200061. lajstromszámú szabadalom • Eljárás uránércek urántartalmának feltárására és kinyerésére
1 HU 200 061 A 2 kapcsolva egyesítjük, majd a homokfrakció(ka)t és az iszapfrakció(ka)t egymáshoz képest általában eltérő pontokon, legalább három lépcsőben tápláljuk be az egyesített feltáró rendszerbe, és a szabadsav-koncentráció értékét az egyes feltárási lépcsőkben állítjuk be. Kifejezetten meglepő, hogy a homokfrakció(k)nak és az iszapfrakció(k)nak folyamatos üzemeltetésű, sorba kapcsolt, kevert tartályreaktorokból álló egyesített feltáró rendszerben lépcsőzetes betáplálás és emelt szabadsav-koncentrációérték melletti feltárása feltárási hatásfokjavulást eredményez, miközben a savfogyasztás változatlan. A szakirodalom és a szakmai tapasztalatok alapján ugyanis az volt várható, hogy a zagyfrakciók, különösen a homokfrakciók magas szilárdanyagtartalma miatt például már a harmadik lépcsőben kritikusan magas reakciótermék-koncentrációértékek alakulnak ki, így például a feltárási oldat homokmosó vízzel történő felhígulásának elmaradása miatt a diffúziós viszonyok olyan mértékben leromlanak, amely a soron következő frakció(k)ra vonatkozóan feltárási hatásfokbeli romlást idézne elő. Másrészt az volt várható, hogy a magas iszaptartalmú homokfrakciók vagy az iszapfrakciók feltárásánál a magas (70 g/l feletti) szabadsavkoncentrációérték alkalmazása fajlagos savfogyasztásnövekedést eredményez, egyúttal a reaktorok szerkezeti anyagát is veszélyezteti, amely gazdaságtalanná tenné az eljárást. A találmány alkalmazásával a kritikusként megjelölt harmadik feltárási lépcsőben a diffúziós viszonyok sajátságos módon az urán kioldását nem akadályozzák, míg az egyéb, szennyező komponensek kioldásának növekedése viszont előnyösen akadályokba ütközik. Ezen túlmenően lehetségessé válik a fajlagos oxidálószerfelhasználás csökkentése, amely ekvivalens savmegtakarítást is eredményez. A találmány szempontjából közömbös, hogy az eljárásban milyen az érc származása, tehát nem befolyásolja az eljárás alkalmazhatóságát az a tény, hogy az érc milyen mélységből és milyen ásványtársulásokkal fordul elő. Csupán az a lényeges, hogy előnyösen legfeljebb 314-600 |jm mérettartományú szemcséket legfeljebb 15%-ban, előnyösen legfeljebb 8%-ban tartalmazó zagyból elkülönített zagyfrakciókat vezessünk a feltárásra. A nedves osztályozási módszerek közül a hidrociklonozással szélesebb szemcseméret-tartományú frakciókat lehet elkülöníteni, mely azzal az előnnyel jár, hogy a durva szemcséket tartalmazó homokfrakció(k)ba kerülő finom iszapszemcsék úgynevezett Trawinski-féle „görgőhatása” következtében a zagyok viszkozitása a newtoni folyadékok tartományában marad, így a zagyok szállítása és kevert tartályreaktorokban történő feltárása nem jár dugulásveszéllyel, másrészt - különösen a nehezen feltárható ásványokat tartalmazó ércek feldolgozása esetén - a finom iszapszemcsék egy részének jelenléte a homokfrakció(k)ban nagyobb eredő feltárási hatásfokot eredményezhet. A zagyfrakciókat a találmánynál előnyösen szemcseméret-spektrumuk szerint, durvább-finomabb sorrendben tápláljuk be az egyesített feltáró rendszerbe, de kívánt esetben a találmány műveleti jellege más előnyös beadagolási sorrendet is lehetővé tesz, így például kívánt esetben előnyös frakciómegosztás és/vagy előnyös frakció-összevonás is végezhető. A feltáráshoz annyi kénsavat használunk fel, hogy az utolsó feltárási lépcsőben legalább 5 g/l, előnyösen 10-15 g/l vagy kívánt esetben ennél magasabb szabadsav-koncentrációérték tartható legyen. Az oxidáló anyagok adagolásával arányosan Ag(AgCl)-Pt elektródapárral történő redoxpotenciálszabályozás esetén 490-580 mV redoxpotenciál-értéket tartunk. Az eljárás szempontjából előnyös, hogy a nehezen feltárható ásványokat nem kritikus mennyiségben tartalmazó érceket alacsonyabb redoxpotenciál-értékek tartása mellett tárjuk fel, így csökkentjük a fajlagos oxidálóanyag-felhasználást, és ezzel ekvivalens mértékben csökkentjük a fajlagos savfelhasználást. A savas feltárást előnyösen atmoszferikus nyomáson végezzük, legalább 30 °C, előnyösen legalább 60 °C, legfeljebb forrpont alatti hőmérsékleten. A nehezen feltárható ásványokat tartalmazó érceket és/vagy a könnyebben feltárható ércek homokfrakcióit magasabb hőmérsékleteken tárjuk fel. Az egyesített feltáró rendszerbe eltérő pontokon betáplált zagyfrakciók feltárási ideje nem lehet azonos. Az egyes feltárási lépcsőkben úgy választjuk meg az összes reaktortérfogatot, hogy lépcsőnként legalább 0,5 óra, előnyösen 2-10 óra vagy kívánt esetben ennél magasabb átlagos tartózkodásiidő-érték biztosítva legyen. A nehezen feltárható ásványokat tartalmazó érceket lépcsőnként magasabb átlagos tartózkodási idők biztosítása mellett tárjuk fel. Az ismertetett műveleti lépések és műszaki körülmények, paraméterek együttesen teszik lehetővé a találmány ipari méretekben történő, kiemelkedően gazdaságos alkalmazását, a fémkihozatal nemzetközi összehasonlításban is kiemelkedő értékre történő gazdaságos feljavítását. A mecseki másodlagos lelőhely [dr. Koch Sándor: Magyarország ásványai, 278-282. oldal (Akadémiai Kiadó, 1966)] egyre mélyebb szintjeiről kibányászott uránérceire is jellemző az a tendencia, hogy szemcsemérettől függetlenül csökken az urán(VI):urán(IV) arány, vagyis csökken az urán-oxidok oxidáltsági foka, és növekszik a nehezen feltárható uránásványok (koffinit, brannerit stb.) aránya, így 1971-72-ben felfutott a nehezen feltárható IV. bányaüzemi érc termelése, melynek aránya a teljes bányatermelésen belül 1973-74-ben 40% fölé emelkedett. 1983-tól a szintén nehezen feltárható V. bányaüzemi érc termelésének felfutása is megkezdődött. A bányászat és feldolgozás mennyiségi feladatai is változhatnak. Az ismertetésre kerülő példákkal tehát nem kívánjuk a találmány lényegét és alkalmazásának megoldási lehetőségeit korlátozni. A találmány szerinti eljárás szemléltetésére ipari méretű példákat adunk meg. 1. példa Az 1. ábrán sematikusan szemléltetjük a találmány ipari méretű alkalmazását a magyar uránérc-feldolgozó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
