способ извлечения урана из трудновскрываемых руд

Формула изобретения

1. Способ извлечения урана из трудновскрываемых руд, включающий окислительный обжиг при температуре 500-700°С и сернокислотное выщелачивание урана, отличающийся тем, что обжигу подвергают дробленую до крупности -2 или -5 мм руду, содержащую серу и карбонаты, полученный в результате обжига огарок измельчают, приготавливают из него пульпу и используют ее в скруббере для нейтрализации содержащегося в отходящих газах обжига диоксида серы, нейтрализованную пульпу выводят из скруббера и направляют на сернокислотное выщелачивание урана.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уловленную из отходящих газов обжига пыль гранулируют и гранулы направляют на обжиг совместно с рудой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам извлечения ценных компонентов из первичных и смешанных руд и может быть использовано при извлечении урана и сопутствующих металлов из трудновскрываемых руд.

Известны способы переработки трудно вскрываемых урановых руд методами выщелачивания металлов в пачуках или автоклавах.

При традиционном пачуковом выщелачивании серной кислотой. /Пирковский С.А., Смирнов К.М. Автогенная автоклавная технология - альтернатива традиционному выщелачиванию урана из трудновскрываемых руд. // Цветные металлы. 2003. № 4. С.39-42./; высокое извлечение урана достигается в случае проведения процесса (температура 60-65°С, 4 часа) в присутствии диоксида марганца при расходе кислоты 205-340 кг/т руды (в пересчете на серу - 66,9 и 111 кг/т руды).

Недостаток способа - высокий расход серной кислоты, что приводит к малой рентабельности процесса.

Автоклавное автогенное выщелачивание. /Смирнов К.М. Разработка технологии автогенного автоклавного выщелачивания урана из упорного рудного сырья: Автореф. дис.канд. техн. наук. - М., 2007/ проходит при расходе пирита в этом варианте 167 кг/т (серы - 89,0 кг/т руды), но позволяет отказаться от использования диоксида марганца.

Его основные недостатки - дорогая аппаратура и сложность подбора конструкционного материала для автоклавов.

Наиболее близким аналогом является способ извлечения урана из трудновскрываемых руд, включающий окислительный обжиг при температуре 500-700°С и сернокислотное выщелачивание урана (см. Зеликман А.Н. Металлургия редкоземельных металлов, тория и урана. М.: Металлургиздат, 1961. 265- 268).

Недостатки данного способа заключаются в следующем:

- при обжиге руды в промышленном аппарате происходит только частичное поглощение образующегося диоксида серы рудой, а значительная его часть уходит из печи с отходящими газами и требует нейтрализации в системе газоочистки,

- процесс обжига сопровождается значительным уносом пыли, в основном содержащей необожженную руду, которую поэтому необходимо вернуть на обжиг.

Технический результат заключается в снижении расхода серной кислоты для выщелачивания огарка, снижении расхода реагентов на нейтрализацию отходящих кислотных газов, количества получаемых при этом отходов и, как следствие, улучшении экологической обстановки при переработке урановых руд, повышении степени извлечения урана из руды за счет эффективного использования уловленной пыли.

Технический результат достигается тем, что, в способе извлечения урана из трудновскрываемых руд, включающем окислительный обжиг при температуре 500-700°С и сернокислотное выщелачивание урана, обжигу подвергают дробленную до крупности -2 или -5 мм руду, содержащую серу и карбонаты. Полученный в результате обжига огарок измельчают, приготавливают из него пульпу и используют ее в скруббере для нейтрализации содержащегося в отходящих газах обжига диоксида серы. Нейтрализованную пульпу выводят из скруббера и направляют на сернокислотное выщелачивание урана.

Уловленную из отходящих газов обжига пыль гранулируют и гранулы направляют на обжиг совместно с рудой.

Способ осуществляется следующим образом. На обжиг в трубчатую вращающуюся печь подают дробленную руду, например крупностью -2 или -5 мм. Огарок измельчают и используют для приготовления пульпы, орошающей первый полый скруббер мокрой системы газоочистки. В результате взаимодействия содержащихся в руде карбонатов происходит нейтрализация диоксида серы, содержащегося в отходящих газах. По мере нейтрализации пульпу выводят из скруббера и направляют на выщелачивание урана серной кислотой.

Уловленную в аппаратах сухой системы газоочистки отходящих газов обжиговой печи пыль гранулируют, например, с раствором жидкого стекла, и полученные гранулы направляют на обжиг вместе с исходной рудой.

Пример. Руду с содержанием 2,3% серы, 10-12% карбонатов и 5-7% хлоритов дробили до крупности 100% -5 и -2 мм (ситовый состав полученных проб представлен в таблице 1) и обжигали на укрупненной установке, представляющей собой трубчатую вращающуюся печь с системой газоочистки. Извлечение урана в раствор при сернокислотном выщелачивании огарков, полученных в результате обжига руды в интервале температур 500-700°С составило 84,8-89,6%.

Таблица 1
Крупность и ситовый состав исходной руды
Крупность руды, мм	Ситовый состав, мм, %
-5,0 +1,6	-2,0 +1,6	-1,6 +1,0	-1,0 +0,63	-0,63 +0,4	-0,4 +0,315	-0,315 +0,16	-0,16 +0,063	-0,063 +0,05	-0,05
-5,0	46,4	-	14,4	10,1	9,1	6,6	7,5	3,7	0,7	1,5
-2,0	-	7,6	24,4	12,9	14,7	6,0	14,9	10,2	6,4	2,9

Как видно из результатов, приведенных в таблице 2, в результате обжига указанных проб концентрата при температуре 700°С в течение 2 часов 24,1-38,9% серы в виде диоксида переходит в отходящие газы, вследствие чего возникает необходимость его улавливания. Отходящие газы при этом содержат до ~100 г/м³ пыли и до ~24 г/м³ SO ₂.

Для улавливания в мокром скруббере диоксида серы использовали измельченный огарок, распульпованный в воде. Испытание показало, что при этом содержание SO₂ снизилось до 11,7 г/м³, т.е. на 51,2%. В результате суммарное поглощение серы огарком повысилось на 19,9%, т.е. в 1,4 раза, а расход серной кислоты при выщелачивании огарка дополнительно снизился на 21,0 кг/т руды.

Таблица 2
Распределение серы при обжиге руды
Температура - 700°С. Время - 2 часа
Крупность руды, мм	ППП, %	Продукт	Пылеунос, %	Выход серы, %
-5	3,3	Руда	4,6	100
		Огарок	72,0
		Пыль	3,9
		Газ		24,1
-2	3,2	Руда	12,1	100
		Огарок	49,0
		Пыль	10,3
		Газ		38,9

Выносимая из печи обжига пыль практически содержит более 70% необожженной руды и ее необходимо вернуть на обжиг. Для этого пыль гранулировали в барабанном грануляторе, используя в качестве связующего раствор жидкого стекла. Полученные гранулы вместе с дробленной рудой подавали на обжиг.

Таким образом, предлагаемый способ обжига руды обеспечивает высокую степень утилизации содержащейся в руде серы для нейтрализации содержащихся в ней кислотоемких минералов, что способствует снижению расхода серной кислоты при выщелачивании урановой руды, снижению количества получаемых при ее переработке отходов и, как следствие, существенному улучшению экологической обстановки. Кроме того, при окислении пирита высвобождается элементарное золото, что делает возможным извлекать его известными способами.