CS199836B1 - Způsob podzemního loužení, zejména těžce loužitelných uran-zirkoniových rud - Google Patents
Způsob podzemního loužení, zejména těžce loužitelných uran-zirkoniových rud Download PDFInfo
- Publication number
- CS199836B1 CS199836B1 CS611375A CS611375A CS199836B1 CS 199836 B1 CS199836 B1 CS 199836B1 CS 611375 A CS611375 A CS 611375A CS 611375 A CS611375 A CS 611375A CS 199836 B1 CS199836 B1 CS 199836B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- uranium
- leaching
- leach
- underground
- underground leaching
- Prior art date
Links
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- NBWXXYPQEPQUSB-UHFFFAOYSA-N uranium zirconium Chemical compound [Zr].[Zr].[U] NBWXXYPQEPQUSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012633 leachable Substances 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 11
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229910000372 mercury(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229940102223 injectable solution Drugs 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M sodium bicarbonate Substances [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 229910001727 uranium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu podzemního loužení uran-zirkoniových rud, který řeší zvýšení výtěžnosti uranu využitím tepla.
Metody podzemního hydrochemického dobývání užitečných nerostů, nevyžadující hornickou techniku, spojenou zpravidla s velkými investicemi, pracností a nutností dobývání značných objemů balastů, jsou v některých případech známy již dlouhou řadu let. Tímto způsobem se dobývá například sůl kamenná a spadá sem do jieté míry i Fraschův postup těžby síry. Zvláštním případem těchto metod jsou způsoby hydrochemické, využívající k podzemnímu loužení žádoucího nerostu chemických činidel.
V těžbě uranu jaou prvé pokusy s podzemním loužením spojeny s pracemi C.W.Livingatona /patent USA č. 2,818.240/, navrženým loužicím médiem byl roztok uhličitanu a hydrouhličitanu sodného. Metoda je vhodná póze pro ideálně uložené rudy, které obsahují jednoduše vázaný uran převážně v šestimocné formě, takže jaou dobře loužitelné. V téže době se ovšem objevily i návrhy včetně praktických zkoušek s podzemním loužením kyselinami, hlavně kyselinou sírovou, a to v koncentracích veaměa nepřevyšujících 50 g HgSO^/l. Tento postup není rovněž univerzální a nehodí ae například pro ložiska, uložená v horninách vykazujících velkou reakčni spotřebu kyseliny. Nedostatky předchozích způsobů se snažil odstranit patent USA č. 2, 896.930, navrhující pro podzemní loužení roztok uhličitanů alkalických kovů a přídavkem oxidantu a komplexotvornáho činidla, obojí bez bližší specifikace. Vtláčený roztok má být podle prvého nároku citovaného patentu chladný, respektive má odpovídat
199 836
199 939 teplotě ložiska. Patent USA č. 2,954.218 vychází z poznatku, že uran vázaný v horninách se zvýšeným obsahem uhlíku nebo organických uhlíkatých slouSenin je bez úpravy velmi těžce loužitelný, a že uspokojivého zvýěení výtěžnosti ae dosáhne pražením takovéto rudy. Navrhuje proto vhánět do uranových ložisek buď plynné, nebo kapalné uhlovodíky a kyslík nebo vzduch, provést podzemní spálení a následné loužení nepříliš koncentrovaným kyselým, nebo i alkalickým roztokem. Tato metoda je prakticky nepoužitelná pro ložiska, charakterizovaná nízkou propustností rudních partií a tlakovým vodním režimem /artěžkým nebo aubartézkým, ale i s tlaky 1,5 MPa a více/.
Protože charakter uranových ložisek se případ od případu značně liší, byly i pro metodu podzemního vyluhování navrženy některé další postupy. V aplikacích provozního měřítka se však užívá prakticky výhradně základní varianty, pro níž je charakteristické vtlačení loužicích roztoků sítí vtlačných vrtů a čerpání výluhu sítí tažebnlch vrtů, přičemž jsou preferovány roztoky mírně kyselé /do 50 g HgSO^/l/ a jejích teplota, je z větší čáati dána teplotou ložiska a průměrnou teplotou vzduchu, která se nejčastěji pohybuje v ročním průměru mezi 10 až 15 °C. Nevýhodou dosavadních postupů jsou poměrně nízké výtěžnosti dosahované na ložiskách, charakterizovaných společným výskytem uranu a zirkonia, který má za následek obtížnou loužitelnoet a dále malou propustnost rudních vrstev, která ztěžují pronikání roztoků uranovými minerály a zpětný transport nalouženého kovu.
