6.7.2 Қазақстандағы уранды коймалжыңнан бөліп алудың сорбциялық технологиясының дамуы.
Қоймалжындардан ион алмасу сорбциясының дамуына әсер еткен үлкен жетістік – Қазақстанда 50-ші жылдардың аяғында өндіріске енгізілген уранды тығыз коймалжындардан сорбциялаудың (арнайы құрылысты аппараттарда) сүзусіз әдісі. Бұл әдіс өзінін. әмбебаптығымен ерекшеленеді және де ол 50-60% қатты затқұрамды қоймалжындарды (оның ішінде, ірілігі +0,15мм 3-5% бөлшектер) қайта өндеуге жарамды. Сорбциялық аппараттардың көлемі бірнеше жүздеген метр кубтерге жетеді. Аппараттардың үлкен өнімділігі технологиялық сымдардың санын ең төменгі мәнге дейін қысқартуға мүмкіндік береді.
Аппараттарда жылжитын бөліктер мен құрылғылар жоқ үрдіс женіл автоматтандырылады және өте төзімді. Ионитті тасымалдау өте қарапайым орындалады. Олардын төзімділігіне аэролифттердің қолданылуының көп әсері бар. Аппараттын принциптік кұрылғысы 6.16-суретте көрсетілген.
Ионит пен коймалжынның араласуын орталық аэролифт құбырының көмегімен жүзеге асырады. Екінші аэролифттің көмегімен қоймалжын ионит-пен бірге бөлгіш қондырғыға даттанбайтын болаттан немесе ұяшықтары - 0,35-0,45 мм синтетикалық материалдардан жасалған тор түрінде жіберіледі.
6.16-сурет. Уранды тығыз қоймалжындардан үздіксіз сорбциялауға арналған аппарат нобайы:
1 - аппарат корпусы; 2 - бөлгіш қондырғы; 3 - шайырлы коймалжынға арналған аэролифт; 4 - шайырға арналған аэролифт; 5 - араластыруға арналған аэролифт.
Аппараттар іс жүзінде түрлі тығыздыктағы коймалжындарды (мысалы, Қ:С=1:1) сағатына тордың 1 м2 бетіне 100 м3 өнімділікпен қайта өндеуді қамтамасыз етеді.
Үздіксіз кері ағынды сорбциялау және соңынан десорбциялау үрдісіне арналған аппараттар тізбегінің нобайы 6.17-суретте көрсетілген.
6.17-сурет. Уранның үздіксіз сорбция және десорбция үрдістерінің нобайы.
1 - коймалжынды қоректендіргіш; 2 - «пачук» типті сорбциялық аппараттар; 3 - шайырды артық қышқылдықтан шаюға арналған құбыр; 4 - бөлшектегіш; 5 - регенерациялауға арналған құбыр; 6 - шайырды коймалжыннан шаюға арналған кұбыр.
Уран гидрометаллургиясында, әсіресе кедей кендерді қайта өндегенде, неғұрлым көп еңбек және энергия шығынын камтитын үрдістері болып ерітіндіні орасан зор кен массасынан бөліп алу үрдістері саналады, яғни олар: сүзу, репульпация, кері ағынды декантация операциялары, сонымен катар кұнды компонент пен коспаларды таза уран қосылыстарын алу максаттарында бөлудің көптеген үрдістері. Сондықтан кедей урандық кендерді жоғары техника-экономикалық көрсеткіштермен қайта өндеудің мәселелерін шешу тек қоймалжыннан сорбциялау үрдісі кезінде ғана жүзеге асырылады. Біздің елімізде коймалжыннан сорбциялау үрдісін енгізу нәтижесінде бүкіл урандық өнеркәсіптің түпкілікті қайта кұрылуы жүргізілді. Қазақстанда сорбциялық үрдістің қолданылуымен урандық кендерді қайта өңдеудің технологиялық нобайы 6.18-суретте көрсетілген.
