Кучное выщелачивание урана
Технологическая схема извлечения урана методом кучного выщелачивания представлена на рисунке 1.
Процесс кучного выщелачивания урана на участке KB ГМЗ предусматривает: формирование рудных штабелей на подготовленном гидроизолированном основании из сырья крупностью -40+5мм, поступающего с РОФ; монтаж оросительной системы; орошение рудных штабелей сернокислотными растворами орошения через перфорированные полиэтиленовые трубки и оросители форсуночного типа («воблеры»); сбор продуктивных растворов в лотках и рабочих зумпфах насосной КВ; перекачку продуктивных растворов на сорбционную переработку в цех; отгрузку отработанной горнорудной массы в отвал.
Формирование штабелей КВ осуществляют бульдозером путем сталкивания рудного материала (наступающим порядком), выгружаемого автосамосвалами у верхней бровки формируемого штабеля, последовательно по секциям на всю планируемую высоту штабеля с распределительной дамбы (ранее отработанный штабель КВ). после отсыпки поверхность секции штабеля взрыхляют бульдозером с навесным рыхлителем и производят отсыпку следующей секции. Общая высота штабеля 10-15м.
| Рисунок 1 - Технологическая схема извлечения урана методом кучного выщелачивания |
| Q=350-400 м3/час [U]=0,060-0,120 г/дм3 pH=1,8-2,2 |
| бедный сорбент |
| насыщенный сорбент |
| Продуктивные растворы |
| Выщелачивание руд, находящихся на стадии «активного выщелачивания» |
| Доукрепление |
| Продуктивные растворы |
| Выщелачивание дорабатываемых руд |
| Приготовление растворов орошения |
| Острый пар |
| H2SO4 |
| [U]=0,035-0,050 г/дм3 [H2SO4]=3-7 г/дм3 |
| H2SO4 |
| [H2SO4]=3-7 г/дм3 |
| На отмывку ионита от пульпы (в п.258, 270/12) |
| Сорбция |
| Десорбция |
| Маточники сорбции ([U]=0,005-0,020 г/дм3) |
| Товарный регенерат (на дальнейшую переработку) |
| Кислые растворы агитационной схемы (поз.157) |
Оросительная система монтируется на поверхности штабеля и состоит из магистрального трубопровода диаметром 150мм, к которому присоединены полиэтиленовые трубы диаметром 32 мм, уложенные по всей длине штабеля на расстоянии 2,5-3 м друг от друга. Трубы перфорированы отверстиями d 3-5 мм. В холодный период года оросительная система укрывается п/этиленовой пленкой. В теплый период – дополнительно устанавливаются оросители форсуночного типа («воблеры»). Оросительная система участка КВ предусматривает возможность орошения как всей поверхности штабеля, так и отдельных секций площадью 3000-5000 м2.
Орошение штабелей КВ осуществляется доукрепленными по серной кислоте подогретыми маточниками сорбции с одновременной подачей на руду части продуктивных растворов. Рециркуляция последних может осуществляться как путем обвода колонн сорбции посредством байпаса , так и распределения потоков раствора из сборного зумпфа подкисления (часть – на сорбция урана, часть – на орошение руды).
Доукрепление серной кислотой маточники сорбции совместно с кислыми растворами агитационной схемы (преимущественно воды отмывки от кислотности сорбента пульповой цепочки) самотеком по трубопроводу D=426 мм, подают в систему орошения штабелей и распределяют по поверхности руды.
Продуктивные растворы кучного выщелачивания по гидроизолированному лотку поступают в приемный зумпф (V=135м3), затем в рабочий зумпф (V=3200м3), далее они направляются на сорбционную переработку, либо возвращаются на орошение штабелей (рециркуляция).
Маточные растворы сорбции и часть продуктивных растворов (рециркуляция) доукрепляют серной кислотой, после чего они поступают на КВ.
Для утилизации кислоты, содержащейся в малоилистых водах агитационной схемы (воды отмывки отдесорбированного ионита пульповой цепочки от избыточной кислотности) их направляют на орошение штабелей. В агитационную схему, для отмывки ионита от пульпы направляют необходимое количество растворов перколяционного выщелачивания, взамен применения для этой цели дамбовой и шахтной воды.
