2. Đã đưa ra quy trình hòa tách quặng theo phương pháp hòa tách đống và xác định được các thông số thích hợp để xử lý quặng urani nghèo theo phương
1.3.2.1. Khả năng thấm
Lý thuyết thấm xét chuyển động không ngừng của nước trong các khe nứt, lỗ rỗng của vật rắn và các sản phẩm của vật rắn. Tính đa dạng, phức tạp của vật liệu cũng như của môi trường chất rắn làm cho việc nghiên cứu các dòng thấm trở nên khó khăn hơn so với việc nghiên cứu các dòng chảy trên mặt. Để nghiên cứu dòng thấm, người ta cần mơ hình hóa các lỗ rỗng và khe nứt thành tập hợp các ống trụ trịn, khi đó dịng thấm được thay thế bằng dịng chảy trong ống. Do quan hệ giữa dịng thấm và đường kính của các ống trụ trịn, cũng như do tính chất của vật liệu, do sức cản mà người ta chia làm hai loại là dòng chảy dòng và chảy rối. Dòng chất lỏng đi qua phần trống xốp đã được nghiên cứu nhiều nhưng theo phương pháp lý thuyết hoặc quan hệ thực nghiệm chung đều không tiên đốn chính xác sự thấm của lớp quặng đã cho.
Hình 7. Sự thay đổi nồng độ urani trong dung dịch axit trong quá trình di chuyển liên tục của vùng hoà tách qua lớp quặng
Trong đó: 1- vùng chứa khống urani 2- vùng làm giàu thứ cấp
3- vùng cân bằng nồng độ urani trong dung dịch 4- vùng hoà tách
5- vùng urani đã bị giảm đi
1 2 2 3 4 5 Hướng dịng dung dịch hồ tách
Qua tham khảo các tài liệu đã chỉ ra tốc độ thấm phụ thuộc vào 3 yếu tố: thời gian thấm, không gian thấm (chiều cao, tiết diện), ứng suất kéo, nén.
Tốc độ thấm chịu ảnh hưởng của nhiệt độ thông qua độ nhớt của dung dịch nhưng trong hòa tách thấm chỉ có phương án tiến hành ở nhiệt độ mơi trường nên yếu tố này không cần quan tâm nhiều. Tốc độ thấm phụ thuộc vào bản chất cấu trúc vật liệu, độ xốp của vật liệu, kích thước lỗ mao quản của vật liệu xốp.
Khả năng thấm không hiệu quả của đống là một trong những nguyên nhân thông thường nhất gây ra thất bại cho các dự án hoà tách đống. Khả năng thấm khơng hiệu quả có nghĩa là dịng dung dịch hồ tách chậm và kết quả nằm trong vùng thời gian hồ tách khơng kinh tế, hiệu suất thu hồi giảm do thấm ướt không hết toàn bộ đống. Ngược lại nếu đống quặng thấm quá dễ, thì thời gian tiếp xúc của dung dịch hồ tách và quặng sẽ khơng có hiệu quả và do vậy làm giảm hiệu suất thu hồi.
Một trong những nhân tố chính gây ra khả năng dẫn dung dịch thấp là những lớp sét và hạt nhỏ mịn trong quặng. Những hạt quặng nhỏ khoá các khoảng trống mao quản bên trong các hạt quặng, làm giảm khoảng trống và do vậy giảm khả năng thấm của quặng. Trong một số trường hợp hòa tách đống các quặng có hàm lượng khống cacbonat cao có các phản ứng sinh khí thường là giữa axit và các khống canxit, nếu q trình thốt khí khơng tốt thì các bọt khí này sẽ gây cản trở cho quá trình thấm dung dịch, dễ dẫn đến hiện tượng tắc, nghẽn.
Những vấn đề về khả năng thấm của đống cũng tăng lên trong các đống quặng nơi mà quặng trở nên rắn chắc do quá trình thực hiện xây dựng đống khơng đảm bảo và cẩu thả. Sự bền vững chắc hạt quặng hay quá trình phân rã của quặng trong suốt quá trình hoạt động của đống cũng sẽ dẫn đến những vấn đề về khả năng thấm. Hiện tượng kết tủa bên trong của những cấu tử như canxi, sắt, nếu hình thành trong q trình hoạt động của đống, cũng có thể làm giảm đáng kể khả năng thấm.
Thực tế trong q trình hồ tách quặng urani bằng axit sunfuric, do sự trung hoà axit dẫn đến hiện tượng kết tủa của urani đã hoà tan. Hiện tượng này tạo thành
một vùng di chuyển được làm giàu thứ cấp sau quá trình hồ tách. Urani đã kết tủa hồ tan lại khi có axit mới đi vào và lại kết tủa lại và tiếp tục như vậy.