¹Канаев А.Т.,² Канаева З.К., ¹Бектемирова Г.Н, ¹Мырзаханова И.А., ¹Джамилова С.М.

1. Казахский Национальный Педагогический университет им. Абая

2. Казахский Национальный Технический университет им. Сатпаева

Особенности химического состава и сопутствующих элементов урановой руды месторождения «Восток».

Республика Казахстан обладает богатыми запасами урана, которые подлежат извлечению методом подземного выщелачивания. Согласно последней Красной Книге МАГАТЭ (1999г.), 1,1 миллиарда фунтов U₃0₈ разведанные и предварительно оцененные запасы казахстанского урана отнесены к Категории 1 – категории самых низких затрат, и составляют 35% идентифицированных мировых ресурсов урана в этой классификации затрат. Большая часть этих ресурсов залегает в бассейнах Чу-Сарысу и Сыр – Дарьи в Южном Казахстане. Всего на территории Казахстана разведано 129 месторождений и рудопроявлений урана.

В настоящее время в Казахстане почти весь уран добывается методом подземного скважинного выщелачивания, а шахтный способ разработки месторождения урансодержащих руд производится только на Севере нашей республики на месторождении «Восток». Указанное месторождение по запасам урана и молибдена в руде является – одно из богатейших. Руда с высоким содержанием металла непосредственно перерабатывается в гидрометаллургическом заводе, а со средним содержанием обогащается на радиометрической обогатительной фабрике. Бедно – товарная руда складируются на штабелях (кучи) и выщелачиваются растворами серной кислоты [1,2].

Формирование представительной технологической пробы для подготовки к химическому анализу (дробление, сокращение, измельчение, истирание) проводилось по ГОСТу 14180-80, который применяется службой контроля качества СГХК. Разложение пробы урановой руды проводилось по двум методикам, которые используют в лаборатории РУ – 1 для сравнения полученных результатов анализа. Химический анализ по всем элементам проводился на приборе атомно – иммисионном спектрометре индуктивно связанной плазмой AS-25.

Таблица 1 – Общие содержание в месторождений «Восток»

№ проб	Месторождение	Залежь	Горизонт, блок, выработка	Содержание урана по данным радиометрического опробования навалов, в %	Примечание
1. 3	Восток	Главная	-142м, Блок 1031	0,050	Руда КВ
2. 4	Восток	Главная	-142м, Блок 1031	0,280	Руда ГМЗ
3. 5	Восток	Сев-зап.	-148м, Блок 1008	0,100	Руда РОФ
4. 6	Восток	Сев-зап.	-168м, Орт 1009	0,300	Руда ГМЗ

Как видно из таб.1, нами было отобрано 4 технологических проб урановой руды с эксплуатируемых залежей месторождения «Восток». В подаваемых рудах на КВ, ГМЗ и РОФ определяли содержание урана по методу радиометрического опробования навалов. Оказался, что в Главной залежи (горизонта -142м, блока 1031), в составе КВ содержание урана по данным радиометрического опробования навалов составлял 0,050%, тогда как в составе руды ГМЗ их количество находится в пределах 0,280%, что является наибольшим количеством, по сравнению с другими видами руд. В Северо-западной залежи (горизонт–148м, блока 1008) в составе подаваемой руды на РОФ количество урана составляет 0,100%, в тоже время в рудах из ГМЗ приравнивается к 0,300%, что в три раза больше[3,4].

Таким образом, содержание урана по данным радиометрического опробования навалов составляет со следующей последовательностью: руда КВ, Главной залежи < руда РОФ, Северо-западной залежи < руда ГМЗ, Главной залежи < руда ГМЗ Северо-западной залежи.

Для выбора технологии выщелачивания урановых руд необходимо оценить его химический состав. Для проведения химического анализа подвергался богатые и бедные руды Главной и Северо-западной залежи месторождения «Восток». Полученные данные показывают, что перечисленные химические элементы в таб.2, в пробах урановой руды содержатся в незначительных количествах, от 0,001% до 0,03%.

