Скважинное подземное выщелачивание урана из трещиноватых кристаллических рудоносных пород месторождения березовое для повышения


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
СКВАЖИННОЕ ПОДЗЕМНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ УРАНА ИЗ ТРЕЩИНОВАТЫХ
КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РУДОНОСНЫХ ПОРОД МЕСТОРОЖДЕНИЯ БЕРЕЗОВОЕ
ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ОБЪЕКТА

Заболоцкий А.И, д.
г
-
м.н
.*, Руденко А.А.
к.г
-
м.н
**,
Мартыненко
В.Г.**,

Новгородцев А.А.**, Хижняков Ю.А.***


*ОАО
Атомредметзолото
», Москва, Россия,

**ЗАО «РУСБУРМАШ», Москва, Россия,

*** ЗАО УДК «Горное», Москва, Россия
Москва 2011
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
2
Историческая
справка
Первые патенты на подземное выщелачивание (ПВ) металлов появились в
России еще в 1896г. Был запатентован "Способ добывания золота и иных
благородных металлов путем прямого выщелачивания залежей".
В 30
-
60гг. 20века проводились опытные работы и промышленная добыча
меди способом ПВ.
К 70
-
80гг. 20 века СПВ становится главным способом добычи урана
Для скальных месторождений урана ПВ применяется исключительно в
варианте блочного выщелачивания
C
1994 года в практику российской золотодобычи начала внедряться
технология ПВ золота, меди, никеля в корах выветривания на Среднем Урале

Гагарское, Маминское, Долгий Мыс, Верхотурское, Гумешевское, Рогожинское.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
3
Современный опыт ПВ в скальных массивах
Показа
тели
Гумешевский рудник ПВ
меди
Гагарский рудник ПВ
золота
Опытный уч
-
к ПВ
Ni
на Рогожинском
месторождении
Тип руд
Выветрелые скарны.
Значительная часть руд
представлена
скальными бурыми
железняками
.
Кора выветривания по
золотоносным
березитам. Не менее
25% руд
-
дезинтегрированные
щебенистые
метасоматиты.
Выветрелые
никеленосные
серпентиниты ниже
дна карьера. Не менее
30%
-
дезинтегрированные
скальные руды.
Статус
Опытно
-
промышленная
отработка
.
ТЭО
постоянных
кондиций
под
ПВ
.
Промышленная
отработка. Запасы
защищены в ГКЗ под ПВ.
Опытные работы.
ТЭО временных
кондиций в стадии
согласования.
Период
2004
-
2010г.г
1994
-
2010г.г.
2008
-
2010г.г.
Произв
-
ость
400
-
450 м
3
/час,
5000т ка
-
й меди в год,
40м
3
/час.
50
-
100 А
u
кг/год
10 м
3
/час.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
4
Современный опыт ПВ в скальных массивах
Гумешевское месторождение меди
Выщелачиваются в том числе бурожелезняковые скальные руды
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
5
Необходимые и достаточные условия для ПВ урана«in situ»
на коренных месторождениях
Рудные залежи должны быть обводнены или частично обводнены͖
Урансодержащие рудные залежи должны быть проницаемыми
;
Структурно
-
текстурные характеристики руд должны обеспечивать
доступность полезной минерализации для выщелачивающих растворов͖
Уран связан с выщелачиваемыми минеральными формами (преобладание 6
-
тивалентных форм)͖
отсутствие непреодолимых экологических факторов
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
6
Месторождение Березовое

наиболее
перспективный объект для СПВ.
Запасы по категориям
На 31.03. 2010г утвержденные ГКЗ запасы категории С
2
-
716 т при С
ср.

0,173%,
С
борт.
-
0,03% .
Обоснованный в ТЭО кондиций способ освоения

карьер и кучное выщелачивание,
но из
-
за малого объема запасов реализация такого проекта проблематична.
Забалансовые для горного способа добычи запасы категории
С
2
составляют 2845
т. (С
ср
.

