RU2817242C1 - Method of gravity dressing of uranium-containing ores - Google Patents
Method of gravity dressing of uranium-containing ores Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817242C1 RU2817242C1 RU2023134554A RU2023134554A RU2817242C1 RU 2817242 C1 RU2817242 C1 RU 2817242C1 RU 2023134554 A RU2023134554 A RU 2023134554A RU 2023134554 A RU2023134554 A RU 2023134554A RU 2817242 C1 RU2817242 C1 RU 2817242C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- melt
- particles
- alloy
- containing mineral
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 69
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 50
- 239000000047 product Substances 0.000 description 38
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 24
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 24
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229910000442 triuranium octoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- YIIYNAOHYJJBHT-UHFFFAOYSA-N uranium;dihydrate Chemical compound O.O.[U] YIIYNAOHYJJBHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910000743 fusible alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано для извлечения оксидов урана из урансодержащих руд.The present invention relates to the mining industry and can be used to extract uranium oxides from uranium-containing ores.
Известен способ гравитационного обогащения урановой руды, включающий подачу руды на грохочение с последующим измельчением, гидравлической классификацией, обогащением на столах и отстаиванием, в результате которого получают гравитационный концентрат, пески и шламы [Технология урана : [учебное пособие для химико-технологических вузов и факультетов] / Н.П. Галкин, Б.Н. Судариков, У.Д. Верятин и др. ; под общей редакцией доктора технических наук Н.П. Галкина, кандидата химических наук Б.Н. Сударикова. - Москва : Атомиздат, 1964. - с. 90-92.]There is a known method for gravity enrichment of uranium ore, which includes feeding the ore to screening followed by grinding, hydraulic classification, enrichment on tables and settling, resulting in gravity concentrate, sands and sludge [Uranium technology: [textbook for chemical-technological universities and faculties] / N.P. Galkin, B.N. Sudarikov, U.D. Veryatin and others; under the general editorship of Doctor of Technical Sciences N.P. Galkin, Candidate of Chemical Sciences B.N. Sudarikova. - Moscow: Atomizdat, 1964. - p. 90-92.]
Недостатком данного способа является невозможность извлечения частиц малого диаметра из исходной руды, в виду уноса их из общего объема вместе с шламом и песками, что приводит к снижению содержания ураносодержащих пород в концентрате, а, следовательно, снижению содержания урана, что в совокупности приводит к снижению эффективности процесса обогащения в целом.The disadvantage of this method is the impossibility of extracting small-diameter particles from the original ore, due to their removal from the total volume along with sludge and sand, which leads to a decrease in the content of uranium-containing rocks in the concentrate, and, consequently, a decrease in uranium content, which together leads to a decrease efficiency of the enrichment process as a whole.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ гравитационного обогащения ураносодержащих руд в тяжелых средах (минеральных суспензиях) при котором, обогащение хвостов осуществляется их отстаиванием в суспензии магнетита, всплывшие на поверхности суспензии ураносодержащие минералы и пустую породу отмывают водой от магнетита, а затем выполняют отделение ураносодержащего минерала от остаточных хвостов. [Громов Б.В. Введение в химическую технологию урана. Учебное пособие для вузов. М.: Атомиздат,1978, с. 66-68].The closest to the claimed method is the method of gravitational enrichment of uranium-containing ores in heavy media (mineral suspensions), in which the tailings are enriched by settling them in a magnetite suspension, the uranium-containing minerals and waste rock that float on the surface of the suspension are washed from the magnetite with water, and then the uranium-containing mineral is separated from residual tailings. [Gromov B.V. Introduction to the chemical technology of uranium. Textbook for universities. M.: Atomizdat, 1978, p. 66-68].