Қазақстанда ион алмасу әдістерін өнеркәсіптік игеру - еліміздің уран технологиясының дамуын ғылыми -техникалық прогрестің әлемдік дәрежесіне жеткізді.
Уранды қоймалжыннан сорбциялау нобайын шет елде тек АҚШ-та қолданады және де бүл нобайлар қазіргі уақытта кеңес ғалымы Б.Н. Ласкориннің жұмыстарымен (1960 ж жарияланған) жетілдірілген.
6.18-сурет. Қазақстанда урандық кендерді қайта өндеудің технологиялық нобайы
Кейбір американдық өндірістерде контейнерлерде сорбциялау, кейінгі кезде үздіксіз кері ағынды сорбциялаумен (Қазақстандағыға ұқсас) алмастырылған. Алайда, АҚШ-та бұл әдісті механикалық агитаторда жүргізуді жөн санайды (шайыр мен қоймалжынды біздікіндей әдіспен бөледі).
Жоғарыда айтылып кеткен Джеффри-Ситидағы «Вестерн Ньюклеар» фирмасының зауыты 1966 ж. контейнерлік әдісті алмастырған, уранның қоймалжыннан үздіксіз сорбциялануын қолдана отырып, урандық концентраттарды өндіру масштабын кеңейтті. Уранды қоймалжыннан сорбциялауды диаметрі -3,9 м және биіктігі -4,2 м сегіз механикалық агитаторларда жүзеге асырады. Бұл зауытта да, Блюуотер зауыттарындағыдай элюатты экстракциялық қайта тазалау нобайы қабылданған.
6.19-сурет. «Юнион карбайд» (АҚШ) зауытының технологиялық нобайы
1-бөлшектенген кен; 2-кен қоймасы; 3-су; 4-щепа; 5-шаймалауға арналған чандар; 6-қысымдаушы ыдыс; 7-сорбциялық бөлімнің коректенуіне арналған чан; 8-құмның бөлінуі және жуылуы; 9-қалдықтар қоймасына; 10 - айналмалы ерітінді (үгіту, шаймалау, классификациялауға); 11-шайыр қабылдағыш; 12-жуынды сулар айналымға; 13-ауа; 14 -сорбциялау бөлімі; 15-қалдықты шламды коймалжын; 16-қанықкан шайыр; 17-десорбциядан кейінгі шайыр; 18- десорбциялау бөлімі; 19-элюирлеуші ерітінді; 20-тауарлық регенератқа арналған ыдыс; 21-элюирлеуші ерітіндіні сақтайтын ыдыс; 22-уранды тұндырғаннан кейінгі ерітінді; 23-уранды аммиакпен тұндыру; 24-кек; 25-шаң. ұстағыш; 26-сорғыш - желдеткіш; 27-коймалжын (шаңдар); 28-кептіргіш; 29-урандық химиялық концентратты барабанға тиеу.
Гес-Хилстегі «Федерал Америкэн партнерз» және «Юнион карбайд» фирмаларынын зауыттарында да уранды қоймалжыннан үздіксіз кері ағынды сорбциялау әдісін қолданады. «Юнион карбайд» фирмасынын зауытында бұл үрдісті «ауада араластырғыш» агитаторда жүзеге асырады.
Шайырдың сатылар арасында орын алмастыруы үшін аэролифті қолдануымен қатар, ауаның қатысуында араластыру әдісі де ескеріледі, өйткені бұл әдіс шайыр шығының едәуір төмендетеді. Уранның шала тотық-тотығы алынғанға дейін аммоний полиуранатын қыздырғаннан кейін соңғы өнімнің едәуір таза алынуы үшін, «Юнион карбайд» фирмасы элюатты экстракциялап қайта тазалауға арналған цехты жабдықтайды. «Юнион карбайд» фирмасы зауытының технологиялық нобайы 6.19- суретте көрсетілген. Бұл өнеркәсіп уранды кендерді жерасты шаймалаумен айналысады және жер астына кендік денеге ерітінді (сода немесе қышқыл) бермес бұрын оған оттегімен қаныққан көбік ендіру әдісін патенттелінген.