0,109%.)
Прогнозные ресурсы категории Р
1
-
3,0
-
3,5 тыс.т
Забалансовые запасы и прогнозные ресурсы могут стать сырьевой базой для
добычи способом СПВ, что обеспечивает на порядок более высокий уровень
экономической привлекательности месторождения.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
Геологическое строение рудной залежи 1
-
1
Оруденение приурочено к раздробленным, брекчированным измененным гранитам
Простирание
-
470м, по падению (70
-
75
°
) залежь оконтурена на глубине 600
м
Средняя мощность залежи
-
8,9
м (0,5
-
до 26,1м)
Содержание урана
-
крайне неравномерное от 0,05 до 0,818%, среднее
-
0,173%.
Наиболее обогащенная
-
приповерхностная часть рудной залежи.
Урановая минерализация
-
рассеянная вкрапленность, иногда
-
скопления гнезд 3
-
10
см, короткие
-
до десятка
см прожилки небольшой (
мм) мощности.
План
Разрез
7
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
8
Вещественный состав руд Березового месторождения
Генезис
-
гидротермальное
преобразование
гранитоидов
по
тектонической
зоне
с
образованием
микробрекчий
.
Минеральный
состав
:
рудные
-
пирит,
коффинит,
настуран
(вкрапленность
и
скопления
в
цементе),
цемент
-
монтмориллонит,
цеолит,
анкерит,
хлорит,
Зона
окисления
проявлена
на
всю
глубину
вскрытия
месторождения
(
700
м)
.
Отчетливая
вертикальная
зональность
урановых
минералов
:
0
,
5
-
2
,
5
м
-
урановые
минералы
отсутствуют
;

2
,
5
м

отенит,
реже
уранофан
и
бета
-
уранотил,
склодовскит
и
карбонаты
урана
;

2
0
-
30
м
-
преимущественно
уранофан
и
бета
-
уранотил,
редко
склодовскит
;

165
м
-
силикаты
уранила
-
бета
-
уранотил,
менее
уранофан
.
Гипогенные
рудные
минералы
-
реликты
.
Несмотря
на
интенсивную
проработку
зоны
окисления
существенного
перераспределения
урана
не
было
.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
9
Технологические свойства руд
На
близком
аналоге
Березового
месторождении
Горном
проведены
:
-
опыт
блочного
ПВ
в
инфильтрационном
режиме,
-
опыты
по
кучному
выщелачиванию
;
-
получены
принципиальные
результаты
по
ПВ
in
situ
в
инфильтрационном
режиме
.
По
аналогии
с
результатами
этих
опытов
можно
прогнозировать
весьма
благоприятные
технологические
показатели
ПВ
руд
Березового
месторождения
:
-
Степень
извлечения
-
70
%
;
-
Скорость
выщелачивания
-
0
,
1
%
в
сут
.;
-
Продолжительность
выщелачивания
-
2
-
3
года
;
-
Кислотоемкость
-
30
-
40
кг/т
.;
-
Удельный
расход
кислоты,
50
-
70
кг/кг
.;
-
Средняя
концентрация
урана
в
растворах
-
100
-
150
мг/л
.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда
месторождения Березовое
10
Гидрогеологические условия
Порово
-
пластовые
воды
рыхлых
четвертичных
отложений
распространены
в
зоне
долин

вне
пределов
рудного
поля
.
Рудные
тела
в
зонах
тектонических
нарушений
обводнены
.
Водопроницаемость
-
высокая,
водообильность
невыдержанная
.
Вмещающие
гранитоиды
-
слабоводопроинцаемы
.
Статический
уровень
подземных
вод
-
4
-
15
м,
реже
до
20
-
25
м
и
в
единичных
случаях
до
40
-
94
м
.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
11
Перспективы успеха СПВ на Березовом месторождении
1.
Бесперспективность горного способа отработки:
-
запасы, пригодные для отработки карьером , составляют менее 20% ͖
-
подземный способ не приемлем по экономическим критериям
2.
Благоприятная геолого
-
структурная позиция месторождения:
-
крутопадающие тела в тектонических проницаемых зонах среди условно
водоупорных гранитов͖
-
уран связан с хорошо растворимыми минералами͖
-
урановая минерализация является наложенной на вмещающие породы, что
обеспечивает доступность растворов к полезному компоненту͖
-
благоприятные технологические показатели по месторождению