Недостатком данных способов является длительное время протекания процесса и невозможность улавливать частицы диаметром менее 0,2 мм в виду высокой силы сопротивления среды вызванной высокой вязкостью суспензии, что приводит к снижению содержания урана в конечном продукте обогащения. Также по окончанию процесса отстаивая необходимость отделять ураносодержащие минералы не только от минеральных суспензий, но и от частиц пустой породы, следовательно, необходимо производить дополнительные операции по их очистке, что увеличивает время процесса обогащения, приводит к потерям части ураносодержащего минерала, что в совокупности снижает эффективность процесса обогащения в целом.The disadvantage of these methods is the long process time and the inability to capture particles with a diameter of less than 0.2 mm due to the high resistance force of the environment caused by the high viscosity of the suspension, which leads to a decrease in the uranium content in the final enrichment product. Also, at the end of the process, defending the need to separate uranium-containing minerals not only from mineral suspensions, but also from waste rock particles, therefore, it is necessary to carry out additional operations to clean them, which increases the time of the enrichment process, leads to losses of part of the uranium-containing mineral, which together reduces the efficiency the enrichment process as a whole.
Задачей является разработка простого и эффективного способа гравитационного обогащения ураносодержащих руд.The goal is to develop a simple and effective method for gravity enrichment of uranium-containing ores.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности процесса гравитационного обогащения ураносодержащих руд, а также упрощение способа обогащения.The technical result of the proposed method is to increase the efficiency of the process of gravity enrichment of uranium-containing ores, as well as to simplify the enrichment method.
Технический результат достигается в способе гравитационного обогащения ураносодержащих руд, включающего отстаивание отвального продукта, выделение частиц ураносодержащего минерала, причем отвальный продукт направляют в отстойник с расплавом сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn и равномерно распределяют его по поверхности расплава, толщиной слоя не более размера наибольшей частицы отвального продукта, отстаивают отвальный продукт в отстойнике в течение времени осаждения частиц ураносодаржащих минералов, определяемого по формуле:The technical result is achieved in a method of gravitational enrichment of uranium-containing ores, including settling of the waste product, separation of particles of uranium-containing mineral, and the waste product is sent to a settling tank with an alloy melt of 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn and evenly distributes it over the surface of the melt, with a layer thickness not exceeding the size of the largest particle of the waste product, the waste product is defended in a settling tank for the time of precipitation of particles of uranium-containing minerals, determined by the formula:
где g - ускорение свободного падения, м/с2,where g is the acceleration of free fall, m/s 2 ,
ρу и ρс - плотность частиц ураносодержащего минерала и сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, кг/м3,ρ y and ρ c - density of particles of uranium-containing mineral and alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, kg/m 3 ,
μс - вязкость расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, Па⋅с,μ s - viscosity of the alloy melt 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, Pa⋅s,
d - размер наименьшей частицы ураносодержащего минерала, м,d is the size of the smallest particle of uranium-containing mineral, m,
h - высота расплава в отстойнике, м,h - height of the melt in the settling tank, m,
сдувают остаточные хвосты отвального продукта с поверхности расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, а осадок частиц ураносодержащего минерала отделяют от расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn фильтрованием.the residual tailings of the dump product are blown off from the surface of the molten alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, and the sediment of particles of uranium-containing mineral is separated from the melt of the alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt. .% Zn by filtration.
Использование расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn в качестве рабочей среды отстойного аппарата позволит эффективно извлекать из измельченных ураносодержащих руд ураносодержащие минералы с высокой степенью извлечения, при условии получения раздельно ураносодержащего минерала и бедных остаточных хвостов, за счет различных соотношений их плотностей с плотностью рабочей среды, в следствии чего частицы чистого ураносодержащего минерала под действием силы тяжести оседают в рабочей среде (их плотность больше чем у рабочей среды), в то время как остаточные хвосты плавают на ее поверхности (плотность рабочей среды больше чем у пустой породы), что позволит повысить эффективность процесса обогащения, за счет прямого извлечения целевого компонента (ураносодержащего минерала), при этом повышая эффективность процесса обогащения в целом.The use of an alloy melt of 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn as the working medium of the settling apparatus will make it possible to effectively extract uranium-containing minerals from crushed uranium-containing ores with a high degree of recovery, provided that the uranium-containing mineral and poor residual tailings are obtained separately , due to different ratios of their densities with the density of the working medium, as a result of which particles of pure uranium-containing mineral under the influence of gravity settle in the working medium (their density is greater than that of the working medium), while the residual tails float on its surface (the density of the working medium environment more than that of waste rock), which will increase the efficiency of the enrichment process, due to the direct extraction of the target component (uranium-containing mineral), while increasing the efficiency of the enrichment process as a whole.
