способ целенаправленного внутриотвального обогащения радиоактивных руд

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ВНУТРИОТВАЛЬНОГО ОБОГАЩЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ РУД, включающий укладку дренажного основания, формирование на нем выщелачиваемого и обогащаемого слоев, размещение между ними перфорированного трубопровода для подачи растворов для обработки руд, и обработку отвала растворами активных реагентов с переосаждением полезного компонента в обогащаемом слое, отличающийся тем, что в перфорированный трубопровод подают растворы, содержащие ионы двухвалентного железа, и осаждают уран в виде настурана, коффинита и нингиоита, при этом обогащаемый слой формируют из урановых некондиционных руд с преимущественным содержанием настурана, или коффинита, или нингиоита.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что используют карбонатное выщелачивание урана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отвалообразовании.

Известен способ внутриотвального обогащения радиоактивных руд, включающий укладку дренажного основания, формирование на нем выщелачиваемого и обогащаемого слоев и обработку отвала растворами активных реагентов, под влиянием которых происходит растворение металлов из горных пород в выщелачиваемом слое отвала и последующее осаждение из растворов выщелоченных металлов в обогащаемом слое [1].

Прототипом предлагаемого является способ, включающий укладку дренажного основания, формирование на нем выщелачиваемого и обогащаемого слоев с размещением между ними перфорированного трубопровода для подачи растворов для обработки руд, обработку руд отвала растворами активных реагентов, выщелачивание полезных компонентов и осаждение из растворов выщелоченных металлов в обогащаемом слое [2].

При осуществлении предложенного способа, включающего формирование дренажного основания, закладку перфорированных трубопроводов, создание обогащаемого и выщелачиваемого слоев, обработку отвального массива выщелачивающими и осаждающими растворами, выщелачиваемый слой формируют из пород с низким содержанием урана, обогащаемый слой - из урановых некондиционных руд с преимущественным содержанием настурана, коффинита и нингиоита, растворение ведут щелочами, а в качестве осаждающих растворов применяют растворы, содержащие ионы Fe²⁺.

В период хранения пород при воздействии на них растворами активных агентов, подаваемыми специально или образующимися в отвальном массиве в результате химических реакций в породами, происходит растворение урана в выщелачиваемом слое, миграция ураноносных растворов в обогащаемый слой, куда также подаются осаждающие растворы, содержащие ионы Fe²⁺, являющиеся в щелочной среде восстановителем урана. При этом происходит осаждение восстановленного урана в виде настурана, коффинита и нингиоита.

На чертеже представлен вариант схемы формирования отвала при осуществлении предложенного способа.

Отвал включает дренажный слой 1, обогащаемый 2 и выщелачиваемый 4 слои, трубопровод 3, источник 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально формируют дренажный слой 1 (в необходимых случаях он формируется на антифильтрационном основании). Затем последовательно формируют обогащаемый слой 2 из некондиционных урансодержащих руд на основе настурана, коффинита и нингиоита и выщелачиваемый слой 4 из урансодержащих пород. Причем между слоями 2 и 4 помещают перфорированный трубопровод.

При обработке слоя 4 растворами активных агентов из источника 5 происходит растворение из металлосодержащих пород урана, его миграция в составе щелочных растворов в слой 2, где при встрече растворов, подаваемых в трубопровод 3, содержащих ионы Fe²⁺, происходит окисление железа до трехвалентного состояния и осаждение восстановленного урана в виде настурана, коффинита и нингиоита, что обуславливает целесообразность последующей валовой переработки руд данного слоя. При этом необходимо отметить, что несмотря на то, что явление осаждения урана в виде настурана, коффинита и нингиоита ионами Fe²⁺ широко известно в природных геологических процессах, оно не применялось в технике и технологии.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит складирование руд и пород.

На спланированном участке формируют фильтрационный слой 1 из щебня мощностью 0,5 м. Затем формируют обогащаемый слой 2, из некондиционных радиоактивных руд (содержание урана 0,09%) на основе настурана, коффинита и нингиоита, мощностью 6 м. На поверхности слоя 2 формируют сеть перфорированного трубопровода 3. После этого формируют выщелачиваемый слой 4 из урансодержащих пород (0,05-0,02%) мощностью 12 м.

При подаче в слой 4 раствора, например водного раствора бикарбоната натрия или аммония, с концентрацией 0,5-10 г/л из источника 5 растворение урана, миграция урансодержащих растворов в слой 2, где при встрече с растворами, подаваемыми в трубопровод 3, содержащими ионы Fe²⁺, происходит осаждение восстановленного урана в виде настурана, коффинита и нингиоита.

Положительный эффект предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности внутриотвального обогащения за счет целенаправленного техногенного минералообразования радиоактивных элементов.

Предложенное изобретение может быть использовано при складировании радиоактивных руд и пород.