Выщелачивание урана осуществляют в непрерывном, инфильтрационном режиме орошения в 3 стадии: «закисление», «активное выщелачивание» и «доработка».
Режим «закисления» - орошение материала ведут раствором серной кислоты концентрацией 25-30 г/дм3 с интенсивностью 25-35 л/(час*м2). продолжительность «закисления» - до достижения соотношения Ж:Т=0,05-0,1 м3/т.
Режим «активного выщелачивания» - орошение руд осуществляют растворами серной кислоты с концентрацией 3-7 г/дм3 и интенсивностью подачи раствора 35-40 л/(час*м2), поддерживая pH продуктивных растворов на уровне 1,8-2,2. Продолжительность стадии - до снижения концентрации урана в растворах выщелачивания менее 35-40 мг/дм3.
Режим «доработки» - завершающий этан выщелачивания сырья, из которого к этому времени уже извлечено до 40-50 % урана. Интенсивность орошения - 30-35 л/час*м2. Длительность процесса определяется достижением установленных показателей извлечения металла (70-75 %).
Применяемые системы выщелачивания руды - последовательная обработка штабелей (секций), одновременная подача на руду продуктивных растворов и маточников сорбции (рециркуляция продуктивных растворов) могут эксплуатироваться автономно либо совместно.
Время выщелачивания одного штабеля составляет 365 суток (с посекционной его отработкой - до 700 суток), при расходе серной кислоты - 55-60 кг/т руды.
По окончании выщелачивания руд весь объем оборотных растворов направляют на отработку свежеотсыпанного рудного материала. Отработанную горнорудную массу выгружают с гидроизолированного основания, с оставлением рудной «подушки» для предотвращения его нарушения, и вывозят в отвал. Оставшийся объем отработанного материала разравнивают бульдозером с формированием уклона поверхности в сторону сборных лотков. Далее поверхность рыхлят и на подготовленном основании формируют следующий штабель.
3.2.2 Измельчение обогащенного уранового сырья и руды оксиданта, сгущение пульп
Руду крупностью -200мм из параболических бункеров вибропитателями подают на горизонтальные конвейера, а затем на наклонные конвейера, на которых имеются измерительные весы, с помощью которых ведут учет подаваемой в процесс руды.
С наклонных конвейеров руду через загрузочное устройство загружают в мельницу ММС «Каскад». Разгрузка - слив мельниц ММС поступает в зумпф, и насосами НС-8ГР8 подаётся в пульподелитель установленный на отм.+10,2м, который распределяет пульпу на классификацию. Пески классификаторов поступают в мельницы ММС и МШЦ на доизмельчение, а слив классификаторов поступает в зумпф и насосами подаётся на батарею гидроциклонов. Слив гидроциклонов поступает на барабанные грохота щепоулавливания, где происходит отделение щепы от пульпы. Щепу с грохотов собирают в контейнеры, где происходит её обезвоживание, а пульпа самотеком поступает на сгуститель. Пески гидроциклонов направляют на доизмельчение в мельницу мшц, разгрузка мельниц МШЦ самотёком поступает в зумпф,откуда насосами НС-8ГР подаётся в пульподелитель, а затем в приёмный стакан сгустителя.
Процесс сгущения включает в себя следующие операции: подачу исходной пульпы и флокулянта в сгуститель; откачку сгущённого продукта на выщелачивание; откачку осветлённой воды в качестве оборотной.
Для ускорении процесса осаждения твёрдых части в работающий сгуститель подают флокулянт (раствор полиакриламида концентрацией 0,020 0,005%).
Осаждённый продукт скребками перемещайся в центральную часть сгустителя, по достижении плотности 1380-1400 г/дм3 его откачивают пульповыми насосами на выщелачивание.
Осветленную воду, - слив сгустителя собирают в зумпфе и насосами откачивают в 1000 м3 коллектор. Из коллектора воду распределяют по операциям измельчения и классификации работающих блоков, а также используют для уборки проливов пульпы на отметках здания.
Для откачки проливов пульпы применяют дренажные насосы, слив которых заведен в зумпфы блоков измельчения.
Узел сгущения включает в себя четыре сгустителя и насосное отделение.
Заполнение сгустителей водой и пульпой осуществляют при помощи пульповых и водяных трубопроводов по эстакадам.