ) обобщающих отчетов по проводимым полевым работам не составляли, так как в 1991 году распался СССР. Однако в Республике Узбекистан добыча урана с использованием кислорода как окислителя продолжалась.
При реализации режимов была отмечена такая закономерность: любой опыт, сопровождавшийся остановками при нагнетании воздуха, давал лучшие результаты. Сравнивая опыты «чистое» время во втором случае было намного меньше, чем в первом. Позже время остановок было названо - «выстойка». Объяснение такому явлению было следующее: поданный кислород должен за определенный срок прореагировать с рудой, подготовить ее к новым порциям поступающего кислорода.
Как отмечается в работе /14/, в открытых зарубежных источниках США, Франции, Австралии отсутствуют научные разработки по этой тематике. Есть только констатация фактов, что сухой режим окисления чистым (техническим) кислородом урановых руд дает хорошие результаты и оценивается иностранными специалистами очень высоко. Как правило, приводятся отрывочные данные, где более всего фигурирует качественная оценка опыта. Количественная оценка не приводится, видимо, по причине конкуренции. Само собой разумеется, что в таких «сообщениях» нет и речи о физико-химических процессах в недрах. Без сомнения, тут важную роль играют природные условия руд и их залегание. По мнению авторов работы /14/, при «сухом» режиме, в отличие от «мокрого», преобладает не химическая, а физическая сторона процесса. После интенсивного окисления техническим кислородом в откачные растворы, по крайней мере, первые сутки, уран «попадает» механическим путем – происходит вынос по типу вымывания.
На участках подземного выщелачивания в ПГО «Краснохолмскгеология» «чистый» кислородный опыт впервые осуществили на месторождении Кендыктюбе, участок ПВ-92. Опыт прошел успешно. Затем последовали положительные опыты на месторождениях Тохумбет (ПВ-97) и Улус (ПВ-98). Результаты изложены выше (в разделе 1).
По данным /5/, в 1977-78 гг. на опытном участке месторождения Межгорное проводились работы по карбонатному ПСВ с использованием рабочего раствора, насыщенного сжатым воздухом. Затем, после пяти суток выстаивания, производили откачку растворов из этой же скважины. В результате опытно-промышленных испытаний обнаружено, что в течение первых двух часов откачки концентрация урана в растворе резко возросла.
В 1978-80 гг. на месторождении Ю. Букинай совместно с Головным институтом (п/п п/я А-1997) проводились опытно-промышленные испытания углеаммонийного метода подземного выщелачивания с применением в качестве окислителя технического кислорода. Концентрация кислорода в растворе составляла около 200 мг/л. За 185 суток работы опытного блока БКВ-1 концентрация урана в продуктивных растворах не превышала 25 мг/л, а степень извлечения его достигла 26% при Ж:Т≈5, удельном расходе кислорода ~ 0,5 кг/т породы.
С ноября 1981 г. на месторождении Ю. Букинай (блок БКВ-3) проводились опытно-промышленные испытания по безреагентному ПСВ урана (с использованием естественной карбонатности пластовых вод). Насыщение пластовых вод кислородом при этом осуществляли с помощью скважинного газонасытителя газонасытителя СГН (а. с. СССР № 1096987), устанавливаемого на устье закачной скважины. Наличие в конструкции газонасытителя двух эжекторов позволило вести подачу окислителя в пласт без потерь его через устье закачной скважины и без повышения давления в системе нагнетания. После окончания пуско-наладочных работ концентрация кислорода в закачиваемых пластовых водах стабильно поддерживалась в пределах 140-150 мг/л. Результаты опытно-промышленной отработки изложены выше (в разделе 1).
Вышеизложенную информацию о способах газонасыщения растворов при ПВ можно обобщить, руководствуясь работой /37/. Принимая в первом приближении в качестве основного признака место приготовления газонасыщенных растворов, можно выделить группы схем внутрипластового, приповерхностного и внутрискважинного газонасыщения.
Пластовое газонасыщение, которое заключается в общих чертах в попеременной подаче в скважину газа и выщелачивающего раствора, при этом газ вытесняет в пласте жидкость, растворяется в оставшихся ее пленках и окисляет выщелачиваемый металл (пример - метод Харда и Риплея). Недостатками этой схемы газонасыщения являются возможность ее использования только при малых напорах подземных вод и слабая изученность ее эффективности особенно в фильтрационно-неоднородных пластах и пластах большой мощности.
Приповерхностное газонасыщение, схемы которого характеризуются приготовлением газосодержащих растворов на поверхности земли и подачей готового раствора в закачные скважины (пример - метод Кюба и Шака). При этом возможно приготовление раствора в специальных устройствах, предусматривающих разбрызгивание подаваемого раствора в атмосфере растворяемого газа с дальнейшим отделением нерастворившегося газа от готового раствора или подачу газа непосредственно в систему трубопроводов закачных растворов. В первом случае главным недостатком схемы является малая производительность, а во втором - трудность отделения и утилизации нерастворившегося газа. Общим недостатком является низкая величина растворения, ограниченная, главным образом, прочностью трубопроводов и обсадных труб скважин.
