Распоряжение мпр рф от 05.06.2007 n 37-р "об утверждении методических рекомендаций по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых"

¦> 25 ¦
+-----------+-----------------------+--------------+-------------+
¦Фосфатный ¦малофосфатные ¦P O ¦3 - 10 ¦
¦ +-----------------------+ 2 5 +-------------+
¦ ¦среднефосфатные ¦ ¦10 - 20 ¦
¦ +-----------------------+ +-------------+
¦ ¦высокофосфатные ¦ ¦> 20 ¦
+-----------+-----------------------+--------------+-------------+
¦Каустобио- ¦Ураноносные угли и ¦- ¦ ¦
¦литовые ¦твердые битумы ¦ ¦ ¦
¦ +-----------------------+--------------+-------------+
¦ ¦Углистые и битуминозные¦- ¦ ¦
¦ ¦сланцы, песчаники и ¦ ¦ ¦
¦ ¦другие породы ¦ ¦ ¦
L-----------+-----------------------+--------------+--------------
По содержанию урана руды разделяются на три сорта: богатые (более 0,3% урана), рядовые (0,1 - 0,3%) и бедные (< 0,1%).
По типу урановой минерализации руды разделяются на следующие основные типы:
настурановые и уранинитовые (оксидные);
коффинит-настурановые;
браннеритовые, настуран-браннеритовые и настуран-коффинит-браннеритовые (титанатовые);
апатитовые и настуран-апатитовые;
уранофановые и слюдковые.
Руды оксидного, коффинит-настуранового и слюдкового типов легко вскрываются как при кислотной, так и при карбонатной схеме. Титанатовые, фосфорные и уранофан-уранотиловые руды могут перерабатываться только по кислотной схеме. При этом среди титанатовых руд встречаются как относительно легко вскрываемые, так и весьма упорные разности.
По содержанию попутных компонентов урановые руды могут быть разделены на две основные группы: руды, в которых уран и попутные компоненты входят в состав одних и тех же минералов (уран и ванадий в карнотите, фосфор и уран в апатите); и руды, в которых уран и прочие компоненты заключены в разных минералах (Ni-Co в сулфоарсенидах, Mo, Au и Ag в сульфидах и иных формах). Руды первой группы поступают на гидрометаллургический передел независимо от наличия попутных компонентов, а последние могут быть извлечены в виде чистых химических продуктов. Руды второй группы могут предварительно обогащаться методами гравитации или флотации, с выделением попутных компонентов в самостоятельные концентраты. Молибден, который часто бывает связан с нефлотируемыми иордизитом и ильземанитом, извлекается в едином с ураном гидрометаллургическом процессе.
Кислотный метод получил наибольшее распространение как более
экономичный и обеспечивающий высокое извлечение урана. При взаимодействии с
+2
кислотами урановые минералы образуют комплексный катион UO , устойчивый
2
даже в слабокислых средах. На большинстве предприятий используют H SO ,
2 4
реже применяют соляную и азотную кислоты. Наиболее благопрятными для
кислотного выщелачивания являются руды, сложенные преимущественно
силикатами, алюмосиликатами, кварцем и содержащие лишь небольшие количества
карбонатов (4,5%), фосфатов, сульфидов, свободных оксидов железа и
органического вещества. В разбавленных кислотах хорошо разлагаются все
вторичные минералы урана. Уранинит, настуран и черни выщелачиваются в
присутствии окислителя. Достаточно высокое извлечение урана из углей,
асфальтита и других органических веществ достигается лишь после обжига.
Тантало-ниобиевые, циркониевые, редкоземельные минералы, ураносодержащие титанаты требуют для разложения и извлечения урана применения концентрированных кислот и повышенных температур вскрытия.
Карбонатное выщелачивание проводится в автоклавах и пачуках. При взаимодействии с растворами щелочей уран избирательно в виде комплексного уранил-карбонатного иона переходит в раствор, в то время как карбонаты и силикаты остаются в кеках. Селективность процесса обеспечивает получение слабо загрязненных растворов. С целью полного вскрытия урановых минералов требуется измельчение до -0,06 мм. Для растворения оксидов четырехвалентного урана необходимо применение окислителей. Плохо разлагаются в щелочах силикаты урана, ниобо-тантало-титанаты и уранаты. Карбонатный способ непригоден, если руды содержат много гипса и гумусовых веществ.
