RU2552115C1 - Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд - Google Patents
Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552115C1 RU2552115C1 RU2014103699/28A RU2014103699A RU2552115C1 RU 2552115 C1 RU2552115 C1 RU 2552115C1 RU 2014103699/28 A RU2014103699/28 A RU 2014103699/28A RU 2014103699 A RU2014103699 A RU 2014103699A RU 2552115 C1 RU2552115 C1 RU 2552115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- ore
- leaching
- stack
- mass fraction
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000004992 fission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 9
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 2
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005511 kinetic theory Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: для контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд. Сущность изобретения заключается в том, что определяют количество руды и среднюю массовую долю урана, заложенной в штабель руды для выщелачивания, и сравнивают с количеством урана, извлекаемым в процессе выщелачивания на выходе из штабеля, а в лабораторных условиях моделируют технологический процесс выщелачивания с оценкой ожидаемой скорости фильтрации растворов и степени извлечения урана, при этом в штабель рудной массы укладывают горизонтально трубы-скважины диаметром, обеспечивающим перемещение по ним скважинного каротажного прибора для одновременной регистрации потока мгновенных нейтронов деления, потока рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного источника и интенсивность естественного гамма-излучения, а для получения информации по вертикали штабеля устанавливают вертикальные трубы-скважины такого же диаметра и при этом во всех скважинах не должен скапливаться выщелачивающий раствор, что будет упрощать интерпретацию результатов каротажа. Технический результат: повышение достоверности результатов контроля кучного выщелачивания урановых руд. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд относится к области бесшахтной разработки урановых месторождений, и конкретно к кучному выщелачиванию с использованием воздействия химических реагентов на добытую и извлеченную из недр руду.
Непосредственно в рудном штабеле контролировать процесс кучного выщелачивания руд невозможно. Не существует прямых или косвенных методов оценки результатов протекания химических реакций внутри кучи. Косвенно можно определять степень извлечения полезных компонентов путем сопоставления их массовой доли, заложенной в сформированный штабель и извлекаемой в растворах на выходе. Дополнительно к этому учитывают количество оставшегося полезного компонента в штабеле на основе результатов опробования при расформировании.
Для прогнозирования параметров технологического процесса конкретных руд при кучном выщелачивании применяют различные методы гидрогеологического моделирования в лабораторных условиях. Здесь определяют фильтрационные свойства руд, вид реагента и метод выщелачивания (кислотное или карбонатное), концентрацию растворов и их расход. Изучают влияние состава вмещающих пород на расход растворов. Полученные результаты моделирования не всегда могут быть перенесены на руды в конкретных условиях в штабеле со своим грансоставом и с различной плотностью. Существенное значение приобретает поведение раствора в объеме штабеля, его перемещение, то есть здесь может быть выделен и геометрический фактор поведения раствора.
Выщелачивание полезных компонентов из кускового рудного материала описывается диффузионно-кинетической теорией гетерогенных процессов, где извлечение полезного компонента идет на контакте раствора с поверхностью куска с участием диффузионного процесса.
Вообще процесс выщелачивания может быть разделен на три стадии:
- поступление раствора в объем выщелачиваемой руды;
- выщелачивание полезного компонента;
- отвод продуктивного раствора.
Контролировать процесс выщелачивания можно только по отдельным стадиям, так например, с помощью электроразведочных методов можно оценивать расположение контуров зон закисления в штабеле, то есть характеризовать зону поступления растворов в штабель.
Широкое распространение кучное выщелачивание получило при переработке бедных и забалансовых урановых руд. Основы выщелачивания урановых руд изложены в работе [И.К. Луценко и др. «Бесшахтная разработка рудных месторождений», под редакцией В.Д. Носова и В.И. Кочеткова. Издательство «Недра», М., 1986 г. с. 176]. Контролировать процесс выщелачивания урановых руд можно с использованием методов радиоактивного каротажа в пробуренных и обсаженных в штабеле вертикальных скважин и в проложенных с небольшим уклоном труб, имитирующих скважины.