Таблица 2 – Результаты химического анализа пробы урановой руды месторождений «Восток»

№	Обозначение	Залежи месторождения «Восток»,%
		Залежь Главная, богатая руда	Залежь Главная, бедная руда	Зал. Сев-зап., богатая руда	Зал. Сев-зап., бедная руда
1	As	0,03	0,02	0,005	0,009
2	Sn	0,001	0,001	0,001	0,001
3	Ni	0,008	0,015	0,006	0,008
4	Zn	0,009	0,009	0,007	0,001
5	Be	0,005	0,005	0,005	0,005
6	Pb	0,02	0,006	0,019	0,01
7	Cu	0,006	0,005	0,004	0,008
8	Cd	0,001	0,001	0,001	0,001
9	Co	0,01	0,013	0,009	0,013
10	Bi	0,009	0,012	0,009	0,009
11	W	0,003	0,005	0,004	0,005
12	V	0,008	0,007	0,01	0,01

Особый интерес представляет содержание серебра в исследуемых рудах. Для этого проводили анализ проб из главной богатой и бедной, а также северо-западной богатой и бедной урановой руды месторождения «Восток» и было определено содержание серебра (рис. 1). Содержание серебро в богатой руде составляет 4,5 г/т, тогда как в других вариантах руд их количество доходят до 1,0, 2,7 и 3,0 г/т в главной бедной, северо-западной богатой и северо-западной бедной руде соответственно. На Главной и Северо-западной залежей месторождения «Восток» кроме U также распространены молибден, железо и алюминий. Содержание железо и алюминия во всех вариантах руд составляет болшее количество (от 4,6 до 5,3 г/т Fe и от 4,5 до 7,2 г/т Al). Молибден в бедной руде составляет наименшее количество (0,018 г/т до 0,035г/т), по сравнению с богатой рудой (0,135 г/т) в обоих вариантах залежи.

Рисунок 1 – Содержание основных элементов в урановых рудах месторождений «Восток», в г/т

При гидрометаллургическом процессе переработки урана такие элементы, как кремний, алюминий и другие примеси переходят в выщелачивающий раствор. В ходе сорбции эти элементы хорошо сорбируются на поверхность применяемых сорбентов и в следующем этапе, десорбированные элементы переходят в содово-хлоридный регенерат. Содово-хлоридный регенерат в зависимости от количества образует эмульсию, которые на этапе разделения фазы раствора при экстракции урана проявляет неустойчивость.

Видимо, это связано с содержанием значительного количества циркония, кремния, алюминия, и др. элементов в продуктивном растворе.

Нами было изучено валовое содержание тяжелых металлов в рудах и их растворимость в кислой среде. Как видно с (рис. 2), результаты химического анализа показали, что руда месторождений «Восток» содержат водорастворимые формы соединений циркония в количестве 0,015 – 0,020%, которые в результате выщелачивания урана легко переходит в карбонатный раствор[5].

Также преобладающими элементами в составе руд является калий, кальций и магний. Содержание кальция в богатой руде Северо-западной залежи достигает до 5,2%, в богатой руде Главной залежи содержится 5,0% Са, а в остальных пробах - 1,5 - 2,4%.

Рисунок 2 – Содержание сопутствующих элементов в урановых рудах месторождений «Восток», в %

Количество калия во всех рудах не имеет больших скачков и приблизительно одинаково (от 2,6% до 2,9%). Содержание магния находится в промежутках от 1,4 до 2,3%.

Таким образом, при определении химического состава и сопутствующих элементов урановой руды месторождения «Восток» содержание урана по данным радиометрического опробования навалов составляет со следующей последовательностью: руда КВ, Главной залежи < руда РОФ, Северо-западной залежи < руда ГМЗ, Главной залежи < руда ГМЗ Северо-западной залежи.

При оценке химического состава элементов урановой руды полученные данные говорят о том, что перечисленные химические элементы As, Sn, Ni, Zn, Be, Pb и другие элементы в пробах руды содератся в незначительных количествах, от 0,001% до 0,03%.

Содержание серебра в исследуемых рудах представляет особый интерес, серебро в богатой руде составляет 4,5 г/т, тогда как в других вариантах руд их количество доходят до 1,0, 2,7 и 3,0 г/т.

Так же результаты химического анализа показали, что руда месторождений «Восток» содержат водорастворимые формы соединений циркония в количестве 0,015 – 0,020%, которые в результате выщелачивания урана легко переходит в карбонатный раствор, преобладающими элементами в составе руд является калий, кальций и магний.

Литература:

1. Каравайко Г.И., Кузнецов С.И., Голомзик А.И. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд // Москва, 1972. – С. 248.

2. Камалов М. Р. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд Казахстана // Монография. _Алматы,1990г. – С. 5-24.

3. Холматов М.М., Калинин В.П. Проблемы переработки техногенных отходов // Горный вестник Узбекистана, 2003. - №4, - С.10-11.

4. Ляликова Н. Н., Соколова Г. А. Микробиологическая характеристика некоторых месторождений Казахстана // Микробиология, 1965. - Т. 34, - № 2, - С. 335-343.

5. Ракчеев А. Д. Новые физико-химические методы изучения минералов, пород и руд // Москва, 1989. – С. 229.