Разделение измельченной руды в отстойных аппаратах, рабочей средой которых является расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, позволяет создать замкнутый, циклический технологический контур, обеспечивающий высокую эффективность протекания процесса в нем, при условии минимума потерь рабочей среды, постоянства ее объема и ее циркуляции в технологическом контуре, что позволит получить чистые ураносодержащие минералы без использования вспомогательного оборудования и проведения вспомогательных операций по дальнейшему извлечению ураносодержащих минералов из руды, не усложняя технологическую линию, но обеспечив при этом почти полное извлечение ураносодержащих минералов из исходной руды за счет возможности дополнительно улавливать частицы ураносодержащих минералов размером от 0,2 мм и менее, что повышает эффективность процесса гравитационного обогащения.The separation of crushed ore in settling devices, the working medium of which is a molten alloy of 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, makes it possible to create a closed, cyclic technological circuit that ensures high efficiency of the process in it, subject to a minimum losses of the working medium, the constancy of its volume and its circulation in the technological circuit, which will allow obtaining pure uranium-containing minerals without the use of auxiliary equipment and auxiliary operations for further extraction of uranium-containing minerals from ore, without complicating the technological line, but ensuring almost complete extraction of uranium-containing minerals from the original ore due to the ability to additionally capture particles of uranium-containing minerals with a size of 0.2 mm or less, which increases the efficiency of the gravity enrichment process.
Равномерное распределение отвального продукта по поверхности расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, толщиной слоя не более размера наибольшей частицы отвального продукта, позволит улавливать максимально возможное количество частиц ураносодержащего минерала, находящихся в руде, а также беспрепятственно очищать поверхность расплава для проведения последующих циклов работы, что в совокупности позволяет разделять поступающий на обработку отвальный продукт руды на ураносодержащие минералы и остаточные хвосты. Поскольку толщина слоя отвального продукта будет оптимальной (не более размера наибольшей частицы), тогда мелкие частицы ураносодержащих минералов, под действием силы тяжести, беспрепятственно будут проваливаться к границе раздела фаз (поверхности расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn) и осаждаться в расплаве, а учитывая при расчете времени осаждения частиц ураносодержащих минералов физические параметры рабочей среды (вязкость, плотность) и расстояние, пройденное частицей ураносодержащего минерала от границы раздела фаз до дна отстойника, позволит наиболее точно определить время, необходимое для полного осаждения в отстойнике всех частиц ураносодержащих минералов даже при условии неоднородности геометрии их частиц. Диаметр наименьшей частицы известен из гистограммы распределения по фракциям, и принимается наименьшим, тогда при расчете по формуле (1) будет учитываться максимальное время осаждения частиц ураносодержащего минерала наименьшего диаметра (для частиц ураносодержащего минерала наименьшего диаметра потребуется больше времени на преодоление сил вязкостного трения расплава, в то время как более крупные частицы будут оседать быстрее), что позволит определить время осаждения, за которое наибольшее количество частиц ураносодержащего минерала осядет на дне отстойника, что позволит извлекать их максимально возможное количество из отвального продукта. Даже если размер частицы ураносодержащего минерала меньше наименьшего размера, известного из гистограммы, и после первого цикла работы она не будет уловлена, то в последующих циклах она в конечном итоге осядет на дне и будет извлечена, но уже в момент нахождения на поверхности расплава последующих загрузок отвального продукта. Следовательно, замкнутый, циклический технологический контур, позволяет предотвратить потери ураносодержащего минерала, за счет того, что частицы не извлеченные, например, при первой загрузке отвального продукта, все равно преодолев границу раздела фаз попадают в объем расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn и продолжают оседать в нем при последующих загрузках, что позволит извлечь их при последующих выгрузках осадка из отстойника.Uniform distribution of the waste product over the surface of the molten alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, with a layer thickness not exceeding the size of the largest particle of the waste product, will allow to capture the maximum possible number of particles of uranium-containing mineral found in the ore, and It is also easy to clean the surface of the melt for subsequent work cycles, which together makes it possible to separate the waste ore product entering for processing into uranium-containing minerals and residual tailings. Since the thickness of the layer of the waste product will be optimal (no more than the size of the largest particle), then small particles of uranium-containing minerals, under the influence of gravity, will freely fall to the phase boundary (surface