В качестве окислителей в практике подземного скважинного выщелачивания обычно используют кислород, пероксид водорода и хлораты.
Применение кислорода осложнено тем, что для получения приемлемой растворимости кислород должен быть введён в рудное тело под давлением. Он обычно вводится в забой скважины на глубину подачи раствора выщелачивания, что требует оборудования раздельной линии для кислорода к каждой откачной скважине. Подача О2 в скважину обычно осуществляется с помощью диспергаторов.
Недостатком применения кислорода является присутствие в пласте газовых пузырьков и кольматация ими пласта. Пузырьки могут образовываться даже тогда, когда растворимость О2 не превышена, это происходит из-за недостаточного перемешивания кислорода и растворителя. В этом случае пузырьки блокируют закачную скважину. Лишь эффективно функционирующий диспергатор, обеспечивающий получение очень мелких пузырьков (меньше размера пор рудного слоя), позволяет уменьшить развитие газовой кольматации.
|
|
Перекись водорода используется на большинстве опытных участков ПВ США. Она удобна в эксплуатации, так как может быть введена в растворитель в одной точке под атмосферным давлением вместо требующегося для О2 оборудования раздельной линии во все закачные скважины. Повышенные концентрации Н2О2 (по сравнению с кислородом) могут вводиться без развития значительной газовой кольматации. Это преимущество особенно важно для неглубоких месторождений.
Исследования показали, что Н2О2 окисляет более эффективно, чем кислород. Однако нет единого мнения о том, в какой степени это преимущество проявляется в недрах. Большинство исследователей считает, что Н2О2 разлагается до кислорода столь быстро, что она не превосходит по воздействию на полноту и скорость выщелачивания эквивалентное количество кислорода.
Разложение Н2О2 в кислотных растворителях протекает медленнее чем в щелочных. Она более стабильна в кислоте, чем в щёлочи той же самой чистоты.
Перекись водорода для приготовления растворителя доставляется и транспортируется в виде растворов 50 –70% Н2О2. Обычно она хранится на месте в виде раствора с содержанием менее 51% Н2О2.
Высокая стоимость Н2О2, а также практическая невозможность её рециркуляции привели к тому, что она стала основной статьёй затрат на большинстве действующих предприятий, использующих этот окислитель.
Хлораты являются эффективными окислителями в кислых средах, которые содержат железо. Очевидно, хлораты окисляют железо, а железо окисляет уран. Однако хлораты натрия и калия не окисляют уран достаточно эффективно в карбонат-бикарбонатных растворах.
|
|
Другие недостатки хлоратов обусловлены образованием хлоридов и их накоплением по мере рециркуляции растворителя. Присутствие хлоридов связано с применением коррозионностойкой аппаратуры. Кроме того, они отрицательно влияют на ёмкость сорбентов.
Натрий в хлорате натрия может вызвать набухание глин.
Эти проблемы, однако, не исключают возможности использования хлоратов. Они могут найти применение при отработке неглубокозалегающих месторождений и особенно в случае использования кислотных растворителей.