На настоящий момент начинают широко использовать комплекс ядерно-физических методов, включающих прямые методы определения массовой доли урана при подземном его выщелачивании (КНД-МО гамма-каротаж (ГК) и импульсный нейтрон-нейтронный каротаж (ИННК). Основой прямого определения урана является регистрация потока мгновенных нейтронов деления (МНД) ядер U-235. Изотоп U-235 составляет 1/138 долю от изотопа урана-238. Воздействуя на изотоп U-235 импульсным потоком тепловых нейтронов, вызываем его деление с образованием мгновенных нейтронов, которые регистрируем в промежутках между первичными импульсами нейтронного генератора (ИНГ).
Метод ИННК, позволяющий определять первоначальное водородосодержание руды и периодическое водородосодержание после орошения штабеля и тем самым характеризовать динамику перемещения растворов в плане и в разрезе штабеля. Получаемая информация при этом дает временной характер заполнения перового пространства руды. Изменение водородосодержания за счет гравитационного просачивания и перемещения растворов вниз будет определять скорость фильтрации и эффективную пористость. ГК используется только перед началом орошения штабеля, так как радий в процессе выщелачивания урана не растворяется и практически остается на месте. Отсюда следует, что степень извлечения урана или его привноса в объем кучи можно оценивать путем сопоставления данных КНД-М и ГК. ИННК, который выполняется одновременно с КНД-М оценивает нейтронные свойства руды и определяет время появления выщелачивающих растворов на различной глубине в штабеле при периодическом повторении.
Каротаж в скважинах может выполняться серийно выпускаемыми приборами АИНК-48, АИНК-50 АИНК-43. Положение зон закисленной руды может определяться с помощью аппаратуры электроразведочной томографии Скала-48 или Скала-64М (Бобачев А.А., и другие. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы системы разведочной геофизики. №02. 2006. с.14-17).
Исходя из выше приведенных предпосылок, суть предлагаемого изобретения заключается в том, что в штабель рудной массы укладывают горизонтально трубы-скважины с диаметром, обеспечивающим перемещение по ним скважинного каротажного прибора для одновременной регистрации потока мгновенных нейтронов деления, потока рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного источника и интенсивность гамма-излучения. Для получения информации по вертикали штабеля устанавливают вертикальные трубы-скважины такого же диаметра. Во всех скважинах не должен скапливаться выщелачивающий раствор, что будет упрощать интерпретацию результатов каротажа.
Для оценки массовой доли урана, радия и влажности руды, полученные результаты каротажа сравнивают с данными измерений в градуировочных моделях, имеющих размеры, соответствующие слою насыщения по нейтронам и гамма-излучению. Состав и влажность моделей должен быть близок к руде в штабеле. В результате каротажа регистрируют одновременно поток мгновенных нейтронов деления, поток рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного генератора и интенсивность естественного гамма-излучения, по которым оценивают распределение массовой доли урана, радия и влажности руды в разрезе, и в плане рудного штабеля до и после начала процесса выщелачивания.
По результатам периодически выполняемого каротажа с учетом времени проникновения раствора на уровень расположения выделенных зон в скважинах, определяют скорость фильтрации. По сопоставлению массовой доли урана в различные периоды времени оценивают степень его извлечения за этот период. По сопоставлению массовой доли радия, в эквивалентных процентах урана, с массовой долей урана характеризуют степень извлечения урана за период от начала процесса выщелачивания. Получаемые при этом параметры контроля технологического процесса выщелачивания будут характеризовать в пространстве штабеля и во времени. Изменчивость величины скорости фильтрации позволит давать заключение о наличии зон «проскальзывания» растворов и зон их застоя и тем самым указывать на их устранение, и по достижению определенного значения степени извлечения прекращать процесс выщелачивания, где продолжение экономически не целесообразно.
На фигурах 1 и 2 схематически приведено общее расположение оборудования при кучном выщелачивании урановых руд, где показано в разрезе и плане положение контрольных скважин в штабелях руды.