of the melt alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn) and precipitate in the melt, and taking into account, when calculating the sedimentation time of particles of uranium-containing minerals, the physical parameters of the working medium (viscosity, density) and the distance traveled by a particle of uranium-containing mineral from the phase boundary to the bottom of the settling tank, will allow you to most accurately determine the time required for complete sedimentation of all particles of uranium-containing minerals in the settling tank, even if the geometry of their particles is heterogeneous. The diameter of the smallest particle is known from the histogram of distribution by fractions, and is taken to be the smallest, then when calculating using formula (1), the maximum time of sedimentation of particles of uranium-containing mineral of the smallest diameter will be taken into account (for particles of uranium-containing mineral of the smallest diameter, it will take more time to overcome the forces of viscous friction of the melt, in while larger particles will settle faster), which will determine the settling time during which the largest number of particles of uranium-containing mineral will settle at the bottom of the settling tank, which will allow them to be recovered as much as possible from the waste product. Even if the particle size of a uranium-containing mineral is less than the smallest size known from the histogram, and after the first cycle of operation it is not caught, then in subsequent cycles it will ultimately settle to the bottom and will be extracted, but already at the moment the subsequent loads of waste material are on the surface of the melt product. Consequently, a closed, cyclic technological circuit makes it possible to prevent losses of uranium-containing mineral, due to the fact that particles not extracted, for example, during the first loading of a waste product, still overcome the phase boundary and enter the volume of the molten alloy 67 wt.% Ga, 29 wt. .% In, 4 wt.% Zn and continue to settle in it during subsequent loadings, which will allow them to be removed during subsequent unloading of sediment from the settling tank.
Отделение хвостов и ураносодержащего минерала от расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn дает возможность получить готовый целевой продукт (ураносодержащий минерал), восстанавливать рабочую зону контакта отвального продукта и расплава, а также постоянно восполнять объем расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn в отстойнике (за счет замкнутого, циклического технологического контура). Это свидетельствует о том, что проведение процесса в циклическом режиме работы является оптимальным и дает возможность получать чистый целевой продукт (ураносодержащего минерала) в интенсивном режиме, что в совокупности повышает эффективность процесса обогащения. Благодаря тому, что в процессе отстаивания сразу происходит выделение чистого целевого продукта (ураносодержащего минерала) из отвального продукта, отпадает необходимость в дополнительных технологических операциях по отделению целевого продукта от хвостов. К тому же отделение целевого продукта от хвостов во время одного технологического процесса (процесса отстаивания) упрощает способ обогащения ураносодержащих руд, получая при этом чистый ураносодержащий минерал, без примесей частиц пустой породы.Separation of tailings and uranium-containing mineral from the melt of the alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn makes it possible to obtain a finished target product (uranium-containing mineral), restore the working contact zone of the dump product and the melt, and also constantly replenish the volume alloy melt 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn in the settling tank (due to a closed, cyclic process loop). This indicates that carrying out the process in a cyclic operating mode is optimal and makes it possible to obtain a pure target product (uranium-containing mineral) in an intensive mode, which together increases the efficiency of the enrichment process. Due to the fact that during the settling process the pure target product (uranium-containing mineral) is immediately separated from the waste product, there is no need for additional technological operations to separate the target product from the tailings. In addition, the separation of the target product from the tailings during one technological process (settling process) simplifies the method of enrichment of uranium-containing ores, while obtaining pure uranium-containing mineral, without impurities of waste rock particles.
18÷28 °С допустимый интервал температуры расплава, обеспечивающий расплавленное состояние сплава и не допускающий его кипения, при минимально достаточных энергетических затратах, необходимых для поддержания сплава в рабочем состоянии.18÷28 °C is the permissible melt temperature range, ensuring the molten state of the alloy and preventing it from boiling, with minimal sufficient energy costs necessary to maintain the alloy in working condition.
На фиг. 1 представлена общая схема процесса гравитационного обогащения ураносодержащих руд.In fig. Figure 1 shows a general diagram of the process of gravity enrichment of uranium-containing ores.
