загрузка...

2.7.2. Подготовка руды к выщелачиванию

В забое при отпалке получается полидисперсный материал при значительной массе крупных кусков. В карьерах могут получаться глыбы до 600–1000 мм, в подземных рудниках – до 300 мм.

Для проведения технологических процессов требуется меньшая крупность рудного материала. Для радиометрической сортировки необходима крупность 25–300 мм, для гравитационного обогащения - 0,3–10 мм. Для проведения флотации и выщелачивания нужно обеспечить раскрытие ценных минералов, создание большей удельной поверхности выщелачиваемой руды, для этого необходимо измельчить руду до 0,07–0,3 мм.

В большинстве случаев подготовка руды включает в себя 4 стадии: крупное, среднее, мелкое дробление и измельчение.

При переработке урановых руд процесс физического обогащения предназначен в основном для выделения отвальных хвостов. Хотя в этом случае получаются бедные концентраты (0,5–3% при исходном содержании урана 0,05–0,2%), но зато сокращение рудной массы, поступающей на выщелачивание, в 2–4 раза приводит к существенной экономии за счет сокращения расхода реагентов и уменьшения объема аппаратуры.

Радиометрическое обогащение применяется в несколько стадий. Начинается оно непосредственно в забоях рудников, где проверке подвергаются вагонетки с рудой, и продолжается на гидрометаллургическом заводе, где процесс ведется на потоке руды, перемещаемой ленточными транспортерами.

Гравитационное обогащение, основанное на существенной разнице плотности ряда урановых материалов (6,5-10,5 г/см3) и минералов пустой породы (обычно 2,5-2,7 г/см3), проводится в диафрагменных отсадочных машинах, на концентрационных столах, в тяжелых средах. При обогащении в тяжелых средах используются тонкодисперсные водные суспензии утяжелителей, в качестве которых применяются ферросилиций, галенит и магнетит.

Для тонкозернистых руд (0,015 – 0,1 мм) – применяется флотация. В качестве собирателя используется, в основном, олеиновая кислота при расходах от 0,5 до 1, 5 кг/т. Флотация может быть применена для удаления примесей, усложняющих последующие технологические процессы (углеорганические материалы, сульфиды, карбонаты), а также для извлечения из руды других ценных компонентов, например сульфидов меди, цинка, свинца, никеля. При большом содержании пирита после сульфидной флотации концентрат можно использовать для получения серной кислоты, необходимой для выщелачивания урана.

С помощью флотации можно разделить руду на отдельные фракции с целью оптимизации режимов последующего выщелачивания каждой фракции. Так, если урановая руда содержит органику, сульфиды, карбонаты, то можно провести следующие операции. Поскольку наибольшей флотационной активностью обладает органика и сульфиды, то сначала флотируют их, используя в качестве коллекторов ксантогенаты или дитиофосфаты. Флотоконцентрат направляется на окислительный обжиг для разрушения органики и окисления сульфидов, а после этого – на кислотное выщелачивание.

Хвосты сульфидной флотации направляются на флотацию карбонатов кальция и магния, карбонатный концентрат направляется на содовое выщелачивание урана, а хвосты карбонатной флотации – на кислотное выщелачивание.

При физических процессах обогащения руд теряется (направляется в отвалы) от 5 до 15 % урана. Эти отвалы в последствии переобогащают методом кучного выщелачивания.

При вкрапленности менее 0,01– 0,02 мм руда не поддается физическому обогащению, и она вся направляется на выщелачивание.

Полученные концентраты, при необходимости, подвергаются обжигу или спеканию.

Проведение окислительного обжига преследует следующие цели:

- окисление четырехвалентного урана до шестивалентного состояния с целью увеличения скорости выщелачивания;

- удаление углеорганических материалов («органики»);

- окисление сульфидов;

- термическое разложение карбонатов.

Для перевода диоксида урана в триоксид окисление следует проводить при 500–600оС. При более высокой температуре начинается отщепление кислорода от триоксида урана и начинается переход кU3O8. Полученный триоксид урана взаимодействует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов, давая уранаты (Na2UO4 , CaUO4), хорошо растворимые и в кислотах, и в карбонатных растворах.

В процессе окислительного обжига удаляется органическая часть руды. Органика затрудняет процесс измельчения руд, приводит к образованию значительного количества илов и шламов, затрудняющих отстаивание, фильтрацию и сорбирующих уран из растворов. Органика мешает также полному осаждению урана из растворов и работе ионитов, адсорбируясь на них. Кроме того, удаление органики приводит к обогащению руды.

При окислительном обжиге происходит также окисление серы и сульфидов:

S2 + 2O2 →2SO2,

4FeS2 +11O2 →2Fe2O3 + 8SO2 .

Окисление серы и сульфидов значительно улучшает показатели последующего выщелачивания. Растворы получаются более чистыми, содержат меньше примесей.

При окислительном обжиге происходит также разложение карбонатов кальция и магния:

CaCO3 →CaO + CO2,

MgCO3 →MgO + CO2.

Разложение карбонатов, не уменьшая расход кислоты, устраняет вспенивание при кислотном выщелачивании руды.

Низкотемпературный обжиг при 500–600оС может быть проведен в барабанных вращающихся печах. При низкой теплотворной способности материала необходимая температура достигается за счет сжигания мазута в форсунке, располагаемой в задней головке печи, факел пламени проходит над обжигаемым материалом. При высокой теплотворной способности руды избыток тепла может отводиться путем уменьшения температуры воздушного дутья, а также увлажнением воздуха.

<< | >>
Источник: Самойлик В. Г.. Специальные и комбинированные методы обогащения полезных ископаемых: учебное пособие. 2015

Еще по теме 2.7.2. Подготовка руды к выщелачиванию:

  1. Влияние академической подготовки Подготовка социальных работников
  2. 19.4. Подготовка к сеансугрупповой гипнотерапии
  3. Квалификация и подготовка
  4. Подготовка психологов
  5. 21.2. Подготовка к следственному эксперименту
  6. 36.2. Подготовка к обыску
  7. ПОДГОТОВКА ДЕЛ К СУДЕБНОМУ РАЗБИРАТЕЛЬСТВУ
  8. ПОДГОТОВКА БОЛЬНЫХ К ИССЛЕДОВАНИЯМ
  9. ПОДГОТОВКА МЕДИЦИНСКОГО ПЕРСОНАЛА
  10. Подготовка пионеров
  11. Предоперационная подготовка
  12. ПРЕДОПЕРАЦИОННАЯ ПОДГОТОВКА
  13. Подготовка психиатров
  14. ПОДГОТОВКА ОПЕРАЦИОННОГО ПОЛЯ