На площадке выщелачивания расположен штабель 1, сформированный из забалансовой или бедной руды. Руда для обеспечения эффективного извлечения урана имеет крупность - 50 мм, для чего она может додрабливаться. Руда укладывается на гидроизолирующую пленку 2, которая лежит на «подушке» 3, препятствующей повреждение пленки 2. Штабель 1 укладывают на склоне с небольшим уклоном и по краям располагаются растворосборные канавки 4. В процессе формирования штабеля укладываются трубы-скважины 5, которые располагают горизонтально с небольшим уклоном, чтобы исключить в них скапливание растворов. Материал труб может быть полиэтилен высокой плотности (ПВП) или трубы армированные металлопластиковые (МПТ) такой толщины, чтобы исключить их смятие. Можно использовать стальные трубы. Количество скважин, их расположение определяется точками контроля технологии выщелачивания. Трубы 5 можно располагать в двух или нескольких плоскостях по несколько штук в пределах одной плоскости, в зависимости от требований объема информативности. Для непрерывного наблюдения процесса выщелачивания, в штабеле располагают (путем бурения) вертикальные скважины 6. Хотя возможно здесь по вертикально расположенной обсадке может происходить прохождение растворов (проскальзывание) и тем самым вносить незначительные искажения, которые не будут существенно влиять на результаты контроля. Для обеспечения представительного контроля по всему объему штабеля 1 трубы 5 и 6 соединяют резьбовым соединением (сварное соединение способствует образованию швов, препятствующих перемещению скважинного прибора 9 при выполнении КНД-М и ИННК). Для уменьшения влияния искажающих факторов на результаты каротажа КНД-М и ИННК, скважины не должны заполняться выщелачивающими растворами.
На верхней поверхности штабеля 1 располагается система орошения, где на стойках 7 закреплены форсунки. Доступ к устью скважин 5 и 6 обеспечивается лестницей 8. Сигналы по кабелю 11 из скважинного прибора 9 через блок-баланс 10 подаются на регистрирующую аппаратуру. Сам скважинный прибор 9 предварительно подается на забой с помощью толкающих штанг, а затем вытягивается «вручную» или лебедкой каротажной станции с соблюдением заданной и постоянной скоростью. КНД-М можно выполнять и в точечном режиме, обеспечивая минимальную статистическую погрешность регистрации, но вести измерение следует от забоя к устью, чтобы исключить регистрацию наведенной гамма-активации. В процессе перемещения через штабель выщелачивающий раствор поступает в зумпф 12, где насосом 13 подается на сорбцию.
Методы КНД-М и ИННК для определения массовой доли урана и водородосодержания в выщелачиваемой руде являются относительными. При этом регистрируемый параметр в скважине сопоставляют с измеренной величиной такого же параметра в градуировочных моделях 14, где известна массовая доля урана и водородосодержание (влажность). Скважинный прибор должен располагаться в центре моделей 14 так, чтобы и мишень ИНГ, и окончание удаленного детектора отстояли от краев модели не менее чем на 45 см. Состав градуировочных моделей 14 из дробленой руды, по которой отбирают представительные пробы, анализируют их на U, Ra, влажность. Модель с повышенной влажностью создается путем формирования отдельных и одинаковых слоев, разделенные полиэтиленовой пленкой, мощность которых не более 10 сантиметров. Пленка по весу должна учитываться при расчете влажности модели. Все модели устанавливаются на передвижной платформе 15 для мобильного многократного применения. Одна из моделей имеет влажность, соответствующую усредненному значению в формируемом штабеле (первоначальную влажность). Другая модель с такой же рудой, но дополнительно увлажненной присутствующим раствором в штабеле. Через центр моделей устанавливают трубы, диаметром и по составу соответствующие трубам, уложенным в штабель. Значение фона оценивают по измерениям в фоновой модели, изготовляемой из песка или пустой породы. Дополнительно для характеристики 100%-й влажности и фона, изготовляют такую модель, заполненную водой, в которой заведомо отсутствуют элементы, аномально поглощающие нейтроны (B, Cl, Cd, и др.). Модели с урановой рудой герметизируются для накопления продуктов распада радона, чтобы в последующем контролировать результаты ГК.
