CS199836B1 - Method for underground leaching,especially of uranium-zirconium ores difficult to leach - Google Patents

Method for underground leaching,especially of uranium-zirconium ores difficult to leach Download PDF

Info

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
Application number
CS611375A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Frantisek Haas
Josef Krizek
Karel Dedic
Jan Novak
Karel Sokola
Ludvik Urbanek
Original Assignee
Frantisek Haas
Josef Krizek
Karel Dedic
Jan Novak
Karel Sokola
Ludvik Urbanek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Frantisek Haas, Josef Krizek, Karel Dedic, Jan Novak, Karel Sokola, Ludvik Urbanek filed Critical Frantisek Haas
Priority to CS611375A priority Critical patent/CS199836B1/en
Publication of CS199836B1 publication Critical patent/CS199836B1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu podzemního loužení uran-zirkoniových rud, který řeší zvýšení výtěžnosti uranu využitím tepla.The invention relates to a method for underground leaching of uranium-zirconium ores, which solves the increase in uranium recovery by utilizing heat.

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.Methods of underground hydrochemical mining of useful minerals, not requiring mining technology, usually associated with large investments, laboriousness and necessity of mining large volumes of ballasts, have been known in some cases for many years. In this way, for example, rock salt is mined, and Frasch's sulfur extraction process falls to some extent. A special case of these methods are the hydrochemical methods utilizing the desired mineral reagents for underground leaching.

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 odpovídatIn uranium mining, the first underground leaching experiments were associated with C.W.Livingaton (US Patent No. 2,818,240), the proposed leaching medium being a solution of sodium carbonate and bicarbonate. The method is suitable for ideally deposited ores, which contain single-bound uranium mainly in hexavalent form, so that they are well leachable. At the same time, however, suggestions appeared, including practical tests with underground acid leaching, mainly sulfuric acid, at concentrations of veam and not exceeding 50 g HgSO4 / l. This procedure is also not universal and is not suitable, for example, for bearings deposited in rocks showing a high acid consumption. The shortcomings of the prior art have been attempted to overcome US Patent No. 2, 896,930, proposing an alkali metal carbonate solution for underground leaching and the addition of an oxidant and a complexing agent, both without further specification. The injectable solution according to the first claim of the cited patent should be cold or corresponding

199 836199 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/.199 939 bearing temperature. U.S. Patent No. 2,954,218 discloses that uranium bound in rocks with an increased content of carbon or organic carbon compounds is very difficult to leach without treatment, and that a satisfactory increase in yield is achieved by roasting such an ore. It is therefore proposed to inject either gaseous or liquid hydrocarbons and oxygen or air into uranium deposits, to carry out underground combustion and subsequent leaching with a not very concentrated acidic or even alkaline solution. This method is practically unusable for bearings, characterized by low permeability of ore parts and pressurized water regime (hard or aubarthesis, but also with pressures of 1.5 MPa and more).

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.As the nature of uranium deposits varies considerably from case to case, some other procedures have been proposed for the underground leaching method as well. In industrial scale applications, however, practically exclusively the basic variant is used, which is characterized by the injection of leaching solutions through the nets of injection boreholes and pumping of leachate through the nets of extracting boreholes, with slightly acidic solutions (up to 50 g HgSO4 / l) preferred. the larger part is given by the bearing temperature and the average air temperature, which is most often in the annual average between 10 and 15 ° C. The disadvantages of the prior art processes are the relatively low yields achieved in deposits, characterized by the common occurrence of uranium and zirconium, which results in difficult leachability and low permeability of the ore layers, which hinder the penetration of solutions by uranium minerals and the return transport of the leached metal.

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.These drawbacks are overcome by the underground leaching of uranzirconium ores according to the invention, which consists in heating the ore deposit by injecting leach solutions containing sulfuric acid at a concentration of 1 to 200 g / l, heated to a temperature of 20 to 80 ° C. The warm solution gradually passes through the lined block of ore as it passes through the underground, creating better leaching conditions.

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.The process of the invention results in an increase in yield or shortening of leaching cycles; this can speed up the reclamation of large exploited areas. In addition to the economic benefits of bringing the invention and significant benefits of environmental protection. According to laboratory tests, the increase in yield with a temperature increase of 1 ° C, in the range of 15 to 60 ° C, depending on the type of ore, is 0.4 to 1.5% of the total uranium reserves. At the beginning of said temperature interval and the more difficult to leach ore, yield gains are usually higher and vice versa Since at the same time increasing the steepness of the yield curves in the first leaching flight, the major effect may be a substantial reduction in leaching time required to achieve the determined yield.

Uplatňují se zde / v různé míře u různých typů rud/ tři faktory, zvyšující výtěžnost v časové jednotce.Three factors, which increase the yield per unit of time, apply here (to varying degrees to different types of ores).

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.The acceleration of the filtration processes in the growing ore due to the lower viscosity of the solution means a faster delivery of the reaction reagent to the less permeable layers and a faster transport of the precipitated metal from these layers.

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.Increasing the rate of diffusion processes is particularly important for very poorly soluble to impermeable layers, lenses and laminae, usually containing the utility component at a higher concentration than the diameter of the bearing.