Способ гравитационного обогащения ураносодержащих руд заключается в выделение отвального продукта из кусковой руды. После грохочения и дробления отвальный продукт направляют в отстойник с расплавом сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn и равномерно распределяют по его поверхности толщиной слоя не более размера наибольшей частицы отвального продукта. Легкоплавкий сплав 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn предварительно нагревают в отстойнике до температуры плавления, при постоянном поддержании температуры в интервале 18÷28 °С.The method of gravity enrichment of uranium-containing ores consists of separating the waste product from lump ore. After screening and crushing, the waste product is sent to a settling tank with a molten alloy of 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn and is evenly distributed over its surface with a layer thickness of no more than the size of the largest particle of the waste product. A low-melting alloy of 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn is preheated in a settling tank to the melting temperature, while constantly maintaining the temperature in the range of 18÷28 °C.
Отстаивают отвальный продукт в отстойнике в течении времени осаждения частиц ураносодержащего минерала, определяемого по формуле:The waste product is settled in a settling tank during the time of precipitation of particles of uranium-containing mineral, determined by the formula:
где g - ускорение свободного падения, м/с2,where g is the acceleration of free fall, m/s 2 ,
ρу и ρс - плотность частиц ураносодержащего минерала и сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, кг/м3,ρ y and ρ c - density of particles of uranium-containing mineral and alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, kg/m 3 ,
μс - вязкость расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, Па⋅с,μ s - viscosity of the alloy melt 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, Pa⋅s,
d - размер наименьшей частицы ураносодержащего минерала, м,d is the size of the smallest particle of uranium-containing mineral, m,
h - высота расплава в отстойнике, м.h is the height of the melt in the settling tank, m.
После полного осаждения частиц ураносодержащего минерала в расплаве сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn остаточные хвосты на поверхности расплава удаляются, например, продуваются, тем самым освобождая поверхность сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn для последующего цикла отстаивания.After complete precipitation of uranium-containing mineral particles in the melt of the alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, the residual tails on the surface of the melt are removed, for example, blown, thereby freeing the surface of the alloy 67 wt.% Ga, 29 wt. .% In, 4 wt.% Zn for subsequent settling cycle.
Образовавшийся на дне отстойника осадок частиц ураносодержащего минерала отделяется от рабочего объема расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn, а затем проходит фильтрацию через сита, для извлечения данных частиц из расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn. Калибр последнего сита не превышает минимальный диаметр частиц ураносодержащего минерала в отвальном продукте.The sediment of uranium-containing mineral particles formed at the bottom of the settling tank is separated from the working volume of the molten alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn, and then passes through filtration through sieves to extract these particles from the molten alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn. The caliber of the last sieve does not exceed the minimum diameter of particles of uranium-containing mineral in the waste product.
После извлечения, прошедший через сита, расплав сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn направляется обратно в отстойник, а частицы ураносодержащего минерала, осевшие на поверхности сит, извлекаются и направляются на дальнейшую переработку.After extraction, having passed through the sieves, the alloy melt of 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn is sent back to the settling tank, and the particles of uranium-containing mineral deposited on the surface of the sieves are removed and sent for further processing.
Способа гравитационного обогащения ураносодержащих руд осуществляется следующим образом.The method of gravity enrichment of uranium-containing ores is carried out as follows.
Поступающая на обогатительную фабрику исходные пески с места добычи подвергаются обработке в результате которой выделяют отвальный продукт из кусковой руды. Выход отвального продукта составляет 70-80% массы сортируемого материала. Затем отвальный продукт направляют на дробление и грохочение с последующим обогащением.The initial sands arriving at the processing plant from the mining site are subjected to processing, as a result of which the waste product is separated from the lump ore. The yield of the dump product is 70-80% of the mass of the sorted material. Then the waste product is sent for crushing and screening, followed by enrichment.