Учет количества урана, заложенного в выщелачиваемый штабель, ведут исходя из результатов КНД-М и ГК по всем скважинам (расчет количества урана выполняют с учетом геометрии расположения скважин) и суммарного веса автосамосвалов фиксируемого на рудоконтрольной станции (РКС) и массовой доли урана в них. По данным КНД-М определяют массовую долю урана и ее пространственное распределение, а по ГК и на РКС определяют массовую долю радия в эквиваленте % урана. По отношению радия и урана оценивают естественный (природный) коэффициент радиоактивного равновесия руды в штабеле (Крр).
Одним из основных контролируемых параметров является определение скорости фильтрации выщелачивающих растворов в объеме штабеля и ее изменчивость во времени. Как показано на фигуре 1 наблюдение можно вести по вертикальным скважинам 6 и по горизонтальным 5. Динамику развития процесса можно наблюдать по КНД-М в скважинах 6 с периодичностью, установленной предварительно по результатам лабораторного моделирования. Здесь можно будет наблюдать изменение концентрации урана в растворах и степень его извлечения в соответствии с данными, приводимыми в работе [И.К. Луценко и др. «Бесшахтная разработка рудных месторождений», под редакцией В.Д. Носова и В.И. Кочеткова. «Недра». М., 1986 г. с. 40-46]. КНД-М и ИННК в горизонтальных скважинах 5, расположенных в штабеле 1 на глубине h1, h2, h3, будут фиксировать поступление выщелачивающего раствора за счет гравитационного перемещения с верха штабеля через интервал времени t1, t2 и t3. Процесс выщелачивания является гетерогенным, то есть взаимодействие идет с присутствием фильтрационного и диффузионного извлечения, и где присутствует конвективная и молекулярная диффузии. Скорость фильтрации может изменяться во времени. В работе [Г.И. Авдонин и др. «Техногенная гидро- и геохимическая зональность, возникающая в процессе сернокислотного подземного выщелачивания урана». Сб. докладов. Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов. Том 1. 2005 г., с.142-147] рассмотрен вопрос геохимической зональности, формирующейся в процессе выщелачивания.
Для сравнительного наблюдения поведения растворов в качестве исходных параметров, используют результаты КНД-М и ИННК, полученные в скважинах 5 и 6 в штабеле до начала орошения. Здесь оценивают массовую долю урана (qU), радия (qRa), время жизни тепловых нейтронов (taur), рассеянный поток тепловых нейтронов (Nr) и влажность руды (W), используя для этого приборы АИНК-48 и АИНК-43. Скорость КНД-М не должна превышать 20-30 м/час, при этом регистрируют временное распределение (от 32 до 1960 мкс) потока мгновенных нейтронов деления (Nm), потока рассеянных тепловых нейтронов ИНГа (Nr) после каждого нейтронного импульса, результаты мониторирования выхода ИНГа (DM) и интенсивность естественного гамма-излучения (Nγ). Для ИННК, с использованием прибора АИНК-43 для оценки влажности, скорость каротажа может быть увеличена до 150 м/час и регистрируется временное распределение (от 32 до 1960 мкс) потока рассеянных тепловых нейтронов ИНГа двумя нейтронными детекторами (Nd1 и Nd2).
Появление выщелачивающего раствора в зоне околоскважинного пространства может определяться следующими параметрами, которые регистрируются при выполнении КНД-М или ИННК:
- увеличение потока мгновенных нейтронов деления Nm, если первоначальная руда была ниже 2-3%, если более 5-7%, то будет наблюдаться его уменьшение;
- значение интенсивности гамма-излучения Nγ по каналу ГК будет уменьшаться из-за разбавления концентрации Ra привнесенным раствором;
- значение Nr и taur будет снижаться и мало зависит от первоначальной влажности руды, так как с ростом водородосодержания (∑a(1H)=0,198 см2/г) поглощение тепловых нейтронов увеличивается;
- при работе с прибором АИНК-43 значение отношения R=Nd1/Nd2 возрастает.
