Основные участки и этапы производства

Технология переработки урановой руды с получением закиси-окиси урана на ГМЗ состоит из рудоподготовки и гидрометаллургического передела которая представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Технологическая схема получения уранових концентратов на ГМЗ

Рудоподготовка включает следующие технологические операции:

- прием сырья;

- измельчение исходного сырья;

- сгущение пульпы.

Основные технологические операции гидрометаллургического передела:

- выщелачивание урана;

- сорбция урана из кислых пульп;

- регенерация насыщенной смолы;

- нейтрализация хвостовой пульпы;

- экстракция и реэкстракция урана;

- сушка и прокалка кристаллов АУТК.

К вспомогательным операциям относятся:

- гидротранспорт хвостовой пульпы в хвостохранилище;

- подача оборотной воды в технологический процесс.

Прием сырья.Сырьем для получения закиси-окиси урана на заводе являются концентраты РОФ и РОУ урановых руд Смолинской и Ингульской шахт.

Рудный концентрат на ГМЗ поступает в ж.д. полувагонах. В зимнее время, когда возможно смерзание руды, перед разгрузкой вагоны с рудой разогреваются в тепляке (здание 1.3), вмещающем 14 вагонов одновременно.

Температура в тепляке поддерживается паром. Для этих целей в тепляке установлено 7 секций стальных трубчатых панелей, по которым проходит пар. Температура насыщенного пара 200°С; давление пара - 8 атм.; максимальный расход пара 20 т/час.

Принудительная конвекция осуществляется при помощи 7 вентиляторов, установленных в верхней части тепляка.

Циркуляция воздуха - 168 тыс. м³/час.

Разгрузка руды из вагонов осуществляется с помощью роторного вагоно-опрокидывателя ВРС-125 в два приемных бункера узла разгрузки (сооружение 1).

Общая вместимость бункеров 400 т.

Время разгрузки одного вагона 5-10 мин.

Руда в вагонах перед разгрузкой опробуется на установке РКС.

Из приемных бункеров руда питателями типа ПВГ-1,2/3,1 подается на ленточный конвейер и направляется по галерее I в полубункерный склад руды.

Унифицированный полубункерный склад представляет собой крытый железобетонный бункер, футерованный сталью.

Бункер разделен на три секции объемом 6600 м³, 4000 м³ и 1500 м³. В каждой секции складируется руда одного из месторождений. Бункер рассчитан на пятисуточный запас руды и вмещает 25 тыс. тонн.

Распределение руды по отсекам полубункерного склада производится с помощью реверсивного конвейера.

Под бункером расположено 32 питателя ПВГ-1,2/3,1 для подачи руды на дальнейшую переработку.

Измельчение исходного сырья. Силикатная руда из полубункерного склада по тракту перепуска подается в 4 отсека параболического бункера. Общая ёмкость бункера (расходный склад руды) – 15 тыс. тонн. Руда из отсеков бункера вибропитателями подается на ленточные конвейеры, а затем конвейерами - на блоки измельчения.

Измельчение производится по двухстадиальной схеме: первая стадия – полусамоизмельчение в мельницах мокрого самоизмельчения, работающих в открытом цикле с догрузкой шаров, вторая стадия – шаровое измельчение. В отделении измельчения установлено три измельчительных блока. В один блок входят: мельница самоизмельчения ММС 70х23, шаровая мельница МШЦ 40х50, два спиральных классификатора 1КСН-30 и гидроциклоны ГЦ -500, объединенные в две батареи по 4 шт.

В каждом блоке руда подается непосредственно в мельницу ММС, разгрузка мельницы поступает в классификатор. Пески классификатора направляются в шаровую мельницу МШЦ, работающую в замкнутом цикле со своим классификатором. Слив классификаторов обеих мельниц поступает в зумпф и насосами ГРК 400/40 подается на контрольную классификацию в гидроциклонах ГЦ - 500.

Пески гидроциклонов возвращаются на доизмельчение в мельницу МШЦ, а готовый продукт измельчения (слив гидроциклонов) самотеком поступает на сгущение.

Технологические параметры процесса измельчения:

- крупность исходного сырья, поступающего на измельчение - 95 % класса - -300 мм;

- производительность одного измельчительного блока – 80 -100 т/час;

- потребляемая мощность мельницы ММС – 1200 - 1400 квт;

- крупность продукта измельчения – не менее 75 % -0,1 мм;

- удельная производительность по классу – 0,1 мм – 0,45-0,65 т/м³час.

Сгущение пульпы. Сгущение пульпы осуществляется в сгустителях с коническим днищем, оборудованных мешалкой с периферическим приводом. Постоянно работают 2 сгустителя диаметром 30 м. При увеличении переработки рудного сырья возможно подключение двух сгустителей диаметром 24 м.

Сливы классификаторов измельчительных блоков №1 и №2 сгущаются на сгустителе, блоков №3 и № 2 - на другом сгустителе.

Верхний слив сгустителей используется в цикле измельчения в качестве оборотной воды. Недостаток воды пополняется из системы оборотного водоснабжения.

Нижний слив сгустителей насосами подается на выщелачивание. Для ускорения процесса сгущения используется раствор флокулянта (0,1-% раствор полиакриламида).

