Технология извлечения урана

1.3  Основные геотехнологические свойства руд и месторождений урана        пластово-инфильтрационного типа

 
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оконтуривания и геотехнологической дифференциации руд инфильтрационых месторождений, преимущественно урана, разведуемых для отработки способом подземного выщелачивания (ПВ). 
 
Известен способ осаждения тяжелых металлов из водных растворов путем использования чистой культуры сульфатредуцирующих бактерий, продуцирующих сероводород в присутствии пористых материалов-ловушек (Крамаренко Л.Е. Геохимическое и поисковое значение микроорганизмов подземных вод. Недра, Л. 1983 г. с. 112). 
 
Недостатком способа является малая геологическая интерпретация. 
 
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ геотехнологической дифференциации руд при разведке для подземного выщелачивания, включающий бурение разведочных скважин, отбор проб и поиск кондиционного оруденения по наличию и активности микрофлоры (Лисицын А. К. Геохимия рудообразования, Недра, М. 1975, с. 172). Недостатком способа является неопределенность положения площадей ореолов распространения активных концентраций сульфатредуцирующей микрофлоры по отношению к зонам пластового окисления, сопровождающей оруднение, и не трактующего качественную характеристику последнего. 
 
Целью изобретения является повышение эффективности оконтуривания и дифференциации геотехнологически ценных руд. 
 
Цель достигается тем, что в способе геотехнологической дифференциации руд при разведке для подземного выщелачивания, включающем бурение разведочных скважин, отбор проб и поиск кондиционного оруденения по наличию и активности микрофлоры, производят определение наличия и активности сульфатредуцирующих бактерий и устанавливают границы ореолов оруднения концентраций бактерий, соответствующих активному росту бактерий, росту средней активности и неактивному росту, по которым устанавливают соответственно зоны высокосортных кондиционных для подземного выщелачивания руд, зоны кондиционных и зоны, выходящие за пределы кондиционного выщелачивания руд. 
 
В способе также осуществляют оценку интенсивности вскрытия при подземном выщелачивании руд, подвергаемых исследованию на наличие и активность сульфатредуцирующих бактерий. 
 
Применение способа основано на исследовании активности сульфатредуцирующих бактерий как индикаторов качества среды, сформированной в геологическом масштабе времени в сопоставлении с геотехнологическими параметрами извлечением полезного компонента во времени для оценки интенсивности вскрытия руд (EТ), которое измеряется десятками суток. При этом достоверность последнего определения относительно низкая из-за малого испытания руд. 
 
Бактериальная среда более полно характеризует свойства руд. Предлагаемый способ позволяет избежать сложного и длительного геотехнологического опробования. 
 
Опробование на наличие микрофлоры проводят в полевых условиях с экспрессивной оценкой. По результатам опробования керна разведочных скважин и оценке активности сульфатредуцирующих бактерий осуществляют геотехнологическую дифференциацию руд в плане и разрезе. 
 
Данное технологическое решение не известно заявителю по отечественной и зарубежной патентной и специальной литературе. 
 
На фиг. 1 изображен план участка рудной залежи; на фиг2 схематический разрез с зонами опробования; на фиг.3 графическая зависимость сопоставляемых показателей на двух месторождениях, где обозначено: разведочные скважины 1 контур рудного тела 2, контур кондиционных для отработки способом выщелачивания (подземного) руд 3, контур весьма высокосортных руд 4. Кроме того, на разрезе изображен верхний водоупор 5 и нижний 6. На фиг.3 представлен график микрофлоры в руде и оценки вскрытия ее (EТ). На первом месторождении эта зависимость обозначена цифрой 7, а на втором месторождении - 8. 
 
Из графика видно, что рост концентрации сульфатредуцирующей микрофлоры соответствует росту интенсивности извлечения и прямо пропорционален ему. 
 
Способ осуществляется следующим образом. 
 
Бурением и опробованием разведочных скважин 1 оконтуривают рудную залежь 2. Проводят асептическое опробование керна в пределах продуктивного горизонта и отбор проб на стационарные многоступенчатые геотехнологические испытания. Экспрессно в течение 3-4 сут устанавливают активность сульфатредуцирующих мироорганизмов и картируют изолинии их содержания. При этом активность микроорганизмов устанавливают по их концентрации и подразделяют на 3 группы: активный рост бактерий (3 балла), рост средней активности (2 балла) и рост низкой активности (1 балл). Для урановых месторождений пластово-инфильтрационного типа на рудном участке сульфатредуцирующие бактерии широко развиты по всей области выклинивания зоны пластового окисления, при этом максимум их активности (n105-7 кл/г) приурочен к зоне высококондиционных для подземного выщелачивания руд. Концентрации СРБ n103-4 кл/г соответствуют, как правило, росту средней активности и характеризуют зоны кондиционных руд, при концентрации СРБ n101-2 кл/г рост низкой активности и принадлежат рудам, выходящим за пределы кондиционных для подземного выщелачивания. 
 