Периодический КНД-М в скважинах 6 позволит наблюдать практически непрерывно динамику процесса выщелачивания, где уменьшение массовой доли урана на начальном этапе обусловлено фильтрационным растворением и его перемещением вниз с наложением на невышелоченный уран из-за снижения кислотности раствора. Это будет отображаться на каротажных кривых КНД-М, где в верхней части штабеля (устье скважины) будет визуально наблюдаться уменьшение значения Nm, а ниже по глубине прирост на уже существующее (до начала орошения) Nm. Количественная оценка массовой доли урана до и после начала орошения должна выполняться с учетом привнесенной влажности и с использованием увлажненной градуировочной модели. Периодические наблюдения на скважинах 6 до проникновения раствора на уровень скважин 5 позволяют, где по результатам КНД-М или ИННК оценивать значение времени t1.
Зная координаты положения регистрируемых изменений нейтронных параметров и время их проявления, определяют скорость фильтрации растворов в штабеле для определенной зоны и уровня. Выполняя аналогично КНД-М и ИННК для скважин 5, зоны более низкого уровня hn и tn, оценивают скорость фильтрации:
Каротаж горизонтальных скважин 5 дает возможность оценить растекание растворов в плане штабеля, где кроме того могут быть выявлены зоны повышенной циркуляции растворов («проскальзывания»), в которых извлечение урана может существенно снижаться.
Оценить степень извлечения урана можно путем сопоставления его массовой доли до начала процесса выщелачивания и после за определенный период времени. Другим путем, оценки степени извлечения урана является сопоставление результатов КНД-М и ГК, полагая при этом, что Ra не извлекается и остается на месте.
Здесь возможен и прирост массовой доли урана за счет привноса его из верхних частей штабеля и отложения в восстановительной среде. Через определенный период времени будет наблюдаться общее его снижение, а прирост будет смещаться на более низкий уровень. Все определения массовой доли урана и радия ведут с пересчетом на сухой вес.
Массовая доля урана по результатам КНД-М оценивается с использованием формул (Инструкции по каротажу методом мгновенных нейтронов деления при изучении урановых месторождений гидрогенного типа. Под редакцией Г.И. Ганичева, И.М. Хайковича и др. - Л.: НПО «Рудгеофизика», 1986):
где ПL, Пtau, Пc - поправки на пространственное распределение нейтронов, на нейтронные свойства руды, за поглощение в стальных трубах обсадки (если они применяются);
Кс - пересчетный коэффициент, определяемый на первоначальной руде и на руде с дополнительным увлажнением;
W - влажность руды, %.
Определение массовой доли радия выполняется согласно формулам (Инструкции по гамма-каротажу при поисках и разведке урановых месторождений. Под редакцией А.В. Мальцева. И.М. Хайковича и др. - М.: Министерство геологии СССР, 1987) по формуле:
где γ - чувствительность к гамма-излучению прибора, мкР/час/(имп./с)
P - поправка за отжатие радона;
По, Пб поправки за поглощение в стальной обсадке, на поглощение в буровом растворе или в полиэтиленовом материале (ПВП или МПТ) для скважин 5;
К - пересчетный коэффициент может быть принят - 115 мкр/час.
Массовая доля урана по ГК оценивается по формуле:
где Крр - значение коэффициента радиоактивного равновесия, определенного еще до орошения штабеля раствором.
Исходя из определяемых значений массовой доли урана на заданном интервале глубины скважины по формуле (2) и (4), можно оценить степень извлечения (∈):
Можно оценить степень извлечения (∈) по формуле (2), когда сравнивается массовая доля урана, определенная в момент времени t1 и в момент t2:
Влияние массовой доли урана в растворах на результаты КНД-М по скважинам может частично учитывать, если прерывать орошение кучи и через определенный временной интервал выполнить КНД-М, где уран, извлеченный за счет процесса фильтрации, смещается вниз, а уран, растворяемый при капиллярном и микропористовом растворении, будет задерживаться при существенно более низкой скорости фильтрации. Здесь метод КНД-М позволит выявлять зоны, где изменение массовой доли урана не наблюдается или даже наращивается, что может быть связано и с кольматацией некоторых в штабеле.