Извлечение урана из растворов и пульп производится сорбционно-экстракционным способом. Процесс сорбции из осветленных пульп осуществляется в ионообменных колоннах. Для десорбции урана со смолы используют растворы серной и азотной кислоты, сульфата аммония, хлорида натрия. Параллельно из осветленных растворов и растворов перечистки десорбентов уран извлекается жидкостной экстракцией. Сопутствующие урану ценные компоненты извлекаются вместе с ураном на стадии выщелачивания, затем выделяются на стадиях сорбции, десорбции и экстракции, реже методами химического осаждения и кристаллизации.
Осаждение химического концентрата закиси -окиси урана (U O ) из
3 8
концентрированных растворов производится аммиаком, реже перекисью водорода.
Товарной продукцией горно-химических комбинатов, осуществляющих весь
цикл добычи и переработки уранового сырья, обычно является закись-окись
урана (U O ), требования к которой устанавливаются ТУ 95 1981-89.
3 8
Извлечение урана из руды в закись-окись колеблется в пределах 85 - 97%
соответственно для содовых и кислотных схем. Для отдельных предприятий,
особенно при СПВ, товарной продукцией может являться и т.н. "желтый кек"
(аммоний-уранил-трикарбонат - АУТК), качество которого определяется
ТУ 95 2776-2001.
Дальнейшая переработка атомно-энергетического сырья включает аффинаж, с
получением особо чистых (ядерная чистота) соединений, производство
235
гексафторида урана, обогащение по изотопу U, получение двуокиси НОУ и,
наконец, производство на ее основе тепловыделяющих элементов АЭС (ТВЭЛ-ов).
52. Отработка урановых месторождений способом СПВ, а также выщелачивание руд на месте залегания в горных выработках и в кучах производятся с применением тех же реагентов.
Кислотный способ при подземном и кучном выщелачивании не требует добавки специальных окислителей, хотя их применение может интенсифицировать процесс. Карбонатная схема требует обязательного введения в раствор окислителя, причем в качестве такового уже не может использоваться пиролюзит, применяемый в заводских условиях. В качестве окислителя при СПВ чаще всего используют кислород воздуха или чистый кислород, вводимые путем аэрации растворов. Более эффективным, но дорогим и сложным в эксплуатации (пожаро-, взрывоопасность) окислителем является пергидроль. Сравнительные характеристики кислотной и карбонатной схем СПВ приведены в таблице 10.
Таблица 10
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КИСЛОТНОЙ И КАРБОНАТНОЙ СХЕМ
-------------------T-------------------T-------------------------¬
¦ Характеристика ¦ Кислотная схема ¦ Карбонатная схема ¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦Основной реагент ¦H SO ¦Na CO , NaHCO , (NH ) CO ¦
¦ ¦ 2 4 ¦ 2 3 3 4 2 3¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦Окислитель ¦Не обязателен ¦O , H O ¦
¦ ¦ ¦ 2 2 2 ¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦Концентрация ¦ ¦ ¦
¦основного реагента¦5 - 30 г/л ¦0,5 - 10 г/л ¦
¦окислителя: ¦ ¦ ¦
¦O ¦- ¦100 - 300 мг/л ¦
¦ 2 ¦ ¦ ¦
¦H O ¦- ¦0,1 - 3 г/л ¦
¦ 2 2 ¦ ¦ ¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦pH растворов ¦0,8 - 1,2 ¦8 - 11 ¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦Вредные факторы ¦Карбонаты > 2,5% ¦Сульфиды > 1% ¦
¦ ¦CO ¦ ¦
¦ ¦ 2 ¦ ¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦Общая ¦Высокая ¦Пониженная ¦
¦эффективность ¦ ¦ ¦
¦процесса ¦ ¦ ¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦Материал труб и ¦Полиэтилен, пласти-¦Допустим черный металл ¦
¦арматуры ¦ки, нерж. сталь ¦ ¦
+------------------+-------------------+-------------------------+
¦Экологически ¦Оставление в недрах¦Извлечение на поверхность¦
¦вредный фактор ¦кислотных растворов¦активного Ra ¦
L------------------+-------------------+--------------------------
Чаще используется кислотная схема, обеспечивающая более высокую интенсивность процесса. Карбонатная схема выступает в качестве конкурирующей при повышенной карбонатности пород и руд или при иных факторах, осложняющих применение кислотной схемы. В таких случаях выбор оптимальной схемы определяется экономическими расчетами.