Tyto nedostatky jsou odstraněny způsobem podzemního loužení uranzirkoniových rud podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom že se rudní ložisko vyhřeje vtláčením loužicích roztoků, obsahujících kyselinu sírovou v koncentraci 1 až 200 g/1, ohřátých na teplotu 20 až 80 °C. Teplý roztok při průchodu podzemím postupně zahřívá loužený blok rudy, čímž se vytvářejí lepší podmínky pro loužení.
Způsob podle vynálezu přináší zvýšení výtěžnosti nebo zkrácení vyluhovacich cyklů; takto lze urychlit rekultivaci rozsáhlých exploatovaných ploch. Vedla přínosu ekonomického přináší tek vynález i významný prospěch ochraně životního prostředí. Podle laboratorních testů činí přírůstek výtěžnosti při zvýšení teploty o 1 °C, v oboru 15 až 60 °C v závislosti na typu rudy 0,4 až 1,5 % z celkových zásob uranu. Přitom pro začátek uvedeného teplotního intervalu a obtížněji loužitelné rudy jsou přírůstky výtěžnosti obvykle vyěěí a naopak Protože ae současně zvyšuje strmost výtěžnostmi křivky v prvních letek loužení, může být hlavním efektem podstatné zkrácení doby loužení, potřebné k dosažení stanovené výtěžnosti.
Uplatňují se zde / v různé míře u různých typů rud/ tři faktory, zvyšující výtěžnost v časové jednotce.
Zrychlení filtračních procesů v rostlé rudě v důsledku nižší viskozity roztoku znamená rychlejší přinos reakčního čiůidla do hůře propustných vrstev a rychlejší transport vyloučeného kovu z těchto vrstev.
Zvýšení rychlosti ďifúzních procesů má význam především pro velmi málo rozpustné až nepropustné vrstvy, čočky a laminy, obsahující zpravidla užitkovou složku ve vyšší koncentraci než je průmšr na ložisku.
Dále dochází k intenzivnějšímu rozrušování specifických vazeb uranu a zirkonia v příslušných minerálech, za obvyklých ložiskových teplot značně stabilních i vůči působení
199 838 běžně používaných kyselých loužicích roztoků.
Potřebné teplo lze získat z obvyklých spalovacích procesů nebo z jaderných reakcí. Mimořádně výhodné je využití tepla uvolněného při procesech spojených s výrobou kyseliny sírové, která je zároveň hlavní reageneií pro podzemní louženi uranu, nebo jiného odpadního tepla z technologických procesů. Procesy spojené s výměnou tepla lze uskutečnit f obvyklými postopy a v zařízeních běžného typu.
Výpočty tepelných ztrát spojených s aplikací postupu podle vynálezu prokázaly, že únik tepla do podloží a nadloží rudních vrstev je únosný. V prvých dvou letech činí kolem 25 % dodaného tepla, později klesá pod 10 %. Ztráty ve vrtech a povrchových rozvodech lze řešit tepelnou izolací, případně úpravou vrtné sítě, systému rozvodů a režimu vtláčení.