Таким образом, используя результаты КНД-М и ИННК, выполняемые периодически в процессе кучного выщелачивания в скважинах, можно полностью контролировать всю технологическую цепочку. При этом в штабеле можно выделять зоны различной степени извлечения урана. Метод КНД-М позволит вести постоянный контроль извлечения урана на отдельных участках штабеля (где проложены скважины) и своевременно прерывать орошение. Получаемая в процессе контроля информация позволит регулировать технологию извлечения урана и своевременно увеличивать или прекращать подачу реагентов, что позволит сокращать расходы и обеспечит экономическую выгоду.
Claims (3)
1. Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд, заключающийся в том, что определяют количество руды и среднюю массовую долю урана, заложенной в штабель руды для выщелачивания, и сравнивают с количеством урана, извлекаемым в процессе выщелачивания на выходе из штабеля, а в лабораторных условиях моделируют технологический процесс выщелачивания с оценкой ожидаемой скорости фильтрации растворов и степени извлечения урана, отличающийся тем, что в штабель рудной массы укладывают горизонтально трубы-скважины диаметром, обеспечивающим перемещение по ним скважинного каротажного прибора для одновременной регистрации потока мгновенных нейтронов деления, потока рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного источника и интенсивность естественного гамма-излучения, а для получения информации по вертикали штабеля устанавливают вертикальные трубы-скважины такого же диаметра и при этом во всех скважинах не должен скапливаться выщелачивающий раствор, что будет упрощать интерпретацию результатов каротажа.
2. Способ контроля по п.1, отличающийся тем, что для оценки массовой доли урана, радия и влажности руды, полученные результаты каротажа сравнивают с данными измерений в градуировочных моделях, имеющих размеры, соответствующие слою насыщения по нейтронам и по гамма-излучению, имеющих состав и влажность, близкие к руде в штабеле; в результате каротажа регистрируют поток мгновенных нейтронов деления, поток рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного генератора, интенсивность естественного гамма-излучения, по которым оценивают распределение массовой доли урана, радия и влажности руды в разрезе и в плане рудного штабеля до и после начала процесса выщелачивания.
3. Способ контроля по п.1, отличающийся тем, что по результатам периодически выполняемого каротажа, с учетом времени проникновения раствора на уровень расположения скважины, определяют скорость фильтрации, а по сопоставлению массовой доли урана в различные периоды времени оценивают степень его извлечения за этот период; сопоставление массовой доли радия с массовой долей урана характеризует степень извлечения урана за период от начала процесса выщелачивания, при этом получаемые параметры будут характеризовать технологический процесс в пространстве штабеля и во времени, а по изменчивости величины скорости фильтрации позволит давать заключение о наличии зон «проскальзывания» растворов и зон их застоя и тем самым указывать на их устранение, и по достижении определенного значения степени извлечения прекращать процесс выщелачивания (продолжение экономически нецелесообразно).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014103699/28A RU2552115C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014103699/28A RU2552115C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2552115C1 true RU2552115C1 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53294796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014103699/28A RU2552115C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2552115C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015192000A1 (en) * | 2013-06-13 | 2015-12-17 | Hayward Baker, Inc. | Vertical drainage system for heap leach piles |
| CN112816276A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-05-18 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种地浸采铀浸出状态的监测方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4427236A (en) * | 1981-08-18 | 1984-01-24 | Mobil Oil Corporation | In-situ uranium leaching |
| RU2034056C1 (ru) * | 1990-08-31 | 1995-04-30 | Геннадий Петрович Федотов | Способ извлечения урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания |
| RU2247834C1 (ru) * | 2003-09-04 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ разработки урановых руд, залегающих в устойчивых породах, подземным выщелачиванием в камерах |
| WO2011132138A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | Andrew Bassil | Industrial extraction of uranium using ammonium carbonate and membrane separation |
