Основные химические процессы, происходящие при подземном выщелачивании урана

Процессы выщелачивания полезных ископаемых из горной породы на месте её залегания путем введения в рудный пласт химического реагента зависит прежде всего от физико-геологической обстановки горного массива, то есть совокупности целого ряда параметров, отражающих геологическое строение, гидрогеологические условия, физические, химические свойства горных пород и т.д. /14/.

Полное описание физико-химических процессов, происходящих при подземном выщелачивании урана, осуществить невозможно, поскольку для каждой физико-геологической обстановки они носят индивидуальный характер. Однако, основные процессы, протекающие при выщелачивании урана тем или иным растворителем, являются общими. Характер и скорость выщелачивания зависят от химико-минералогического состава породы и состава в ней растворимых солей, количества и распределения солей в природе, фильтрационной способности породы, условий фильтрации и ряда других факторов.

Рассматривая каждый из этих факторов в отдельности, можно приближенно описать модель процесса подземного выщелачивания урана.

При описании фильтрационного выщелачивания урана могут быть применены выводы А.Е. Орадовской по выщелачиванию загипсованных грунтов /8, 15, 16/. Исходя из работ А.Е. Орадовской, при движении растворителя по длине выщелачивающего слоя можно выделить три зоны:

1. Зона выщелачивания руды. Эта зона располагается со стороны поступления в рудное тело и характеризуется завершением процесса растворения основной доли урана, поступление которого в раствор происходит лишь за счет дополнительного извлечения труднодоступного урана.

2. Активная зона выщелачивания – зона, располагающаяся перед зоной выщелоченной руды, то есть опережающая эту зону при продвижении растворителя. В этой зоне происходит растворение урана и интенсивное поступление его в раствор.

3. Зона, еще не подвергшаяся выщелачиванию. Эта зона опережает активную зону выщелачивания при продвижении растворителя.

На первой стадии выщелачивания существует лишь 2-я и 3-я зоны, на второй стадии образуется 1-я зона. По мере фильтрации растворителя эти зоны постепенно перемещаются в направлении движения потока, причем последовательность их переноса сохранятся /8, 17/.

При завершении процесса выщелачивания в идеальном случае остается лишь одна 1-я зона.

Поскольку в практике подземного выщелачивания урана применяют преимущественно сернокислотное и карбонатное выщелачивание, представляется интересным рассмотреть химические процессы, происходящие в перечисленных выше зонах при взаимодействии данных растворителей с рудным телом.