V. Изучение гидрогеологических, инженерно-геологических,
экологических и других природных условий месторождений
53. Изучение гидрогеологических условий месторождений производится с учетом специфики их отработки (горным способ или СПВ).
54. Гидрогеологические исследования при горном способе отработки месторождений проводятся с целью изучения условий их обводненности, оценки возможных водопритоков в горные выработки, определения мероприятий по осушению, условий сброса или хранения шахтных вод, а также влияния осушительных мероприятий на окружающую среду.
В процессе исследований по каждому водоносному горизонту, участвующему в обводненности месторождения, устанавливается его мощность, литологический состав, типы коллекторов, условия питания, взаимосвязь с другими водоносными горизонтами и поверхностными водами. Определяется положение уровней подземных вод и другие параметры. По данным опытных откачек и режимных наблюдений рассчитываются возможные водопритоки в эксплуатационные горные выработки, проходка которых предусмотрена в технико-экономическом обосновании (ТЭО) кондиций, и разрабатываются мероприятия по их защите от подземных вод. По подземным водам, участвующим в обводнении, изучаются химический состав, содержание радиэлементов и бактериологическое состояние вод, их агрессивность по отношению к бетону, металлам, полимерам. Оценивается возможность использования этих вод для водоснабжения или извлечения из них ценных компонентов, а также возможное влияние их дренажа на действующие и проектируемые в районе водозаборы и другие инженерные сооружения, связанные с использованием подземных и поверхностных вод.
Возможность отвода шахтных и дренажных вод должна быть согласована с местными органами по регулированию использования и охраны вод, государственного санитарного надзора, земельного контроля, а при использовании природных вод для рыбоводства и рыболовства - органами рыбнадзора. При невозможности утилизации откачиваемых подземных вод и противопоказаниях на их отвод в речную сеть должны быть разработаны рекомендации по организованному их хранению в поверхностных, природных или искусственных емкостях, указаны возможные варианты строительства инженерных хранилищ шахтных вод. Утилизация дренажных вод предполагает подсчет эксплуатационных запасов. Подсчет эксплуатационных запасов дренажных вод производится в соответствии с "Требованиями к изученности и подсчету эксплуатационных запасов подземных вод, участвующих в обводнении месторождений твердых полезных ископаемых", утвержденными Приказом ГКЗ СССР от 6 июня 1986 г. N 20-орг, и "Методическими рекомендациями по оценке эксплуатационных запасов дренажных вод месторождений твердых полезных ископаемых", одобренными начальником отдела геоэкологии и гидрогеологии Мингео СССР 24.01.1991 и согласованными с ГКЗ.
55. Гидрогеологические исследования при разведке месторождений под отработку СПВ проводятся с целью прогноза гидродинамики процесса СПВ, обоснования систем расположения и дебитов технологических скважин, прогноза изменения гидродинамических условий в процессе эксплуатации, оценки возможного взаимного влияния водозаборов подземных вод и системы СПВ, а также экологических последствий СПВ.
В процессе изучения должны быть выделены литолого-фильтрационные типы пород, изучены их фильтрационные свойства, оценено соотношение водопроводимости руд и безрудных пород, определены дебиты скважин, оборудованных на рудные интервалы. Установлены режимы подземных вод (напорный или безнапорный) и величины напоров, качество водоупоров в кровле и подошве рудовмещающего горизонта, глубина залегания уровня, направление и скорость движения; химический состав и агрессивность подземных вод, влияние на гидродинамические условия горизонтов основных разрывных нарушений.
По результатам исследований даются прогнозы растекания продуктивных растворов за пределы геотехнологических полигонов, оценивается влияние процесса на существующие и проектные водозаборы, участки с утвержденными ГКЗ запасами и др. объекты. Определяется также вероятность естественной нейтрализации растворов и необходимость принудительных мер рекультивации водоносных горизонтов после завершения эксплуатации.
56. Инженерно-геологические исследования при разведке месторождений также производятся с учетом способов их отработки (горным или СПВ).
57. Инженерно-геологические исследования при разведке месторождений под горный способ проводятся с целью информационного обеспечения проекта разработки (расчета основных параметров карьера и целиков, типовых паспортов буровзрывных работ и крепления) и повышения безопасности ведения горных работ.
В процессе исследований