Технологические параметры процесса сгущения:

- плотность пульпы, поступающей на сгущение – 1,1-1,2 г/см³;

- плотность сгущенного продукта – 1,5-1,6 г/см³;

- высота осветленного слоя в сгустителе – 1,2 м;

- средняя производительность сгустителя – 2,0-2,5 т/м².сут.

Сорбция урана из кислых пульп.Сорбция является ионообменным процессом, при котором уран из раствора переходит на анионообменную смолу. На полноту её протекания влияют различные факторы:

- концентрация основного компонента в растворе и на смоле;

- концентрация сульфат-иона в растворе;

- температура процесса;

- содержание других анионов, в частности нитрат-иона;

- рН раствора.

Выщелаченная пульпа аэролифтами подается в пачуки сорбции. Далее пульпа последовательно проходит через пачуки по принципу противотока анионита и пульпы. В каждом пачуке пульпа проходит через дренажные устройства, где отделяется от смолы. Смола передается из пачука в пачук в голову процесса сорбции, постепенно насыщаясь ураном, а пульпа движется к хвостовому пачуку, обедняясь по урану. В случае необходимости, смолу можно направлять через распределитель потока как полностью, так и частично в следующий пачук или всю смолу завернуть "на себя". Головной пачук сорбции является "песковым", из которого аэролифтами пески выводятся на барабанные грохоты. Крупные пески уходят на хвосты, мелкие возвращаются в пачук. Из хвостового пачука пульпа поступает на барабанные грохоты для улавливания смолы. Смола возвращается в пачук сорбции, а пульпа подается на нейтрализацию. Смола из пачуков аэролифтами подается на регенерацию. В настоящее время работает одна цепочка сорбции.

Для вывода пачуков на ремонт предусмотрены обводные линии по пульпе, и смоле.

Переливы пачуков, воды гидроуборки поступают в приямки вертикальных насосов, откуда откачиваются в сорбционные пачуки.

Технологические параметры процесса сорбции:

- рН пульпы, поступающей на сорбцию – 2,8-3,2;

- температура пульпы – не более 60 ⁰С;

- время контакта пульпы со смолой на одной ступени сорбции – 0,5-0,8 ч;

- время контакта смолы с пульпой на одной ступени сорбции – 2,5-3,5 часа;

- число ступеней контакта – не менее 8;

- содержание урана в жидкой фазе пульпы после сорбции – не более 1,2 мг/л.

Регенерация насыщенной смолы. Технологический процесс регенерации (десорбции) включает:

- отмывку смолы от илов;

- донасыщение;

- регенерацию;

- отмывку от кислот.

Операция отмывки от илов необходима для обеспечения нормальной работы аппаратов регенерации, экономии регенерирующего раствора, обеспечения благоприятных условий контакта смолы с регенерирующим раствором и нужной чистоты товарного регенерата. Этот процесс основан на разности удельных весов и размеров разделяемых материалов.

Регенерация является анионообменным процессом, обратным процессу сорбции.

Регенерация ведется раствором серной кислоты с содержанием сульфат-иона значительно большим, чем в сорбционных пачуках. Сульфат-ион вытесняет ион урана из смолы. При снижении концентрации сульфат-иона (кислотности) в регенерирующем растворе, смола регенерируется в меньшей степени. Значительное повышение кислотности может нарушить режим работы экстракции, разрушить смолу и оборудование. Повышение температуры интенсифицирует процесс. Ограничение же температуры вызвано опасностью термического разрушения смолы.

Насыщенная по урану смола из пачуков сорбции аэролифтом подается в колонну для отмывки от песков и илов дамбовой или технической водой, подаваемой в нижнюю часть колонны. Затем смола подается на дальнейшую отмывку в колонны. Пески из этих колонн откачиваются в буферные ёмкости и далее в голову процесса.

Отмытая смола поступает на обезвоживание (до насыщение) в колонну (КОС). Обезвоживание, или вытеснение транспортной воды и воды, находящейся в порах сорбента, производится товарным регенератом. Количество товарного регенерата, подаваемого в колонну "КОС", регулируется автоматически по кислотности (рН) слива колонны. Смола из нижней части "КОС" аэролифтами направляется в верхнюю часть десорбционных колонн. Регенерирующий раствор – смесь серной и азотной кислот с промводой отмывочных колонн, приготовляется в ёмкостях.

При необходимости подпитка осуществляется горячей водой, подаваемой аэролифтом из емкости. Приготовленный регенерирующий раствор самотеком подается в нижнюю часть колонн. Все процессы в колоннах происходят по принципу противотока. Товарный регенерат из верхней части колонн самотеком поступает в буферные пачуки, откуда насосами подается на экстракцию. Смола из нижней части колонн регенерации выводится на отмывку от кислоты водой в колонны, после чего возвращается на сорбцию. Промвода из верхней части колонны аэролифтами откачивается на приготовление регенерирующего раствора.

Технологические параметры процесса регенерации:

- концентрация серной кислоты в регенерирующем растворе – 180-200 г/л;

- концентрация нитрат-ионов – 3-5 г/л;

- количество растворов, подаваемых в колонны , об/об смолы:

- статочная емкость смолы по урану –2-5 кг/т;

- содержание урана в товарном регенерате не менее – 10 г/л;

- содержание твердых взвесей в товарном регенерате не более – 150 мг/л.