Отвальный продукт подают в корпус 1 вертикального отстойного аппарата через распределители 2, которые обеспечивают равномерное распределение отвального продукта по поверхности расплава 3 сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn. На внешней части корпуса 1 расположен нагревательный элемент 4, выполненный в виде электронагревателя или рубашки, в которую подается пар (используется при температурах окружающего воздуха ниже 30 °С), а сам корпус 1 сделан из жаропрочной стали (например, 12МХ, 15ХМ, 12Х18Н10Т). Внутри корпуса 1 размещен (залит) расплав сплава 3 (расплав 3 является рабочей средой), при постоянной температуре 18÷28 °С, поддерживаемой за счет нагревательного элемента 4.The waste product is fed into the body 1 of the vertical settling apparatus through distributors 2, which ensure uniform distribution of the waste product over the surface of the melt 3 of the alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn. On the outer part of the housing 1 there is a heating element 4, made in the form of an electric heater or a jacket into which steam is supplied (used at ambient temperatures below 30 ° C), and the housing 1 itself is made of heat-resistant steel (for example, 12МХ, 15ХМ, 12Х18Н10Т) . Inside the housing 1, a melt of alloy 3 is placed (filled) (melt 3 is the working medium), at a constant temperature of 18÷28 °C, maintained by the heating element 4.
Нижняя часть корпуса 1 отстойного аппарата представляет собой коническое днище, снабженное верхней 5 и нижней 6 шиберными задвижками. В начале работы, когда подают отвальный продукт, верхняя задвижка 5 открыта, а нижняя задвижка 6 - закрыта.The lower part of the housing 1 of the settling apparatus is a conical bottom equipped with an upper 5 and lower 6 gate valves. At the beginning of work, when the waste product is supplied, the upper valve 5 is open, and the lower valve 6 is closed.
Отвальный продукт оставляют в корпусе 1 отстойного аппарата для осаждения. В процессе осаждения под воздействием сил тяжести частицы ураносодержащего минерала осаждаются в расплаве сплава 3, в виду того, что плотность данных частиц больше плотности расплава сплава 3, в то время как частицы пустой породы (апатит, вулканиты, камень, магнезит, гранит, кварц, известняк, асбест, мрамор, мел, земля, песок, каменный уголь) имеют плотность в 3÷8 раз меньше, чем у расплава сплава 3, что препятствует их оседанию, а, следовательно, заставляет находиться на его поверхности, то есть плавать.The waste product is left in the housing 1 of the settling apparatus for sedimentation. During the process of deposition under the influence of gravity, particles of uranium-containing mineral are deposited in the melt of alloy 3, due to the fact that the density of these particles is greater than the density of the melt of alloy 3, while particles of waste rock (apatite, volcanics, stone, magnesite, granite, quartz, limestone, asbestos, marble, chalk, earth, sand, coal) have a density 3–8 times less than that of the melt of alloy 3, which prevents them from settling, and, therefore, forces them to be on its surface, that is, to float.
Из гистограммы распределения размера частиц ураносодержащего минерала по фракциям, предварительно полученной из пробы кусковой руды, определяют разброс размеров частиц ураносодержащего минерала и по формуле (1) определяют время их осаждения. Учитывая полученные значения время цикла отстаивания в отстойнике принимается, как время осаждения частиц средневзвешенного размера.From the histogram of the particle size distribution of the uranium-containing mineral by fraction, previously obtained from a sample of lump ore, the scatter of particle sizes of the uranium-containing mineral is determined and the time of their deposition is determined using formula (1). Taking into account the obtained values, the settling cycle time in the settling tank is taken as the settling time of particles of average weighted size.