Příklad provedení
Průměrná mocnost propustného horizontu, obsahující rudní těleso, je 25 m, průměrná objemové tepelná kapacita horniny 2,43 MJ.m-3 .K**1, přirozená teplota vrstvy 15 °C, ruda obsahuje v podstatné míře zirkonium a je značně odolná proti působení loužicích reageneií Vyčerpaný roztok po separaci uranu a dokyselení na koncentraci 50 g H^SO^/l prochází výměníkem tepla, kde se ohřeje na 60 °C. Ohřátý roztok je rozveden potrubím ke vtlačným vrtům a jimi do zájmového horizontu. V důsledku tepelných ztrát na povrchu a ve vrtech je průměrná teplota roztoku při vstupu do vrstvy 45 °C. Při intenzitě cirkulace 151. m“2. den**1 připadá na plochu jedna ha denní dávka tepla 18,8 GJ. Na ohřátí celého horizontu na stejné ploěe o 30 °C je třeba 18,2 TJ. Protože teplo z vrstvy uniká do podloží a nadloží a později i ve výluhu, ohřeje ae rudní těleeo za 3 roky o 20 °C a za 8 až 10 let při stále se snižující spotřebě tepla v důsledku rostoucí teploty čerpaného roztoku o 27 °C. Při patnáctiletém těžebním cyklu se zvýěí výtěžnost o 18,6 %·
Vynález lze využít va věech případech podzemního louženi užitkových nerostů, kde je doba těžebního cyklu relativně dlouhá vzhledem k době střední obrátky roztoku a přírůstek výtěžnosti v souvislosti s cenou produktu zaručí rentabilitu aplikace.
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZUZpůsob podzemního louženi, zejména těžce loužitelných uran-zirkoniových rud, vyznačený tlm, že ae rudní ložisko vyhřeje vtláčením loužicích roztoků, obsahujících kyselinu sírovou v koncentraci 1 až 200 g/1, ohřátých na teplotu 20 až 80 °C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS611375A CS199836B1 (cs) | 1975-09-09 | 1975-09-09 | Způsob podzemního loužení, zejména těžce loužitelných uran-zirkoniových rud |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS611375A CS199836B1 (cs) | 1975-09-09 | 1975-09-09 | Způsob podzemního loužení, zejména těžce loužitelných uran-zirkoniových rud |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS199836B1 true CS199836B1 (cs) | 1980-08-29 |
Family
ID=5407404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS611375A CS199836B1 (cs) | 1975-09-09 | 1975-09-09 | Způsob podzemního loužení, zejména těžce loužitelných uran-zirkoniových rud |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS199836B1 (cs) |
-
1975
- 1975-09-09 CS CS611375A patent/CS199836B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bartlett | Solution mining: Leaching and fluid recovery of materials | |
| US4155982A (en) | In situ carbonate leaching and recovery of uranium from ore deposits | |
| TW386904B (en) | In-situ chemical reactor for recovery of metals or purification of salts | |
| Schnell | Bioleaching of copper | |
| US4137720A (en) | Use of calcium halide-water as a heat extraction medium for energy recovery from hot rock systems | |
| Kuhar et al. | Considerations and potential economic advantages for the in-situ recovery of gold from deep, hard-rock deposits | |
| US3917345A (en) | Well stimulation for solution mining | |
| US3896879A (en) | Stimulation of recovery from underground deposits | |
| US3574599A (en) | Mineral recovery | |
| US3640579A (en) | In situ pressure leaching method | |
| US3910636A (en) | Process for in-situ mining | |
| CS199836B1 (cs) | Způsob podzemního loužení, zejména těžce loužitelných uran-zirkoniových rud | |
| US3915499A (en) | Acid pre-treatment method for in situ ore leaching | |
| Liu et al. | Evaluation of acid fracturing in carbonatite geothermal reservoirs based on a coupled thermo-hydro-mechanical-chemical model considering discrete fracture networks | |
| US2964380A (en) | Recovery of uranium and vanadium values from ores | |
| CN115612869B (zh) | 一种中性地浸铀矿山二次强化浸出方法 | |
| US4342484A (en) | Well stimulation for solution mining | |
| US3865435A (en) | Stimulation of recovery from underground deposits | |
| Free | Metal extraction | |
| Kumar et al. | Mineral beneficiation by heap leaching technique in mining | |
| Parker et al. | In situ leach mining and hot dry rock (HDR) geothermal energy technology | |
| Muñoz-Ribadeneira et al. | Leaching of chalcopyrite (CuFeS2) with sodium chloride sulfuric acid solutions | |
| Seddon | Economics: Growth in lithium demand | |
| Xu et al. | Waste water treatment of CO2+ O2 in-situ leaching uranium | |
| CS199107B1 (cs) | Způeob zvýšeni energetické úSinnoeti podzemního louženi rud, zejména uranových |