Введение
1 Окислительно-восстановительные процессы в технологии выщелачивания урана из руд 12
1.1 Современные представления о механизмах окислительно-восстановительных реакций 12
1.2 Использование кислорода и железа (III) в качестве окислителя урана (IV) 14
1.3 Процессы окисления с использованием оксидов азота и солей азотистой кислоты 17
1.4 Процессы выщелачивания урана в присутствии пиролюзита 20
1.5 Процессы кислородного окисления Fe(II) с использованием катализаторов: диоксида серы, активированного угля 20
1.6 Бактериальное и электрохимическое окисление Fe(II) 21
1.7 Способы выщелачивания урана из руд 22
1.7.1 Агитационное выщелачивание 22
1.7.2 Перколяционное выщелачивание 23
1.8 Термодинамические предпосылки процесса СПВ урана с использованием окислителей 25
1.9 Способы подземного выщелачивания урана 27
1.9.1 Кислотное выщелачивание урана 27
1.9.2 Карбонатное выщелачивание урана 28
1.9.3 Бикарбонатно-кислотное выщелачивание урана 29
1.9.4 Выщелачивание с использованием природных реагентов 30
1.10 Выводы и постановка задач исследования 31
2 Особенности урановой минерализации Далматовского месторождения 33
2.1 Методики проведения исследований 33
2.1.1 Подготовка проб 33
2.1.2 Химический анализ 33
2.1.3 Рентгенофазовый анализ 33
2.1.4 Оптическая микроскопия 33
2.2 Экспериментальная часть 34
2.3 Выводы 44
3 Выбор и обоснование использования окислителей при СПВ 45
3.1 Методики проведения исследований 45
3.1.1 Методика тестирования выщелачиваемое 45
3.1.2 Инфракрасная спектроскопия 47
3.1.3 Химический анализ 47
3.2 Влияние природы и расходов реагентов (К2СГ2О7, NaN02, Н202, Мп02) на показатели окисления Fe(II) врастворах СПВ 48
3.3 Влияние концентрации валентных форм железа в выщелачивающих растворах на показатели извлечения элементов из руд 52
3.4 Влияние природы и расхода реагентов-окислителей (К2Сг207, NaN02, Н202, Мп02) на показатели выщелачивания 59
3.5 Влияние гидролиза Ре(ІІІ)-ионов и избыточной концентрации кислоты в растворе на процессы выщелачивания руд 62
3.6 Выщелачивание попутных ценных компонентов (рения, молибдена, ванадия и иттрия) с участием солей железа (III) и азотистой кислоты 74
3.7 Поведение рудного органического вещества при выщелачивании с участием солей железа (III) и азотистой кислоты 78
3.8 Поведение пирита в сернокислых растворах выщелачивания 83
3.9 Выводы 90
4 Моделирование процессов выщелачивания с использованием окислителей в агитационном режиме 91
4.1 Методики исследований 91
4.2 Порядок реакции выщелачивания урана по Fe(III)n нитриту натрия 94
4.3 Энергия активации процесса выщелачивания в отсутствии Fe(III) в растворе 99
4.4 Энергия активации процесса выщелачивания в присутствии Fe(III) в растворе 101
4.5 Энергия активации процесса выщелачивания в присутствии солей азотистой кислоты 103
4.6 Выводы 108
5 Окислительно-восстановительные процессы в системе Fe(II)-02-NaN02-H20 109
5.1 Методики исследований 109
5.1.1 Исследование выделения газообразных продуктов в процессе окисления 109
5.1.2 Химический анализ 110
5.1.3 Измерение тепловых эффектов реакции 111
5.2 Особенности протекания процессов окисления Fe(II) нитритом натрия с участием кислорода 111
5.3 Химическое равновесие в системе Fe(II) - 02 - NaN02-H20 118
5.4 Тепловой эффект взаимодействия нитрита натрия с раствором сульфата железа (II) 123
5.5 Выводы 125
6 Оптимизация технологических параметров модели в перколяционом режиме 126
6.1 Методика моделирования процесса СПВ 126
6.2 Использование повышенных концентраций Fe(III) при выщелачивании 127
6.3 Выщелачивание в присутствии нитрита натрия 134
6.4 Предлагаемая технологическая схема использования окислителя при СПВ урана 140
6.5 Испытания нитрита натрия в качестве окислителя в промышленных условиях 141
6.6 Выводы 146
Заключение 148
Список использованных источников 150
Приложение А 165