Затем выполняют геотехнологические испытания рудного керна в трубах известнам способом (Разведка месторождений урана для отработки методом подземного выщелачивания. М. Недра, 1983 г. с. 137). После стационарных геотехнологических испытаний и построения линеаризуемого графика (фиг.3,7,8), рассеяния данных результатов опробования С и ЕТ, отбор и стационарное геотехнологическое испытание руд по разведочным скважинам прекращают. Двойное опробование (С и ЕТ) продолжают только по рудному керну опорных геотехнологических скважин. Кроме того, осуществление способа поясняется примером. 
 
Пример. Участок месторождения гидрогенных руд (фиг.1) находится в 180 км от базы партии в пределах пустынного ландшафта. Первичная обработка рудного керна и его испытание по указанному способу проводились в лаборатории вахтового поселка. Отбор керна производился с глубины 380-450 м. Асептическое опробование руд на присутствие сульфатредуцирующих бактерий осуществлялось путем вскрытия центральной части столбика керна, не имеющего следов проникновения бурового раствора и сохранившего влажность как элемент среды обитания микроорганизмов. Посев осуществляется на элективную питательную среду микроорганизмов на месте, время инкубации 3-4 сут при температуре 25-30 oC. Геотехнологические испытания проводились на изолированном от доступа воздуха керновом материале в базовой лаборатории. Так было испытано сначала 53 пробы и проверена возможность сопоставления результатов (С и EТ). Затем отбор проб (фиг. 2,3) на микробиологический анализ экспресс-методом был продолжен в расширенном масштабе, но уже без сопоставления С и EТ. Результаты микробиологических исследований по концентрации клеток в 1 мл (с) нанесены на разрез (фиг. 2,1-9) и проинтерполированы. В результате установлены зоны (фиг. 1,2-2,3,4) оруднения разного геотехнологического качества - произведена геотехнологическая дифференциация их. Проверка такой дифференциации осуществлена бурением и натуральным испытанием одиночных скважин путем вскрытия руд раствором серной кислоты. Получены следующий результаты: в зоне 2-3 (фиг. 1, скв. 10) средняя концентрация урана при 50-м извлечении составила 49 млг/л полезного компонента, а в зоне внутри контура 4 (фиг. 1, скв. 11) средняя концентрация составила 217 млг/л. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   Урановые руды различных месторождений Казахстана наряду с ураном содержат и рений, который переходит при выщелачивании урана в растворы. Несмотря на мизерные концентрации, – менее 1 мг/см3 в растворах, –  общие запасы его представляют промышленный интерес.

Впервые с помощью адаптированных методик определения рения в различных урансодержащих жидких и твердых продуктов установлены концентрации рения в растворах ПВ отдельных предприятий, и на примере одного из них изучено поведение рения при переработке растворов ПВ с получением химического концентрата природного урана.

Установлено, что рений содержится во всех технологических растворах, за исключением воды, применяемой для приготовления элюента, анионитах всех операций.

На основании проведенной работы выявлены промпродукты основной технологии извлечения урана, которые можно рассматривать как потенциальные сырьевые источники извлечения рения в урановой отрасли: растворы ПВ, маточные растворы сорбции, анионит после элюирования урана с подсоединением маточных растворов от осаждения ХКПУ.

Создана полупромышленная установка для сорбционного извлечения рения из промпродукта переработки урансодержащих растворов – фильтраты сорбции урана.

Согласно заключенному договору частичной уступки прав на получение охранных документов, по всем объектам промышленной собственности, созданным в результате реализации Проекта, подано соответствующее заявление о выдаче инновационного патента РК на изобретение. 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ    

1. Абишев Д., Еремин Ю. «Обогащение тонковкрапленных руд приоритетное направление горно-металлургического комплекса // Промышленность Казахстана - 2000» - №2 - С. 96-99.

2. Антропов П.Я., Евсеева Л.С., Полуаршинов Г.П. Месторождения урана в осадочных породах депрессий // Сов. геология. 1997. - №9 - С. 32-36.

3. Арене В.Ж., Гайдин A.M. Геолого-гидрогеологические основы геотехнологических методов добычи полезных ископаемых. Москва. - Недра. -1978.

4. Арене В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология) М, - Недра. - 1986. - 279 с.

5. Абишев Д., Султанбаев Е. «Минералогия микрокристаллов в процессах обогащения минерального и техногенного сырья // Промышленность Казахстана» 2000. - №2 - С. 100-102.

6. Аубакиров Х.Б. «Отчет экспедиции № 5 о результатах II этапа детальной разведки уранового месторождения партии № 55 за период 1977-80 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 1.07.82 г.» Фонды предприятия «Волков-геология». - Алма-Ата. - 1982.

7. Аубакиров Х.Б. и др. «Отчет о детальной разведке месторождения п. №5 за период работы 1979-87 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 1.01.1987 г. в 4 томах». Фонды предприятия «Волковгеология» - Алма-Ата. - 1987.