По истечении времени осаждения частиц на дне отстойного аппарата, верхнюю задвижку 5 закрывают, а после нижнюю задвижку 6 открывают, осуществляя выгрузку (сброс) осадка в цилиндрическую сепарационную зону, внутри которой последовательно друг за другом размещены сита 7, калибр которых уменьшается от верхнего сита 7 к нижнему. Наименьший диаметр калибра сит 7 не превышает минимального диаметра (известен из гистограммы распределения частиц ураносодержащего минерала по фракциям в пробе после классификации кусковой руды) частиц ураносодержащего минерала в отвальном продукте, сита 7 выполнены, например, из полиамидной ткани (например, капрона) рабочая температура которых находится в пределах от -50÷175 °С. В сепарационной зоне происходит улавливание частиц ураносодержащего минерала на поверхности сит 7 (частицы остаются на поверхности сит и не проваливаются в перфорации), а расплав сплава 3 походит через них и насосом 8 подается обратно в корпус 1 отстойника.After the time of sedimentation of particles at the bottom of the settling apparatus, the upper valve 5 is closed, and then the lower valve 6 is opened, unloading (dumping) the sediment into a cylindrical separation zone, inside which sieves 7 are placed sequentially one after another, the caliber of which decreases from the upper sieve 7 to the bottom. The smallest diameter of the caliber of sieves 7 does not exceed the minimum diameter (known from the histogram of the distribution of particles of uranium-containing mineral by fraction in the sample after classification of lump ore) of particles of uranium-containing mineral in the waste product, sieves 7 are made, for example, of polyamide fabric (for example, nylon) whose operating temperature is in the range from -50÷175 °C. In the separation zone, particles of uranium-containing mineral are captured on the surface of the sieves 7 (the particles remain on the surface of the sieves and do not fall through the perforations), and the melt of the alloy 3 passes through them and is fed back into the body 1 of the settling tank by pump 8.
Одновременно в процессе выгрузки осадка из корпуса 1 отстойника, осуществляют удаление остаточных хвостов, например, продувку поверхности расплава 3 компрессором (газодувкой) 9 и выводят хвосты из корпуса 1 через технологическое отверстие 10, освобождая поверхность сплава 3 для последующего цикла отстаивания.At the same time, during the process of unloading the sediment from the body 1 of the settling tank, the residual tailings are removed, for example, the surface of the melt 3 is blown with a compressor (gas blower) 9 and the tails are removed from the body 1 through the technological hole 10, freeing the surface of the alloy 3 for the subsequent settling cycle.
После завершения разделения в сепарационной зоне нижнюю задвижку 6 закрывают, а верхнюю задвижку 5 открывают и начинаю новый цикл отстаивания, снова загружая в корпус 1 отвальный продукт на обогащение.After separation is completed in the separation zone, the lower valve 6 is closed, and the upper valve 5 is opened and a new settling cycle begins, again loading the waste product into the housing 1 for enrichment.
После завершения разделения в сепарационной зоне, при закрытой нижней задвижке 6, сита 7 извлекают из сепарационной зоны и очищают от частиц ураносодержащего минерала, которые направляются на дальнейшую переработку, а сами сита 7 устанавливают обратно в сепарационную зону.After separation is completed in the separation zone, with the lower valve 6 closed, the sieves 7 are removed from the separation zone and cleaned of particles of uranium-containing mineral, which are sent for further processing, and the sieves 7 themselves are installed back into the separation zone.
Пример реализации.Example implementation.
Пусть минимальный диаметр частиц ураносодержащих материалов (уранинит и настуран) полидисперсного состава равен dу=50 мкм, а их плотность и соответственно. Состав хвостов примем кварцевым диаметром частиц dx=0,05мм, а его плотность В качестве легкоплавкого сплава берется сплава 3 плотностью динамическая вязкость которого при 25°С равна .Let the minimum diameter of particles of uranium-containing materials (uraninite and pitchblende) of a polydisperse composition be d y = 50 μm, and their density And respectively. Let us take the composition of the tailings to be the quartz particle diameter d x = 0.05 mm, and its density An alloy of 3 density is taken as a low-melting alloy the dynamic viscosity of which at 25°C is equal to .
Тогда из условия плавания тел если то частицы осаждаются, а в случае обратного неравенства всплывают.Then from the condition of floating bodies if then the particles settle, and in the case of the opposite inequality, they float up.
Для частиц кварца:For quartz particles:
Для частиц уранинита:For uraninite particles:
Для частиц настурана:For pitchblende particles:
Из расчета видно, что частицы кварца будут всплывать на поверхность расплава сплава 3, а частицы уранинита и настурана осаждаться и настурана.From the calculation it is clear that quartz particles will float to the surface of the melt of alloy 3, and particles of uraninite and pitchblende will precipitate and pitchblende.
Определим время осаждения частиц минимального диаметра уранинита по формуле (1) при высоте расплава сплава 3 h=1м:Let us determine the settling time of particles of the minimum diameter of uraninite using formula (1) at a height of the alloy melt of 3 h=1m :
Из расчета видно, большая часть частиц уранинита и настурана будет уловлена в процессе обогащения отвального продукта.The calculation shows that most of the particles of uraninite and pitchblende will be captured during the enrichment of the waste product.