аналогу
Горному: степень извлечения
-
70%, кислотоемкость
-
30
-
40кг/т, удельный расход
кислоты, 50
-
70 кг/кг, ср. концентрация урана в растворах
-
100
-
150мг/л.
3.
Возможность снижения бортовых содержаний металла в руде, при значительном
экономическом эффекте, по сравнению с традиционным (горным) способом добычи.
Например, для неконтрастных руд песчаникового типа снижение борта по
mc
с
0,03
m
% до 0,01
m
%
-
приводит к увеличению запасов урана более чем в 2 раза.
4.
Проектирование предприятия можно вести на базе запасов категории С2, а
собственно геологическую разведку можно совместить со строительством
технологического полигона.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
12
А
Б
А.
Закачка в инфильтрационные прудки (траншеи), откачка через откачные
вертикальные/наклонные скважины. Обеспечивает
-
наиболее равномерное
орошение и выщелачивание необводненных руд.
Б.
Закачка через густую сеть скважин и откачка через
вертикальные/наклонные скважины
-
применима ниже УГВ.
Принципиальные схемы систем разработки СПВ скальных объектов
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
В
.
Выщелачивающий контур формируется между верхним и нижним фильтром универсальной
скважины, пробуренной вдоль рудного тела . Применима ниже УГВ. Позволяет выщелачивать
более избирательно (патенты).
Г.
Отработка блоками "сверху вниз" позволяет максимально долго держать руду в зоне
реакции и поддерживать стабильную концентрацию урана в растворах.
Принципиальные схемы систем разработки СПВ скальных объектов
Г
В
Примечание:
Все системы требуют дополнительных скважин:
-
наблюдательных, барражных, скважин
перехвата, в зависимости от конкретных геолого
-
гидрогеологических условий. Возможна интенсификация
процессов за счет дробления руд на месте залегания.
13
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
14
Основы экологической безопасности
А. Способ ПВ

по комплексу факторов является щадящим͖
Б. Опыт ПВ урана месторождений пластового типа
-
решение проблем радиоактивности͖
Б. Опыт ПВ металлов на Ср. Урале

основа решения проблем общего характера.
Комплекс мероприятий охраны подземных вод при ПВ на Ср. Урале
1
-
применение систем разработки и
режимов, исключающих растекание
растворов
Гагарка
.
Основные
решения
связаны
с
компенсацией
естественного
потока

системы
барражные,
перехвата,
дебалансные
.
2

комплекс
приемов,
позволяющих
оперативно
устранять
аварийные
растекания
Гумешки. Режим постоянного перехвата и
возврата сосредоточение откачки в низовой
части при развитии
3

комплекс средств и технологических
приемов очистки подземных вод от
допущенных загрязнений
Кировградские огарки. Проектируется
постоянный сброс очищенных растворов.
4
-
организация санитарно
-
защитной
зоны (СЗЗ) водоносного горизонта
Три
пояса
СЗЗ
:
временных
технологических
растеканий,
аварийных
утечек
и
чистая
зона
.
5
-
организация технологического и
экологического мониторинга
Регламент включает плотность сети
мониторинга, периодичность опробования,
перечень анализируемых компонентов, режим
мониторинга.
6
-
рекультивация водоносного
комплекса после завершения
отработки
Способы рекультивации: А

очистка растворов на
поверхности, группа Б
-
рекультивация в недрах
(попутная, принудительная, самоочищение).
Концепция разрабатывалась 15лет. Гагарка работает без претензий вблизи крупного водозабора,
Гумешки

5 лет в бассейне р.Чусовой

источник водоснабжения мегаполиса.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
15
Основы экологической безопасности
А. Способ ПВ