Скважинные схемы газонасыщения, которые отличаются тем, что процесс растворения газов происходит по ним внутри стволов закачных скважин. По этим схемам наблюдается наибольшее количество публикаций (например, методы Хаффа и Моунихана, Харда, Дэвидсона, Хаффа и Хсуе, Холмса и Кроуфорда, Вернера, Метьюза и Джонсона). Наиболее простой является схема, согласно которой подача газа ведется по шлангу, опущенному в скважину до ее фильтра, а подача раствора - по обсадной колонне (пример - метод Леармонта). Растворение газа происходит во время подъема газа в виде мелких пузырьков вдоль обсадной колонны. Недостатками схемы, является возможность газовой кольматации и соответственно снижение производительности, скважины в результате увлечения потоком в скважине мелких пузырьков газа в прифильтровую зону. Отмечается низкая растворимость газа в растворе по рассматриваемой схеме, а соответствии с приведенными цифрами для насыщения на 80% по кислороду обычно требуется 10-50-кратный его избыток.
Резюмируя вышеизложенное, можно сделать вывод, что в настоящее время нашли широкое применение как «сухой», так и «мокрый» методы подачи газообразного окислителя в пласт, при этом выбор между тем или иным способом определяется, главным образом, конкретными условиями месторождения и должен осуществляться для каждого месторождения индивидуально.
5. НАУЧНАЯ НОВИЗНА ПО ТЕМЕ «РАЗРАБОТКА УГЛЕКИСЛОТНОГО И МАЛОРЕАГЕНТНОГО МЕТОДА ПСВ УРАНА»
1. В работе /13/ отмечается, что применение углекислотного метода ПСВ урана на участке ПВ-86 (Заречное) оказалось крайне неэффективным (извлечение урана оказалось нулевым). Причиной отрицательных результатов работ на месторождении Заречное являются особенности минерального состава урановых руд (75% урановой минерализации представлено коффинитом). Указано, что на месторождении Заречное преобладают руды древнего возраста минералообразования, для которых характерны относительно высокие содержания урана (0,05 и более %), высокая степень раскристаллизации минералов (гнездово-вкрапленные руды состоящие из коффинита и настурана (в подчиненном количестве) и их псевдоморфоз по алеврит-глинистому заполнителю песчаных частиц и растительной органике – т.е. руды упорные для выщелачивания, требующие применения жесткой сернокислотной технологии.
Таким образом, в ранее проводившихся исследованиях никакого научного анализа низкой эффективности углекислотного метода ПСВ урана при выщелачивании коффинитных руд не делалось. Далее, для выщелачивания коффинитных руд месторождения Заречное без какого-либо научного обоснования рекомендовано применения жесткой сернокислотной технологии, т.е. повышенной концентрации серной кислоты, что противоречит результатам нашего исследования, проведенного в отчете /1/. Равным образом, никакой информации об особенностях выщелачивания коффинитных руд не найдено ни в каких других литературных источниках.
Следует отметить, что, по данным за 2003 г. /15/, новые методы минералогических исследований (в частности, электронная микроскопия) позволили обнаружить высокую (до 70%) коффинитность руд урановых месторождений Казахстана (Карамурун, Ирколь, Уванас, Канжуган, Заречное) только в последние годы, т.е. в более ранних работах вопрос о влиянии коффинита на параметры процесса выщелачивания урана вообще практически не поднимался.
Из вышеизложенного следует, что данные нашего исследования /1/ относительно оптимального режима выщелачивания силикатных руд урана (в первую очередь, коффинита) является совершенно новым и особенно важным для отработки урановых месторождений Южного Казахстана, на которых от 42 до 95% (в среднем >70%) урановой минерализации представлено коффинитом.
Как показано в отчете /1/, эффективное выщелачивание силикатов (в частности, силикатов урана) возможно только в средах с рН=1,35-2,10 (что соответствует содержанию свободной H2SО4 около 0,5-3,5 г/л) либо с рН≥9. При жестком сернокислотном выщелачивании (рН<1,0) скорость выщелачивания резко снижается, а минимальная скорость выщелачивания наблюдается при рН=5-7, характерном для углекислотного метода. Следовательно, при ПСВ силикатов урана оптимальным является не жесткий, а малореагентный сернокислотный способ ПСВ, тогда как углекислотный метод однозначно непригоден.