Таким образом, использование способа гравитационного обогащения ураносодержащих руд, включающего отстаивание отвального продукта в отстойнике с расплавом сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn и равномерно распределение его по поверхности расплава, толщиной слоя не более размера наибольшей частицы отвального продукта, сдувание остаточных хвостов отвального продукта с поверхности расплава сплава 67 масс.% Ga, 29 масс.% In, 4 масс.% Zn и фильтрование осадка частиц ураносодержащего минерала, позволяет повысить эффективность процесса гравитационного обогащения ураносодержащих руд, а также упростить способ обогащения.Thus, the use of a method of gravitational enrichment of uranium-containing ores, including settling the waste product in a settling tank with an alloy melt of 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn and evenly distributing it over the surface of the melt, with a layer thickness not exceeding the largest size particles of the dump product, blowing off the residual tailings of the dump product from the surface of the molten alloy 67 wt.% Ga, 29 wt.% In, 4 wt.% Zn and filtering the sediment of particles of uranium-containing mineral, allows you to increase the efficiency of the process of gravity enrichment of uranium-containing ores, as well as simplify the method enrichment.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817242C1 true RU2817242C1 (en) | 2024-04-11 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2176280C2 (en) * | 2000-01-13 | 2001-11-27 | Акционерное общество открытого типа "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Method of extraction of uranium from ores |
| RU2486962C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) | Method of particles density separation |
| CN107029872A (en) * | 2017-06-21 | 2017-08-11 | 北京矿冶研究总院 | Coarse grain tailing discarding beneficiation method for low-grade uranium-containing rare earth polymetallic ore |
| CN109174432A (en) * | 2018-07-11 | 2019-01-11 | 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 | Low-grade uranium ore heavy liquid enrichment method |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2176280C2 (en) * | 2000-01-13 | 2001-11-27 | Акционерное общество открытого типа "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Method of extraction of uranium from ores |
| RU2486962C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) | Method of particles density separation |
| CN107029872A (en) * | 2017-06-21 | 2017-08-11 | 北京矿冶研究总院 | Coarse grain tailing discarding beneficiation method for low-grade uranium-containing rare earth polymetallic ore |
| CN109174432A (en) * | 2018-07-11 | 2019-01-11 | 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 | Low-grade uranium ore heavy liquid enrichment method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРОМОВ Б.В. Введение в химическую технологию урана., М, Атомиздат, 1978, с.66-68. Гидрометаллургическая переработка уранорудного сырья. Под редакцией Д.И. Скороварова, М, Атомиздат, 1979, с.41-43. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105233976B (en) | Magnetic tailing recovery process is regrinded in preenrichment roasting | |
| CN104437833B (en) | A kind of method of physical upgrading enrichment carbonaceous shale type navajoite | |
| Balasubramanian | Overview of mineral processing methods | |
| KADeMlI et al. | An extraction of copper from recycling plant slag by using falcon concentrator | |
| US2514958A (en) | Concentration of oolitic iron ores | |
| RU2817242C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816972C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816970C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816971C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2817243C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2817241C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816969C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816958C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816968C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816960C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| RU2816959C1 (en) | Method of gravity dressing of uranium-containing ores | |
| Balasubramanian | Gravity separation in ore dressing | |
| Murthy et al. | Assessing the performance of a floatex density separator for the recovery of iron from low-grade australian iron ore fines− a case study | |
| RU2490068C2 (en) | Method of dressing of iron ore | |
| RU2816974C1 (en) | Method of gravitational extraction of gold at beneficiation of placers | |
| RU2816891C1 (en) | Method of gravitational extraction of gold at beneficiation of placers | |
| RU2814039C1 (en) | Method for gravitational extraction of gold during placer processing | |
| RU2816895C1 (en) | Method of gravitational extraction of gold at beneficiation of placers | |
| RU2814041C1 (en) | Method for gravitational extraction of gold during placer processing | |
| RU2814040C1 (en) | Method for gravitational extraction of gold during placer beneficiation |