по комплексу факторов является щадящим͖
Б. Опыт ПВ урана месторождений пластового типа
-
решение проблем радиоактивности͖
Б. Опыт ПВ металлов на Ср. Урале

основа решения проблем общего характера.
Комплекс мероприятий охраны подземных вод при ПВ на Ср. Урале
1
-
применение систем разработки и
режимов, исключающих растекание
растворов
Гагарка
.
Основные
решения
связаны
с
компенсацией
естественного
потока

системы
барражные,
перехвата,
дебалансные
.
2

комплекс
приемов,
позволяющих
оперативно
устранять
аварийные
растекания
Гумешки. Режим постоянного перехвата и
возврата сосредоточение откачки в низовой
части при развитии
3

комплекс средств и технологических
приемов очистки подземных вод от
допущенных загрязнений
Кировградские огарки. Проектируется
постоянный сброс очищенных растворов.
4
-
организация санитарно
-
защитной
зоны (СЗЗ) водоносного горизонта
Три
пояса
СЗЗ
:
временных
технологических
растеканий,
аварийных
утечек
и
чистая
зона
.
5
-
организация технологического и
экологического мониторинга
Регламент включает плотность сети
мониторинга, периодичность опробования,
перечень анализируемых компонентов, режим
мониторинга.
6
-
рекультивация водоносного
комплекса после завершения
отработки
Способы рекультивации: А

очистка растворов на
поверхности, группа Б
-
рекультивация в недрах
(попутная, принудительная, самоочищение).
Концепция разрабатывалась 15лет. Гагарка работает без претензий вблизи крупного водозабора,
Гумешки

5 лет в бассейне р.Чусовой

источник водоснабжения мегаполиса.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
16
Экономический блок и риски
Соотношение себестоимости готовой продукции при
добыче СПВ, кучным выщелачивание (КВ) и традиционными
способами (ТС).
1
.
Риски
«человеческого
фактора»
на
этапах
исследований
-
ошибки
в
проведении
работ,
ведущие
к
отрицательным
результатам
.
Минимизируется
привлечением
квалифицированных
специалистов,
поэтапным
планированием
экспериментов
.
2
.
Риски
специфики
месторождения
.
Для
снижения
риска
необходимо
иметь
для
исследований
более
широкий
спектр
знаний
об
объекте
.
3
.
Риски
экономического
и
политического
развития
.
Низкие
капитальные
вложения
и
возможность
варьирования
производительностью
снижают
риски
.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
1
9
Резюме
Отработка
месторождения
урана
«Березовое»
без
использования
СПВ
отработка
не
может
быть
полной
и
экономически
непривлекательна
..
Основные
факторы,
определяющие
пригодность
месторождения
к
отработке
способом
ПВ,
благоприятны
.
Современный
опыт
ПВ
в
аналогичных
условиях
позволяет
разработать
системы
разработки,
обеспечивающие
эффективную
добычу
урана
и
экологическую
безопасность
.
Месторождение
Березовое
можно
рассматривать
как
пионерный
объект,
реализация
проекта
СПВ
на
котором
позволит
получить
инструмент
для
малых
месторождений,
а
также
флангов
и
забалансовых
тел
на
объектах
горной
добычи
модульными
установками,
проводить
комбинированную
отработку
месторождений
.
Первоочередные
задачи
:
-
изучение
гидрогеологических
условий
месторождения
и
моделирование
процесса
ПВ
с
использованием
индикаторов
на
опытном
кусте

планируется
проведение
в
2011
г
.
-
лабораторные
технологические
исследования
на
кусковом
материале
для
оценки
основных
технологических
показателей
выщелачивания
.
-
проведение
полномасштабных
опытно
-
промышленных
испытаний
.
Планируются
на
2012
-
2013
годы
.
Внедрение СПВ урана из кристаллических руда месторождения Березовое
Спасибо за внимание

Приложенные файлы

  • pdf 3228520
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий