КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА УРАНСОДЕРЖАЩИХ СЛАНЦЕВ
Один из интересных объектов комплексного использования природного сырья - урансодержащие сланцы. Как отмечалось ранее (см. гл. 2), урансодержащие сланцы представляют собой распространенную разновидность бедных урановых руд, залегающих в СССР, США, Швеции и некоторых других странах. Сланцы относятся к осадочным породам морского происхождения. Они образовались, по-видимому, медленным осаждением коллоидальных глинистых частиц, фосфатов и органических веществ в условиях плохой циркуляции. Уран, содержание которого составляет 0,009—0,026%, находится в них в сорбированном состоянии в виде изоморфного замещения в фосфате и, возможно, в виде уранорганического соединения. Другой ценный металл - молибден (0,01—0,043%) - присутствует в окисленной форме.
Исследования по разработке технологии комплексного извлечения урана и других ценных компонентов из сланцев ведут в различных направлениях. Иногда с помощью методов механического обогащения удается разделить сланец на продукты, относительно обогащенные органическим веществом, сульфидами, карбонатами, алюмосиликатами. Разделение горной массы на собственно сланцевую и известняковую фракции в Швеции рассматривалось ранее (см. гл. 3). Однако в общем случае исключение из последующей гидрометаллургической переработки какого-либо продукта механического обогащения сланца обычно связано с потерями урана.
В СССР было испытано перколяционное выщелачивание сланца, в том числе с использованием бактериального варианта, при котором в течение года в раствор извлекалось до 75% урана и 35% молибдена. Однако в полевых условиях показатели были заметно хуже из-за неблагоприятных климатических условий, постепенного разрушения кусков сланца, что затрудняло аэрацию и промывку. Более эффективно кислотное выщелачивание с использованием автоклавов. При температуре 140—150° С и парциальном давлении кислорода 10 атм в течение всего 2 ч в раствор переходило до 75% урана. При использовании хлора в качестве окислителя (без подогрева и добавления кислоты) извлечение урана может достигать 87%, молибдена - 40%.
|
|
|
Описано использование при подготовке уранового сырья к последующему выщелачиванию таких высокотемпературных процессов, как окислительный и сульфатизирующий обжиг, спекание с различными солями, хлорирование. Цель этих операций - перевод урана в более полно и легко растворимую форму. В частности, для урансодержащих черных сланцев месторождения Чаттануга (США) был испытан окислительный обжиг, низкотемпературный вариант которого (500— 600° С) обеспечивает практически полное удаление органики и серы и переводит уран на 60—63% в соединения, извлекаемые кислотой. С учетом положительного влияния окислительных процессов на извлечение урана из сланца советскими учеными были исследованы различные варианты переработки сланцев с предварительным обжигом. Теплотворная способность сланца составляет примерно 750 ккал/кг, что с избытком обеспечивает потребность в тепле для процесса обжига. Исследования показали, что обжиг сланца—весьма деликатный процесс, требующий строгого соблюдения температурного режима в пределах 550—600° С, что наиболее успешно можно было бы осуществить в печах кипящего слоя. Извлечение урана при последующем кислотном выщелачивании достигает 70%, а молибдена - 45%. Можно также использовать обжиговые сернистые газы. Недостаток схемы в трудности соблюдения режима обжига, многоступенчатости и главным образом, довольно невысоком извлечении урана и особенно молибдена. Впоследствии была разработана энерготехнологическая схема комплексного использования сланца, предусматривающая получение горючего газа и жидких органических продуктов, использование теплотворной способности коксового остатка с последующим извлечением урана и других ценных составляющих.
|
|
|
Особенно интересны полученные результаты при хлорировании сланцевого полукокса газообразным хлором. При высокотемпературном хлорировании (1000—1100° С) в течение 1 ч в возгоны можно перевести до 96% урана. Однако этот процесс неселективен. При низкотемпературном хлорировании (450 - 500° С) с добавкой поваренной соли улетучивания урана не происходит. Его можно перевести на 87—92% в водорастворимую форму. Молибден же возгоняется на 90%. Очевидно, по мере развития технологии и увеличения спроса на уран сланцы будут постепенно вовлекаться в более широкое комплексное промышленное использование.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 155; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!