Полная версия

Главная arrow География arrow Геология. Месторождения руд редких и радиоактивных элементов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Требования промышленности к запасам урановых руд

Запасы урановых руд в недрах выражаются их массой, а также массой урана в руде. Масштабы урановых месторождений определяются их запасами. По данным В.И. Красникова [17], к уникальным относятся месторождения урана с запасами в первые сотни тысяч тонн, к крупным - месторождения с запасами в десятки тысяч тонн, а к средним - с запасами в тысячи тонн. Месторождения с запасами урана менее тысячи тонн относятся к мелким и, как правило, не имеют самостоятельного значения. Как указывает Н.С. Зонтов [46], масштабы урановых месторождений в сотни тысяч тонн урана являются, очевидно, предельными и находят обоснование в закономерной зависимости от кларка урана в земной коре.

Так же, как и для других полезных ископаемых, качественная и количественная характеристики запасов урановых руд тесно взаимосвязаны. Чем ниже принимаемое предельное содержание урана в руде, тем больше его запасы, а также запасы руды в недрах. Однако, согласно статистическим данным, корреляция между масштабами месторождений и средними содержаниями урана в рудах, за некоторыми исключениями, практически отсутствует. Степень концентрации урана в месторождениях зависит от состава минерала-носителя и от механизма рудоотложения. Она значительно легче поддается прогнозной оценке, чем масштабы месторождений, так как диапазон колебаний масштабов месторождений значительно шире, чем диапазон колебаний средних содержаний. По данным [9, 13, 45], коэффициенты вариации масштабов и средних содержаний составляют соответственно 160-170 и 50-60 %.

Условия разработки урановых месторождений и технологические свойства руд

Высокая ценность урановых руд и сложные условия их разработки допускают применение трудоемких схем подготовки и систем разработки, обеспечивающих минимальные и потери, и разубоживание руды. Эксплуатация урановых месторождений производится как открытыми, так и подземными способами, в зависимости от их масштабов, условий залегания, качества и технологических свойств руд. Последние годы в практике разработки урановых месторождений все шире применяются новые прогрессивные способы добычи:

  • • подземная разработка с применением гидротранспортировки отбитой руды от очистных забоев до приемных хранилищ или обогатительных фабрик;
  • • механизированные способы выемки рудных пластов мощностью более 1-1,5 м с помощью горных комбайнов, конвейеров и механизированных комплексов;
  • • бурошнековые способы выемки маломощных пластов (менее 0,5-0,6 м) и особенно широко - подземное выщелачивание урановых руд.

Применение напорного гидротранспорта целесообразно при подземной разработке урановых месторождений с рудами небольшой удельной массы, не обладающих абразивными свойствами. К таким месторождениям относятся многие ураноносные песчаники, глины, угли и фосфориты. Механизированные способы выемки с помощью горных комбайнов и других механизированных комплексов и бурошнековые способы выемки наиболее эффективны при разработке урано-угольных месторождений и ураноносных глин.

Подземное выщелачивание урановых руд применяется в шахтном и скважинном вариантах. Способы скважинного подземного выщелачивания (СПВ) весьма экономичны и позволяют вовлекать в промышленное использование месторождения с бедными рудами. Однако для применения этого способа необходимо, чтобы уран легко выщелачивался из руд под действием реагентов (соды или разбавленных кислот), рудные залежи обладали хорошими фильтрационными свойствами и ограничивались сверху и снизу водоупорными слоями. Подземное выщелачивание урана из проведенных горных выработок требует предварительного дробления массива крепких руд с помощью буровзрывных работ.

Эксплуатация урановых месторождений требует проведения больших объемов радиометрических работ и сопряжена с комплексом специальных мероприятий но борьбе с радоном и радиоактивной пылью, что нередко приводит к заметному удорожанию себестоимости добычи урановых руд.

Важным технологическим свойством урановых руд является их радиометрическая контрастность, характеризующая степень неравномерности распределения урановых минералов в руде, установленную по определенным объемам, поэтому наиболее эффективными способами переработки урановых руд являются их радиометрическая сортировка и обогащение с последующим выщелачиванием урана из обогащенной рудной массы. Радиометрическая сортировка руд производится на всем пути следования рудной массы от забоя до фабрики. В забоях руду и породу разделяют с помощью рудничных радиометров, далее она подвергается сортировке в транспортных сосудах (вагонетках, автомашинах) на радиометрических контрольных станциях (РКС), а бедные руды сортируются или обогащаются на специальных установках (РАС) или радиометрических обогатительных фабриках. Применение способов радиометрической сортировки и обогащения урановых руд обеспечивает ощутимый экономический эффект, значимость которого возрастает с увеличением степени радиометрической контрастности руд. Гидрометаллургическая переработка обогащенных урановых руд заключается в их дроблении и измельчении, переводе урана в раствор, отделении жидкой фазы, очистке раствора от вредных примесей и в осаждении урана из раствора в товарный концентрат.

Технологические свойства урановых руд существенно зависят от их минерального и химического состава. Классификация урановых руд, отражающая методы и эффективность гидрометаллургической переработки в зависимости от этих параметров, приведена в табл. 1.3.2.

Перевод урана в раствор осуществляется двумя главными способами:

  • • кислотным;
  • • карбонатным.

Наиболее широко применяется выщелачивание урана из руд разбавленной серной кислотой с переводом в раствор до 90-98 % урана. В разбавленной кислоте хорошо разлагаются все вторичные минералы, а при наличии окислителей (пиролюзита) - и окисные минералы урана.

Недостатком кислотного метода является легкое взаимодействие кислот с другими компонентами перерабатываемой руды, что вызывает большой перерасход реагентов.

Таблица 1.3.2

Технологическая классификация урановых руд по химическому составу (по П.В. Прибыткову [46])

Типы руд

Разновидности

Содержание основных компонентов,

%

Методы гидрометаллургической переработки

Силикатные и алюмосили катные

< 95 силикатов и алюмосиликатов

Выщелачивание разбавленными кислотами

Карбонатные

С малым содержанием карбонатов

6-12 карбонатов

Карбонатное выщелачивание или выщелачивание кислотами с предварительной флотацией карбонатов

Со средним содержанием карбонатов

12-25 карбонатов

"

С большим содержанием карбонатов

< 25 карбонатов

"

Сульфидные

С малым содержанием сульфидов

3-10 сульфидов

Выщелачивание разбавленными кислотами

Со средним содержанием сульфидов

10-25

"

С большим содержанием сульфидов

<25

"

Железоокисные

-

> 50 окислов железа

"

Фосфатные

С малым содержанием фосфатов

3-10 р2о5

"

Со средним содержанием фосфатов

10-20 Р205

"

С большим содержанием фосфатов

> 20 Р205

"

Каустобиолито-

вые

Ураноносные угли и твердые битумы

-

Карбонатное выщелачивание или выщелачивание слабыми кислотами

Углистые и битуминозные сланцы

-

"

Содовый метод применяется для переработки руд, содержащих большое количество карбонатов. Достоинством содового метода является меньшая, по сравнению с кислотным, коррозия аппаратуры. Однако его использование влечет за собой большие потери металла и требует очень тонкого измельчения руд, что затрудняет последующее фильтрование пульпы.

Отделение жидкой фазы достигается фильтрацией урансодержащих растворов и их очисткой. Обычно уран сорбируется из пульп на катионитах или анионитах и экстрагируется перечисткой элюатов с получением чистых соединений.

Факторы и показатели промышленной ценности месторождений

Главными факторами, определяющими промышленную ценность месторождений и эффективность использования заключенных в них запасов полезных ископаемых, являются следующие.

Горно-геологические факторы являются основой экономической оценки месторождений. Они устанавливаются в процессе разведки месторождений, и их характеристика составляет главное содержание подсчета запасов.

Социально-экономические факторы определяют потребности народного хозяйства в данном виде минерального сырья и перспективы его использования в связи с экономическим развитием государства. При этом учитываются: обеспеченность страны и конкретного экономического района запасами данного вида минерального сырья, а также его роль в решении задач укрепления экономической независимости, обороноспособности нашей страны.

При оценке месторождений принимается во внимание баланс запасов данного вида минерального сырья, определяется степень его дефицитности, перспективы развития горной технологии и внедрения искусственных заменителей. Для месторождений, расположенных в районах со слабой занятостью населения, учитывается социально-экономический эффект от вовлечения рабочей силы в производственную деятельность.

Экономико-географические факторы оказывают решающее влияние на экономическую оценку месторождений широко распространенных видов минерального сырья, запасы которых намного превышают потребности народного хозяйства. При значительной потребности и напряженном балансе дефицитных видов минерального сырья влияние экономико-географических факторов заметно снижается.

К числу благоприятных экономико-географических факторов относятся:

  • высокое экономическое развитие и хорошая промышленная освоенность района месторождения, обеспечивающие возможность кооперирования и комбинирования горнорудных предприятий с другими промышленными объектами;
  • наличие водных ресурсов и развитой транспортной сети;
  • близость горных предприятий и промышленных комплексов, разрабатывающих и потребляющих данный вид минерального сырья.

При оценке экономического эффекта от промышленного использования месторождения учитывается не только влияние экономико-географических условий, но и влияние эксплуатации месторождения на экономическое развитие района и экологическую обстановку. В частности, учитывается ущерб, причиняемый народному хозяйству в связи с отторжением плодородных земель, нарушением режима подземных вод и др.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>