Исследования интенсификации процесса скважинного подземного выщелачивания урана из слабопроницаемых руд при воздействии на них различными физическими методами

В настоящее время сырьевая база предприятий, добывающих уран методом подземного скважинного выщелачивания (ПСВ), по большей части представлена бедными месторождениями гидрогенного генезиса, залегающими в водопроницаемых песчаноглинистых отложениях депрессионных зон земной коры. Вовлечение месторождений со слабопроницаемыми рудами в технологический цикл добычи и переработки может быть обеспечено главным образом путем интенсификации процесса ПСВ с применением различных физических и химических методов, направленных на увеличение проницаемости рудного массива при прохождении через него выщелачивающего раствора. Представлены результаты лабораторных экспериментов и натурных исследований по интенсификации процесса ПСВ слабопроницаемых руд урановых месторождений ГП «Навоиуран». Исследования направлены на повышение эффективности ПСВ с применением таких физических методов, как воздействие переменного тока на рудную массу, магнитная обработка кислотных растворов и применение ультразвуковых колебаний. Лабораторные эксперименты показали, что при воздействии переменного тока на рудный массив возрастает не только коэффициент фильтрации, но и скорость извлечения металла. Так, при пропускании тока плотностью 0,1–0,01 мА/см2 коэффициент проницаемости увеличился в 1,2 раза. Результаты исследований, проведенных в натурных условиях, подтвердили полученный результат и показали увеличение дебита водоносных скважин в среднем в 5 раз. В задачи исследований по определению возможности магнитной обработки кислотных растворов при ПСВ входили оценка скорости выщелачивания омагниченным раствором, наблюдение за изменением проницаемости омагниченным раствором пород при выщелачивании и скорости выпадения механических примесей и гипса из омагниченных растворов. В ходе лабораторных экспериментов установлено, что омагничивание кислотных растворов способствует выпадению из них гипса и механических взвесей, что может иметь практическое значение для очистки технологических растворов. Исследование в лабораторных условиях влияния ультразвуковых колебаний на процесс фильтрационного выщелачивания показало, что помимо заметного возрастания скорости выщелачивания увеличивается концентрация металла в растворе.

Аликулов Ш. Ш., Ибрагимов Р. Р., Хамидов Р. А. Исследования интенсификации процесса скважинного подземного выщелачивания урана из слабопроницаемых руд при воздействии на них различными физическими методами // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 2. – С. 111–126. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2023_2_0_111.

Аликулов Шухрат Шарофович¹ — д-р техн. наук, доцент, проректор, e-mail: sharofovich@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-0142-1125,
Ибрагимов Равшан Раимович — ассистент кафедры, Российский университет Дружбы народов, e-mail: Ibragimov.r.r.asistent@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-0815-7267,
Хамидов Рустам Абдугафурович¹ — д.ф.т.н. (PhD), доцент, e-mail: hamidov-88@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-8998-6571,
¹ Навоийский государственный горно-технологический университет, Республика Узбекистан.

Аликулов Ш.Ш., e-mail: sharofovich@mail.ru.

1. Ляшенко В. И., Хоменко О. Е., Aндреев Б. Н., Голик В. И. Обоснование параметров буровзрывной подготовки руд к подземному блочному выщелачиванию // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3. — С. 58—71. DOI: 10.25018/02361493-2021-3-0-58-71.

2. Голик В. И., Разоренов Ю. И., Ляшенко В. И. Особенности конструирования систем подземного выщелачивания металлов // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. — 2018. — Т. 19. — № 1. — С. 80—91. DOI: 10.22363/2312-8143-2018-19-1

3. Голик В. И., Заалишвили В. Б., Разоренов Ю. И. Опыт добычи урана выщелачиванием // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 7. — С. 98—103.

4. Hoummady E., Golfier F., Cathelineau M., Neto J., Lefevre E. A study of uranium-ore agglomeration parameters and their implications during heap leaching // Minerals Engineering. 2018, vol. 127, pp. 22—31.

5. Юсупов Х. A., Алиев С. Б., Джакупов Д. A., Эльжанов Э. А. Применение бифторида аммония для химической обработки скважин при подземном выщелачивании урана // Горный журнал. — 2017. — № 4. — С. 57—60. DOI: 10.17580/gzh.2017.04.11.

