Регистрация / Вход
Прислать материал

Микробиологическая переработка урановых отвалов

Сведения об участнике
ФИО
Лешкевич Юлия Николаевна
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Севастопольский государственный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Раздел области наук
Мониторинг и прогнозирование состояния окружающей среды, предотвращение и ликвидация ее загрязнения
Тема
Микробиологическая переработка урановых отвалов
Резюме
На первом этапе будет выполнена радиометрическая и магнитная сортировка 7 млн. тонн выбранного отвала горной массы классов. Результат первого этапа – для уранового отвала объемом 7 млн. тонн породы и средним содержанием урана в отвале 0,02% после сортировки будет получено около:
− 1,75 млн. тонн бедного уранового концентрата с содержанием урана около 0,08%;
− 1,75 млн. тонн отсева (размер 20 – 40 мм) с содержанием урана 0,02%;
− 3,5 млн. тонн щебня II класса по радиоактивности (содержание урана не более 0,006%).
На втором этапе производится микробиологическое выщелачивание урана из 1,75 млн. тонн бедного уранового концентрата и получение товарного продукта урана в виде «желтого кека».
Ключевые слова
переработка, выщелачивание, урановые отвалы, бактерии
Цели и задачи
В результате выполнения проекта:
− утилизируют 7 млн. тонн радиоактивных отвалов урановых шахт;
− уменьшается общая активность отвалов и соответственно уменьшается мощность экспозиционной дозы гамма-излучения отвала;
− снижается вынос радиоактивной пыли из отвала;
− снижается увлечение радиоактивных материалов отвала дождевой водой и т.д.
Введение

Для любой страны, владеющей технологией производства концентрата природного урана, является актуальной задача получения дополнительного количества концентрата природного урана из собственных отвалов. Однако накопленные за многие годы урановые отвалы являются небезопасными с точки зрения воздействия на окружающую среду объектами (эманация радона, вынос радиоактивной пыли, увлечение радиоактивных материалов дождевой водой и т.д.) и требуют соответствующих мероприятий по сведению к минимуму негативного воздействия на окружающую среду.

В этой связи вопросы обращения с урановыми отвалами, образующимися в результате добычи и переработки, урановых руд, представляют наибольшую актуальность.

Методы и материалы

Большое значение для извлечения из отвалов горных и обогатительных и других предприятий содержащихся в них ценных компонентов имеют методы технической микробиологии.

Под бактериальным выщелачиванием обычно понимают процесс избирательного извлечения химических элементов из многокомпонентных соединений в процессе их растворения в водной среде микроорганизмами. Метод бактериального выщелачивания может быть применен при любом способе выщелачивания, если в нём не используют повышенные температуры и давления. Бактериальное выщелачивание можно совместить и с кучным выщелачиванием.

Растворы для бактериального выщелачивания готовятся в специальном бассейне, куда вносится культура бактерий. В бассейн подается воздух. Бактерии вырабатывают ферменты, которые являются биокатализаторами реакций окисления серы, сульфидов, FeSO4. Полученный в результате окисления сульфат трехвалентного железа окисляет уран.

Суть предлагаемой технологии заключается в управляемом воздействии на минералы, содержащие уран, ассоциацией микроорганизмов (тионовые бактерии в симбиозе с ацидофильными) активно размножающихся в растворе FeSO4 при рН 0,5 – 4. Управление процессом выщелачивания осуществляется соотношением ионов железа Fe3+ и Fe2+ и концентрацией кислоты, температурой раствора и т.д.

Описание и обсуждение результатов

В результате анализа полученных данных и приведенными расчетами микробиологическое выщелачивание перколяционным методом позволяет снизить альфа - активность  в 385000 раз, а бета – активность в 20600 раз.  

В соответствии с требованием НРБ-99 п. 5.3 твердая фаза после выщелачивания не является РАО. При этом степень выщелачивания урана из отвалов достигает без предварительного перемола 100%, а при перемоле-35,18%. Данный факт можно объяснить агломерацией (слипанием) перемолотых частиц, в соответствии с чем, раствор для выщелачивания не контактирует полностью со всем объемом перемолотых отвалов руд.

В соответствии с этим для разработки технологии по микробиологическому выщелачиванию нет необходимости дополнительно измельчать урановую руду, что в свою очередь позволяет снизить затраты на переработку урановых отвалов.

В лаборатории было исследовано 3 способа, наилучшим исполнением микробиологической переработки урановых отвалов является перколяционное выщелачивание  с использованием вращающихся перколяторов, следующие по эффективности в порядке убывания:

  • модифицированное перкаляционное выщелачивание, перколяция осуществляется эрлифтами;
  • пачуковое выщелачивание.

Но все представленные способы позволяют решать экологические проблемы мест хранения урановых отвалов, а также рассматривать существующие отвалы как техногенные месторождения урана. 

Используемые источники
1. Технология урана и плутония: учебное пособие /А. А. Маслов, Г.В. Каляцкая, Г.Н. Амелина, А.Ю. Водянкин, Н.Б. Егоров – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2007. – 97 с.
2. Тезисы Третьего международного симпозиума «Уран: геология, ресурсы, производство» – М.: ФГУП «ВИМС», 2013, - 181 с.
3. Уран: геология, добыча, экономика / В. Л. Живов, А. В. Бойцов, М. В. Шумилин. − Москва : Атомредметзолото : РИС ВИМС, 2012. − 304 с.
4. Хасанова, Н.Ж. Оценка возможности комплексного использования уран−редкометаллических руд: дис. канд. Навои, 2011. – 53 с.
5. Ширжанова, Н.Ю. Особенности применения аэробных бактерий в гидрометаллургии: дис. канд. Навои, 2010. – 115 с.
6. Н.М. Дербасова, М.В. Гавриш, С.Б. Смирнов, В.М. Гавриш «Биологическое выщелачивание урана из отходов уранодобывающей промышленности»
Information about the project
Surname Name
Leshkevich Yulia Nikolaevna
Project title
Microbiological processing of uranium dumps
Summary of the project
The first phase will be carried out radiometric and magnetic sorting 7 million. Tons of selected mining dump weight classes. The result of the first phase - uranium for blade capacity of 7 million tons of rock and an average grade of uranium in a heap of 0.02% after sorting will be received around.:
- 1.75 million tons of poor uranium concentrate uranium content of about 0.08%.
- 1.75 million tons of dropouts (size 20 - 40 mm) with a uranium content of 0.02%.;
- 3.5 million tons of rubble class II radioactivity (uranium content of no more than 0.006%)..
At the second stage, the microbial leaching of uranium from 1.75 million. Tons of uranium concentrate and the poor reception of the commodity as a product of uranium "yellowcake".
Keywords
processing, leaching, uranium tailings , bacteria