| RU2489510C2 (ru) * | 2011-06-08 | 2013-08-10 | Закрытое акционерное общество "Далур" | Способ извлечения концентрата природного урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания и установка для его осуществления |
-
2014
- 2014-02-05 RU RU2014103699/28A patent/RU2552115C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4427236A (en) * | 1981-08-18 | 1984-01-24 | Mobil Oil Corporation | In-situ uranium leaching |
| RU2034056C1 (ru) * | 1990-08-31 | 1995-04-30 | Геннадий Петрович Федотов | Способ извлечения урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания |
| RU2247834C1 (ru) * | 2003-09-04 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ разработки урановых руд, залегающих в устойчивых породах, подземным выщелачиванием в камерах |
| WO2011132138A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | Andrew Bassil | Industrial extraction of uranium using ammonium carbonate and membrane separation |
| RU2489510C2 (ru) * | 2011-06-08 | 2013-08-10 | Закрытое акционерное общество "Далур" | Способ извлечения концентрата природного урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания и установка для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| И.К. Луценко и др., «Бесшахтная разработка рудных месторождений», под редакцией В.Д. Носова и В.И. Кочеткова, Издательство «Недра», М., 1986 г., с. 176. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015192000A1 (en) * | 2013-06-13 | 2015-12-17 | Hayward Baker, Inc. | Vertical drainage system for heap leach piles |
| CN112816276A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-05-18 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种地浸采铀浸出状态的监测方法 |
| CN112816276B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-04-14 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种地浸采铀浸出状态的监测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111691872B (zh) | 一种煤层覆岩裂隙发育范围及程度的动态精准探测方法 | |
| CN105223612B (zh) | 一种基于地震信息的煤矿水害预测评价方法 | |
| Dance et al. | Observations of carbon dioxide saturation distribution and residual trapping using core analysis and repeat pulsed-neutron logging at the CO2CRC Otway site | |
| CN107288607B (zh) | 一种利用Gd中子示踪产额成像评价近井压裂裂缝的方法 | |
| CN101906963A (zh) | 利用c/o和地层宏观俘获截面交会技术确定饱和度方法 | |
| US20160024914A1 (en) | Monitoring matrix acidizing operations | |
| US7372018B2 (en) | Determination of gas pressure and saturation simultaneously | |
| Barrio et al. | CO2 migration monitoring methodology in the shallow subsurface: Lessons learned from the CO2FIELDLAB project | |
| CN102182437A (zh) | 煤矿井下钻孔水力压裂应力边界确定及消除方法 | |
| Chen et al. | Calculation method of overburden damage height based on fracture mechanics analysis of soft and hard rock layers | |
| Follin et al. | Approaches to confirmatory testing of a groundwater flow model for sparsely fractured crystalline rock, exemplified by data from the proposed high-level nuclear waste repository site at Forsmark, Sweden | |
| Michael et al. | The South West Hub In-Situ Laboratory–a facility for CO2 injection testing and monitoring in a fault zone | |
| Bensenouci et al. | Coupled study of water-stable isotopes and anions in porewater for characterizing aqueous transport through the Mesozoic sedimentary series in the eastern Paris Basin | |
| EA012156B1 (ru) | Определение насыщенности углеводородами с использованием скоростей распространения акустических волн, измеряемых через обсадную колонну | |
| RU2552115C1 (ru) | Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд | |
| Turali et al. | Conceptual and 3D simulation modeling of the Sorgun hydrothermal reservoir (Yozgat, Turkey) | |
| Davis et al. | Evaluating CO2 retention risk of geological sequestration sites: physical, time-scale, and site style considerations | |
| Hortle et al. | Groundwater monitoring at the Otway project site, Australia | |
| US10392936B2 (en) | Tar mat formation prediction in late-charge reservoirs | |
| US10190396B2 (en) | Tar mat formation prediction in late-charge reservoirs | |
| Miotliński et al. | Recovery of injected freshwater to differentiate fracture flow in a low-permeability brackish aquifer | |
| US20160047941A1 (en) | Gamma ray measurement quality control | |
| Marco et al. | What makes a bedding plane favourable to karstification?–The role of the primary rock permeability | |
| Love et al. | Monitoring a unique field through depressurisation; a cased hole logging plan to optimise blowdown performance | |
| RU2658582C2 (ru) | Способ выявления проводящих в плоскости сместителя тектонических нарушений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190206 |