6. Collet A., Regnault O., Ozhogin A., Imantayeva A., Garnier L. Three-dimensional reactive transport simulation of Uranium in situ recovery: Large-scale well field applications in Shu Saryssu Bassin, Tortkuduk deposit (Kazakhstan) // Hydrometallurgy. 2022, vol. 211, article 105873. DOI: 10.1016/j.hydromet.2022.105873.

7. Panfilov M., Uralbekov B., Burkitbayev M. Reactive transport in the underground leaching of uranium: Asymptotic analytical solution for multi-reaction model // Hydrometallurgy. 2016, vol. 160, pp. 60—72. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.11.012.

8. Sinclair L., Thompson J. In situ leaching of copper: Challenges and future prospects // Hydrometallurgy. 2015, vol. 157, pp. 306—324. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.08.022.

9. Bhargava S. K., Ram R., Pownceby M., Grocott S. Ring B., Tardio J., Review L. J. A review of acid leaching of uraninite // Hydrometallurgy. 2014, vol. 151, pp. 10—24. DOI: 10.1016/j. hydromet.2014.10.015.

10. Laurent G., Izart C., Lechenard B., Golfier F., Marion P., Collon P., Truche L., Royer J. J., Filippov L. Numerical modelling of column experiments to investigate in-situ bioleaching as an alternative mining technology // Hydrometallurgy. 2019, vol. 188, pp. 272—290. DOI: 10.1016/j.hydromet.2019.07.002.

11. Zammit C. M., Brugger J., Southam G., Reith F. In situ recovery of uranium — The microbial influence // Hydrometallurgy. 2014, vol. 150. DOI: 10.1016/j.hydromet.2014.06.003.

12. Ракишев Б. Р., Язиков Е. Г., Матаев М. М., Кенжетаев Ж. С. Выщелачивание урана из материала керновых проб в трубках с применением окислителя // Горный журнал. — 2021. — № 9. — С. 84—89. DOI: 10.17580/gzh.2021.09.14.

13. Chen J., Zhao Y., Song Q., Zhou Z., Yang S. Exploration and mining evaluation system and price prediction of uranium resources // Mining of Mineral Deposits. 2018, vol. 12, no. 1, pp. 85—94. DOI: 10.15407/mining12.01.085.

14. Аликулов Ш. Ш., Нажимов Ф. Ф. Анализ базовой модели подземного выщелачивания урана к природным условиям месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 1. — С. 98—104.

15. Лисовский Г. Д., Лобанов Д. П., Назаркин В. П. и др. Подземное и кучное выщелачивание металлов. — М.: Недра, 1982. —113 с.

16. Rakishev B. R., Matayev M. M., Kenzhetayev Z. S., Shampikova A. H., Toktaruly B. Innovative methods for intensifying borehole production of uranium in ores with low filtration characteristics // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. 2020, vol. 6, no. 444, pp. 213—219. DOI: 10.32014/2020.2518-170X.149.

17. Аликулов Ш. Ш. Интенсификация технологических процессов подземного выщелачивания урана из слабопроницаемых руд // Известия вузов. Горный журнал. — 2017. — № 1. — С. 78—81.

18. Аликулов Ш. Ш., Курбанов М. А., Шарафутдинов У. З., Халимов И. У. Исследование гидродинамических параметров при подземном выщелачивании путем физического моделирования // Горный вестник Узбекистана. — 2019. — № 1. — С. 77—82.

19. Аликулов Ш. Ш., Ахадов Х. Р. Разработка технологии раздельного скважинного выщелачивания урана на основе геофизических исследований в условиях рудников Навоийского горно-металлургического комбината // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 12. — С. 120—131. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_12_0_120.

20. Sharafutdinov U. Z., Karimov I. A., Alikulov Sh. Sh. Applying the Fe+3 oxidizer as an improvement in the efficiency of uranium extraction // Turkish Journal of Computer and Mathematics Education. 2021, vol. 12, no. 7, pp. 384—386. DOI: 10.17762/turcomat.v12i7.2592.