Dále dochází k intenzivnějšímu rozrušování specifických vazeb uranu a zirkonia v příslušných minerálech, za obvyklých ložiskových teplot značně stabilních i vůči působeníFurthermore, the specific bonds of uranium and zirconium in the respective minerals are more intensively disrupted, and at the usual bearing temperatures they are very stable even against the effects of

199 838 běžně používaných kyselých loužicích roztoků.199,838 commonly used acid leach solutions.

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.The necessary heat can be obtained from conventional combustion processes or from nuclear reactions. It is particularly advantageous to use the heat released in the processes associated with the production of sulfuric acid, which is also the main reagent for underground leaching of uranium, or other waste heat from technological processes. The heat exchange processes can be carried out using conventional postures and in conventional type equipment.

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.The heat loss calculations associated with the application of the process of the invention have shown that heat loss to the subsoil and overburden of the ore layers is acceptable. In the first two years it is around 25% of the heat supplied, later falling below 10%. Losses in boreholes and surface distributions can be solved by thermal insulation or by adjusting the drilling network, distribution system and injection mode.

Příklad provedeníExemplary embodiment

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 %·The average thickness of the permeable horizon containing the ore body is 25 m, the average volume thermal capacity of the rock is 2.43 MJ.m -3 .K ** 1 , the natural layer temperature is 15 ° C, the ore contains substantially zirconium and is highly resistant to The spent solution after uranium separation and acidification to a concentration of 50 g H 2 SO 4 / l passes through a heat exchanger where it is heated to 60 ° C. The heated solution is distributed through a pipeline to the injection wells and through them to the horizon of interest. Due to heat losses on the surface and in the wells, the average solution temperature at the inlet of the layer is 45 ° C. With a circulation intensity of 151. m “ 2 . day ** 1 the area is one hectare and the daily heat dose is 18.8 GJ. 18.2 TJ is needed to heat the entire horizon on the same surface by 30 ° C. Because the heat from the layer escapes to the subsoil and overburden and later to the leachate, it heats the ore body by 20 ° C in 3 years and in 8 to 10 years while the heat consumption is constantly decreasing due to 27 ° C increasing temperature of the pumped solution. With a 15-year mining cycle, yield increases by 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.The invention can be used in all cases of underground leaching of mineral minerals, where the extraction cycle time is relatively long relative to the medium solution turnover time and the increase in yield in relation to the price of the product guarantees the profitability of the application.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob 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.A method of underground leaching, in particular of hardly leachable uranium-zirconium ores, characterized in that the ore deposit is heated by injecting leaching solutions containing sulfuric acid at a concentration of 1 to 200 g / l, heated to a temperature of 20 to 80 ° C.
CS611375A 1975-09-09 1975-09-09 Method for underground leaching,especially of uranium-zirconium ores difficult to leach CS199836B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS611375A CS199836B1 (en) 1975-09-09 1975-09-09 Method for underground leaching,especially of uranium-zirconium ores difficult to leach

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS611375A CS199836B1 (en) 1975-09-09 1975-09-09 Method for underground leaching,especially of uranium-zirconium ores difficult to leach

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS199836B1 true CS199836B1 (en) 1980-08-29

Family

ID=5407404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS611375A CS199836B1 (en) 1975-09-09 1975-09-09 Method for underground leaching,especially of uranium-zirconium ores difficult to leach

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS199836B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bartlett Solution mining: Leaching and fluid recovery of materials
US6030048A (en) In-situ chemical reactor for recovery of metals or purification of salts
Takuma et al. CO2 fracturing of volcanic rocks under geothermal conditions: Characteristics and process
US3917345A (en) Well stimulation for solution mining
US3896879A (en) Stimulation of recovery from underground deposits
NO332879B1 (en) Mineral CO2 leaching
US3640579A (en) In situ pressure leaching method
US3574599A (en) Mineral recovery
CS199836B1 (en) Method for underground leaching,especially of uranium-zirconium ores difficult to leach
US3915499A (en) Acid pre-treatment method for in situ ore leaching
US3834760A (en) In-situ generation of acid for in-situ leaching of copper
US2964380A (en) Recovery of uranium and vanadium values from ores
US3823981A (en) Situ leaching solvent extraction-process
Trexler et al. Heap leaching
Lewis Chemical mining of primary copper ores by use of nuclear technology
US4291920A (en) In situ exploitation of deep set porphyry ores
O'Gorman et al. Novel in-situ metal and mineral extraction technology
Liu et al. Evaluation of acid fracturing in carbonatite geothermal reservoirs based on a coupled thermo-hydro-mechanical-chemical model considering discrete fracture networks
US4342484A (en) Well stimulation for solution mining
Free Metal extraction
US3865435A (en) Stimulation of recovery from underground deposits
Bhatti et al. Some historical briefs and outlooks of the chemical and biological acid leaching of uranium ores
Parker et al. In situ leach mining and hot dry rock (HDR) geothermal energy technology
Liao et al. Oxygen Used as an Oxidizer in Acid In-Situ Leach Uranium: From Theory to Practice
Jeuken et al. Uranium ISL operation and water management under the arid climate conditions at Beverley, Australia