VÝROBA CHEMICKÉHO KONCENTRÁTU URANU

(Chemická úpravna uranu v Dolní Rožínce)

 

 

1. Zpracovávaná ruda na ZCHÚ Dolní Rožínka

 

    1.1 Složení rudy z ložiska Rožná

Základem těžené rudy je amfiboliticko - biotitická rula dále pak biotit, živec, křemen, pyrit, chlorit, jílové materiály, grafit, karbonáty, uranové minerály, smolinec, coffinit, uranové černě a silikáty uranu.

Uran je v rudě přítomný jako: UVI+ - dobře loužitelný

UIV+ - obtížně loužitelný (pouze po předchozí oxidaci vzduchem za přítomnosti katalyzátoru)

 

                                   

 

    1.2 Schéma cyklu výroby CHKÚ

 

 

Transport rudy

Ruda je transportována na chemickou úpravnu automobily. Buldozerem je pak ruda nahrnována do přijímacího zásobníku odkud šikmý pás dopraví rudu do zásobníku mlýnů.

 

Mletí rudy

V rámci předúpravy uranové rudy se používají 2 stupně mletí a 2 stupně třídění:

    mletí

        1. stupeň → mlýn č. 1, 2, příp. 3

        2. stupeň → mlýn č. 4

    třídění:

        1. stupeň → spirálové klasifikátory

        2. stupeň → hydrocyklóny

       

Výsledná velikost částic

0,150 mm - max. 5 %

0,074 mm - min. 70 %

 

Zahuštění rud

Rmut je zahušťován ze 1100 g/dm3 na požadovanou hustotu 1500 g/dm3 a to ve 2 stupních. K zahušťování se používá 5 sedimentačních nádrží typu Dorr o průměru 24 m a objemu 1200 m3. Vyčeřená voda je použita při mletí rudy.

1. stupeň zahušťování probíhá v sedimentačních nádržích Z3 a Z4 a to za přídavku flokulantu a CuSO4. Průtok do sekce alkalického loužení je 30 m3/h.

2. stupeň zahušťování probíhá v sedimentační nádrži Z5 po promytí rmutu po alkalickém loužení, kde dochází také k ochlazení rmutu před sorpcí.

 

Alkalické loužení

V této fázi chemického procesu dochází k vyloužení U z pevné do kapalné fáze působením sody (Na2CO3) ve formě uranylkarbonátu.

Linka alkalického loužení sestává z 8 kónických kolon o výšce 21 m a pracovním objemu 550 m3.  Jednotlivé kolony jsou navzájem spojeny kaskádovitými přepady.  Rmut je v kolonách promícháván vzduchem při teplotě loužení 80 °C. Koncentrace sody, jako loužícího činidla, je 10 g/l při době loužení 5 dnů. Výtěžnost procesu alkalického loužení dosahuje 90 %.

 

Alkalická sorpce

Po alkalickém loužení  je výluh spolu se rmutem přiveden na linku alkalické sorpce (sorbent in pulp). Zde dochází k sorpci vylouženého U z kapalné fáze na ionex při protiproudém dávkování ionexu a rmutu.

Linka alkalické sorpce sestává z 8 kónických kolon o výšce 15 m a pracovním objemu 50 m3.  Mezi jednotlivými kolonami jsou opět kaskádovité přepady.  Na bubnových sítech pak dochází k oddělení kapalné a pevné fáze. Míchání je zajištěno vzduchem a teplota nepřesahuje 45 °C.

Množství U v kapalné fázi před alkalickou sorpcí

500 mg/l

Množství U v kapalné fázi po alkalické sorpci

< 10 mg/l

Množství U na ionexu před alkalickou sorpcí

0,3 g/l

Množství U na ionexu po alkalické sorpci

12 g/l

 

Eluce

Před samotnou elucí dochází nejprve k promytí ionexu na rotačních sítech, kde se oddělí ionex od rmutu. Během eluce je pak ionex promýván elučním roztokem o teplotě 45 °C, čímž dochází k desorpci uranu.

Linka eluce sestává ze 2 předřadných kolon, které fungují jako zásobní kolony pro ionex  a 2 pulzačních kolon, ve kterých jsou tlakovým vzduchem vytvářeny pulzy. Ionex je veden centrální rourou do spodní části kolony, kde se za pomocí pulzů posunuje vzhůru a U je postupně eluován. Eluční roztok je přiváděn do horní části kolony, eluát je pak ze spodní části kolony veden na společné procesy.

 

Společné procesy

Mezi tzv. společné procesy patří rozkyselení, vysrážení a promytí U-koncentrátu. Linka společných procesů sestává ze 4 kónických kolon a zahušťovače. Kolony jsou míchány vzduchem. V první koloně (2 SPK) dochází k odstranění karbonátů z eluátu rozkyselením pomocí H2SO4 při pH 3 – 4. V dalších 2 kolonách (3 SPK a 4 SPK) dochází k předsrážení U-koncentrátu zbytkovým čpavkem z absorbéru. V poslední koloně (5 SPK) probíhá srážení eluátu čpavkem při pH 7-8.

V zahušťovači (Z8) probíhá s pomocí flokulantu sedimentace sraženého (NH4)2U2O7. Sediment U-koncentrátu (diuranátu amonného) je pak čerpán na přečištění a promytí.

 

Rafinace U-koncentrátu

Rafinace U-koncentrátu sestává ze 3 stupňů:

Čpavková rafinace:

Čpavkem vysrážený U-koncentrát (pH = 9,8) je filtrován na kalolisu. Dochází zde také k odstranění molybdenu (vytvoření komplexu Mo s NH3).

Speciální rafinace:

V této fázi je prováděno rozkyselení pomocí HNO3 při pH 2, kdy dochází k rozpuštění U-koncentrátu a nerozpustné látky jsou pak filtrovány na kalolisu.  Roztok U-koncentrátu je pak čerpán na opětovné vysrážení pomocí NH3 při pH 7.

Vodní rafinace

Vodní rafinace sestává ze 2 stupňů promytí vysráženého U-koncentrátu důlní vodou a filtrace na kalolisu, kde dojde k odstranění rozpustných látek ve vodě. Po 2. stupni promývání je koncentrát připraven na sušení.

 

Sušení a expedice

V posledním technologickém stupni chemické úpravy uranu dochází k sušení, homogenizaci a odstranění hrubších frakcí. Koncentrát uranu (diuranát amonný) je pak podroben vzorkování, vážení a balení.

Hrubší podíly v U-koncentrátu jsou odstraňovány na vibračním sítě.  Sušení pak probíhá v proudu spalin topného plynu ve spalovací komoře (plyn je smíchán s atmosférickým vzduchem), kdy je U-koncentrát rozstřikován atomizérem proti proudu spalin.

Diuranát amonný ((NH4)2U2O7) je skladován a expedován ve 200 l transportních ocelových sudech.

 

 

 

 

 

Schéma úpravny uranu v Dolní Rožínce