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
1.2. Cơ sở lý thuyết q trình hịa tách quặng urani [4,5,9,17,22,27,30]
Hồ tách là cơng đoạn khó khăn, tốn kém và chiếm nhiều chi phí, thời gian nhất. Do đó nói đến lựa chọn giải pháp cơng nghệ trước hết cần phải nói đến việc lựa chọn phương pháp nào cho cơng đoạn hịa tách để đạt hiệu quả nhất. Như vậy, hoà tách là cơng đoạn quan trọng của q trình xử lý quặng urani. Mục tiêu chủ yếu của q trình hồ tách trong cơng nghệ xử lý quặng urani là tách chọn lọc và triệt để urani ra khỏi quặng. Để lựa chọn được phương pháp hịa tách thích hợp cho từng loại quặng cụ thể cần căn cứ vào các yếu tố chính như sau:
- Lượng và loại tác nhân hòa tách mà giá thành của nó chiếm chủ yếu cho q trình hịa tách và địi hỏi duy trì các điều kiện hồ tách thích hợp khác.
- Nồng độ của tạp chất trong dung dịch hồ tách mà chúng sẽ có ảnh hưởng lớn đến các cơng đoạn sau như chiết, trao đổi ion, kết tủa và xử lý nước thải.
- Sự đòi hỏi công đoạn nghiền, thiết bị phân chia rắn lỏng của q trình hồ tách và ảnh hưởng đến lựa chọn chơn cất thải và các đặc tính của thải.
Về việc lựa chọn tác nhân hòa tách: Quặng urani có thể được xử lý bằng tác nhân axit (H2SO4, HNO3, HCl), hoặc tác nhân kiềm (hệ hỗn hợp NaCO3 – NaHCO3). Nói chung thì hồ tách bằng tác nhân kiềm có ưu điểm là khơng chọn lọc hơn so với hoà tách bằng axit và tác nhân này thường được sử dụng để xử lý các loại quặng urani chứa hàm lượng cacbonat cao, bởi lẽ khi lượng cacbonat cao sẽ tiêu tốn một lượng lớn axit (trong trường hợp dùng tác nhân hồ tách là axit). Thơng thường theo kinh nghiệm của thế giới thì nếu hàm lượng cacbonat trong quặng lớn hơn 7 - 9% sử dụng phương pháp hoà tách bằng kiềm sẽ kinh tế hơn, tuy nhiên các yếu tố khác cũng cần được xem xét. Các yếu tố đó là: hiệu suất hoà tách, lượng nước sử dụng (đặc biệt là ở các vùng sâu, vùng xa), năng lượng tiêu tốn, đòi hỏi chất lượng của sản phẩm và các khía cạnh mơi trường.
Những cơng nghệ hồ tách chính thường dùng hiện nay là:
- Hồ tách khuấy trộn tại áp suất khí quyển. - Hoà tách dưới áp suất cao.
- Trộn ủ quặng với axit. - Hoà tách đống bằng axit.
- Hoà tách ngầm dưới mặt đất bằng phương pháp cacbonat.
Người ta thường sắp xếp q trình hồ tách vào 2 loại:
- Hồ tách khuấy trộn, trong đó pha rắn (quặng và chất oxy hoá) dưới dạng hạt nhỏ và pha lỏng (tác nhân hoà tách và sản phẩm hoà tách) đều ở trạng thái chuyển động.
- Hoà tách tĩnh (hoà tách đống, hoà tách tại chỗ, hoà tách ngầm). Trong quá trình này pha lỏng chuyển động qua lớp quặng rắn đứng yên.
Các tác nhân khác nhau thường được dùng để chuyển urani từ quặng vào pha lỏng là: H2SO4, HNO3, HCl, Na2CO3, NaHCO3...
Phải căn cứ vào quy mô, cấu trúc địa chất mỏ và hàm lượng urani, vào đặc điểm thành phần và cấu trúc khoáng vật quặng mà lựa chọn công nghệ hồ tách thích hợp.
Dưới đây là các phương pháp và các kỹ thuật sử dụng trong cơng nghệ hịa tách quặng urani đã thực hiện trên thế giới