Далее, в отчете /1/ изучено влияние ионов Fe3+ на скорость выщелачивания силикатов и показано, что при концентрации Fe3+ = 1,0-1,9 г/л скорость выщелачивания максимальна, а при >2,1-2,2 г/л Fe3+ - резко падает. Поскольку на многих отечественных месторождениях в качестве основного окислителя при сернокислотном выщелачивании рекомендуется Fe3+, данное исследование является весьма актуальным.
По данным /19/, при выщелачивании коффинитных руд оптимальная концентрация Fe3+ в выщелачивающем растворе 1-1,5 г/л, тогда как уже при 2 г/л наблюдается некоторое снижение скорости процесса. В то же время известно, что при выщелачивании настурановых руд оптимальная концентрация Fe3+ в выщелачивающем растворе равна 2-3 г/л /18/ и даже 3-4 г/л /24/. При этом эффективность Fe3+ при выщелачивании коффинита оказалась значительно выше, чем более активного окислителя NaBO3. Однако никакой попытки научного обоснования этим явлениям не дано. В то же время эти результаты хорошо объясняются в отчете /1/. Наличие оптимального интервала концентраций (1,0-1,9 г/л) и более высокая эффективность Fe3+, чем NaBO3 в данном случае объясняется тем, что в данном интервале концентраций Fe3+ служит не только окислителем, но и интенсификатором выщелачивания силикатов, тогда как при концентрации >2,1 г/л Fe3+ подавляет выщелачивание силикатов.
По данным /26/, на некоторых месторождениях гидрогенного типа (Чешская меловая плита; плато Колорадо и др.) имеет место экранирование урановых минералов тонким слоем регенерированного кварцита. Очевидно, что вскрытие таких руд наиболее эффективно может быть осуществлено при том же режиме ПСВ, что и коффинитных руд, что расширяет диапазон применения малореагентного способа ПСВ.
Следует отметить, что взятые за основу литературные данные /38-40/ не имеют никакого отношения к проблеме выщелачивания коффинита, поэтому научная новизна отчета /1/ в этом вопросе может считаться бесспорной.
2. Во многих литературных источниках упоминается о высокой эффективности при ПСВ урана, но при том и высокой стоимости таких окислителей, как Н2О2, пероксосерные кислоты и их соли (пероксосульфаты). Однако ни в одной изученной работе не предлагается производить их на месте. В то же время, как показано в отчете /1/, до 1970-х годов основным способом синтеза Н2О2 был гидролиз пероксосерной кислоты или ее солей, получаемой путем электролиза серной кислоты или ее солей:
2Х2SO4 = Х2S2O8 + 2Х+ + 2e- (8)
Х2S2O8 + H2O = Х2SO4 + H2SO5 (9)
H2SO5 + H2O = H2SO4 + H2O2 (10)
где Х+ = Н+ или NH4+.
Очевидно, что при сернокислотном и кислотно-бикарбонатном способах ПСВ гораздо проще проводить на месте электролиз серной кислоты и использовать в качестве окислителя непосредственно отработанный электролит, содержащий смесь пероксосерных кислот с примесью H2SO4, не проводя дорогостоящих операций их разделения либо гидролиза с получением H2O2. Соответственно, в случае карбонатного выщелачивания удобнее в качестве окислителя использовать отработанный электролит после электролиза (NH4)2SO4, содержащий (NH4)2S2O8. Расчет показывает, что стоимость полученного окислителя (в пересчете на ОCВОБ) определяется, в первую очередь, стоимостью электроэнергии в данном регионе и в любом случае оказывается в несколько раз ниже, чем покупных H2O2 и (NH4)2S2O8.
3. В литературе практически не встречается упоминаний о применении при ПСВ урана столь перспективного окислителя, как озон. Из проработанных литературных источников только в работе /18/ озон упомянут в числе окислителей, эффективных и в кислых, и в нейтральных, и в слабощелочных средах. При этом отмечено, что озон особенно эффективен в присутствии ионов Fe3+ и что скорость окисления UO2 озоном в карбонатных растворах в 3-4 раза ниже, чем в сернокислотных. Объясняется это тем, что ранее озон практически не применялся при ПСВ урана по причине высокой энергоемкости его производства. Однако значительное усовершенствование озонаторов в последние годы значительно расширило применение озона как окислителя в различных отраслях промышленности.
В отчете /1/ впервые отмечено столь важное преимущество озона перед кислородом, как его высокая растворимость в воде (0,97 г/л при 250С), что позволяет проводить озонирование рабочего раствора на поверхности. Также в отчете /1/ проведена оценка сравнительной экономической эффективности О2, О3 и пероксосерной кислоты (или ее солей) и показано, что при высокой восстановительной емкости пласта практически всегда более выгодно применение О2 (исключение составляют регионы с очень низкой стоимостью электроэнергии). При сравнительно низкой восстановительной емкости пласта более выгодно применение О3, а при еще меньшей – пероксосерной кислоты (поскольку для производства О3 капитальные затраты выше, а эксплуатационные – ниже, чем для пероксосерной кислоты).
4. В литературных источниках неоднократно отмечается тот факт, что на месторождениях Южного Казахстана часто встречается экранирование урановых минералов пиритом, однако нигде не исследуется влияние этого явления на процесс ПСВ урана. В то же время в литературе, посвященной выщелачиванию сульфидных минералов растворами соединений Fe3+, неоднократно упоминается о низкой эффективности ионов Fe3+ в качестве окислителей пирита, марказита и молибденита (при том, что другие сульфиды окисляются Fe3+ достаточно эффективно). При этом причины этого явления, насколько нам известно, никем ранее подробно не анализировались. Равным образом, явно недостаточна встречающаяся в литературе /41/ информация о влиянии рН среды на кинетику окисления пирита кислородом. Эта проблема тем более сложна ввиду изменчивости физико-химических свойств пирита. Так, по данным /26/, некоторые разновидности пиритов в силу их некоторых физических или химических особенностей способны противостоять окислению более длительное время. Такой способностью отличаются идиоморфные кристаллы пирита, сохраняющиеся в зоне окисления («остаточный пирит»). Так, оказалось, что некоторые пириты неспособны эффективно окисляться биохимическим путем, что делает их непригодными в качестве источника H2SO4 и Fe2(SO4)3 при кучном выщелачивании металлов.
В отчете /1/ впервые исследованы причины низкой эффективности ионов Fe3+ в качестве окислителей FeS2 (пирита и марказита). На основании литературных данных /42, 43/ установлено, что, в зависимости от Eh и pH среды, сульфидная сера может окисляться как до элементарной серы, так и до сульфат-иона, причем в интервале Eh, обеспечиваемом ионами Fe3+, 70-90% серы выделяется в элементарной форме.
Расчет показывает, что при выделении 100% серы в элементарной форме для всех природных сульфидов, кроме FeS2, критерий Пиллинга-Бедвордса меньше единицы, т.е. образующаяся при выщелачивании сульфидов «рубашка» элементарной серы не является сплошной и не приводит к полному прекращению реакции выщелачивания (хотя и сильно замедляет ее). Для FeS2 при тех же условиях критерий Пиллинга-Бедвордса равен 1,30; следовательно, если при выщелачивании FeS2 ≥77% серы выделяется в элементарном виде, реакция затухает, при выщелачивании образуется сплошная «рубашка» элементарной серы, что приводит к полному прекращению реакции выщелачивания.
По данным /41-43/, в интервале Eh, обеспечиваемом растворенным в воде кислородом, количество серы, выделяющейся в элементарной форме, сильно зависит от рН среды (чем выше кислотность, тем больше серы, выделяется в элементарной форме). По этой причине в сильнокислых средах критерий Пиллинга-Бедвордса возрастает, а скорость выщелачивания, соответственно, снижается.
В то же время, по данным /41/, при рН≥2,4 растворенным в воде кислородом в сульфатную форму окисляется 100% серы, т.е. в слабокислых средах сера на скорость выщелачивания не влияет, тогда как из-за гидролиза Fe скорость выщелачивания также снижается. Таким образом, можно полагать, что зависимость скорости окисления FeS2 растворенным в воде кислородом от рН должна иметь максимум. С целью определения местонахождения этого максимума в отчете /1/ проведена серия экспериментов с использованием пирита Соколовского месторождения, в ходе которых установлено, что при окислении пирита растворенным в воде кислородом оптимальной является кислотность 3-5 г/л по H2SO4. Таким образом, в случае экранирования урановых минералов пиритом наиболее целесообразно вести процесс ПСВ именно в малореагентном, а не жестком сернокислотном режиме.
Исходя из полученных результатов, впервые предложено на тех месторождениях, где имеет место экранирование урановых минералов пиритом, вести процесс ПСВ в переменном режиме окисления, используя на первом этапе более дешевый Fe3+, а на втором - озон или пероксосерную кислоту (для вскрытия пиритной «рубашки» на урановых минералах).
Следует отметить, что взятые за основу литературные данные /41/ не приводят никакой информации о зависимости характера окисления пирита от Eh среды, а данные /42, 43/ относятся к окислению сероводорода, а не пирита, поэтому научная новизна отчета /1/ в этом вопросе может считаться бесспорной.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
10. Отчет о результатах опытных работ по подземному выщелачиванию урана на участках ПВ – 85Ме, ПВ – 87К, ПВ – 87Б и ПВ – 88Б месторождения Мейлысай выполненных в 1985 – 1988 гг. по заданию 31-8.
Дата добавления: 2015-10-13; просмотров: 146 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| ВЫБОР ОКИСЛИТЕЛЕЙ ПРИ ПСВ УРАНА | | | Информация о деятельности Жодинской городской организации Общественного объединения |