Способ внутриотвального обогащения радиоактивных элементов

(и) 2002955С 41 Зб в) КЯ51)БРЕТЕН ЕИ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) СПОСОБ ВНУТРИОТВАЛЬНОГО ОБОГАЩЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение может быть использовано приотвалообразовании радиоактивных пород. Способвключает формирование дренажного основания,отсыпку на него выщелачиваемого и обогащаемого слоев,и обработку отвала растворами в период хранения. Новым является то, что формирование обогащаемого слоя осуществляют из отдельных слоев с преобладанием в каждом из них радиоактивных элементов от нижнего слоя к верхнему в порядке возрастания их растворимости в следующей последовательности: протактиний, торий, уран, радий, радон, При этом каждый отдельный слой формируют на основе минералов-осадителей преобладающего в нем радиоактивного элемента. Выцелачиваемый йой отсылают из пород, содержащих радиоактивные элементы 1 илгггзобртгеггие Относится к горной проглышг 18 ггности и может быть использовано при ОтоаГОооряэОВэнии,Наиболее близким к поедлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ селективного складирования и хранения хгзостоо, Включающий послойную укладку разнокачествев- ной горной массы, обеспечение селектионого растворения и Осаждения радиоактиВных сотые) г 1-О 13Недостатком данного способа является низкая Ого эффективность применения при с 1 гладирооаггии радиоактивных элементов с глизигли атомныг"и номеами, когда про" 1 схог;ит ООомест 1108 Осажд 8 ни 8 разных элементов, гго с близкими номерами.Цель изобретения заклгочается в повы шении эффективности перераспределения радиоактивных элег.гентов путем их селектиоггого растворения и осаждения,,Достигается это тем, что при осуществлении предлагаемого способа, Вкгпочающего формЬгр Ооа Н Ие д 811 ВЖНОГО ОСНОВсг Ния 1 СО- здание оыщелачиоаемого и обогащаемого слоео, Обработк Отоагга В Г 18 риОД хран 8" н ия раст вора м 11, Вы щелкая иВэе мы йл слой формиру,от из горных пород, содержащих радиоактивные элегяеггты В небоггьших количествах, Обогащаамые слои формируют в Опроделеннсй последовательности, причем каждый Обогащаемый слой содеркит В Основном определенный радиоактивный элемент о относительно высоких концентрациях на Основе минералов-осадителей Определеннь,х радиоактивных элементов, При этом нижним формируют слой из радиоактивггых пород на 1 лменее растворимых элементов, а Верхнигл - из радиоактивных пород наиболее быстро растворимых.В период хранения пород о результатЕпроцессов гипергенеза происходит последовательное выщелачивание радиоактивных элргиентов из выщелачиваемого слоя, последовательная их миграция и осаждение в соответствующих слоях, Необходимо отметить, что различная миграционная способность злементоо связана с различием не только их физико-механических (диаметр ядра, валентность и др,), химических (виды растворимых соединений и минералов), но и Оадиоактивных сойсв. установлена следующая последовательность растворения радиоактив 1 гых элементов: Рвйаг гТВРз.В результате таких процессов происходит селектионое обогащение Отдельных слоев Отвального массиьа до промышленных концентраций элементов. На чертеже представлен вариант схемыформирования отвала при осуществлении предлагаемгго способа.Отвал включает дренажный слой 1, обо гащаемые слои 2 и 3, выщелачиваемый слой4, источник 5.Способ осуществляется следующим образом, Первоначально формируют дренажный слой 1, причем в необходимых случаях 10 он может быть сформирован на антифильтрационном основании. Затем последовательно формируют обогащаемые слои 2 и 3 из некондиционных радиоактивных руд на основе минералов-осадителей соответст венно низкорастворимого радиоактивного элемента Х 1 с преимущественным его преобладанием, и быстрорастворимого радиоактивного элемента Х 2 также с преимущественным его преобладанием. Затем 20 формируют выщелачиваемый слой 4 на основе радиоактивных пород с низким содержанием элементов Х 1 и Х 2, В период хранения радиоактивных пород при обработке отвала атмосферными осадками или 25 растворами из источника 5 происходит вначале относительно быстрорастворимого элемента Х 2 из слоя 4, его миграция и осаждение в слое 3, затем растворение менее растворимого элемента Х 1, его миграция и 30 осаждение в слое 2. В результате происходит селективное обогащение радиоактивными элементами Х 1 и Х 2 соответственно слоев 2 и 3, что обуславливает целесообразность последующей валовой их переработ ки.Примером конкретного выполненияпредлагаемого способа служит складирование радиоактивных руд и пород.На спланированном участке формируют 40 фильтрационный слой 1 из щебня мощностью 0,5 м, Затем формируют обогащаемый слой 2 из некондиционных радиоактивных руд содеркание радиоактивных металлов 1,2 усл.ед) на основе сульфидов, например 45 галенита, с преобладанием урана мощностью б м, Необходимо отметить, что сул ь фиды являются сорбентами урана. Кроме ТОФ, при взаимодействии ураноносных кислых растворов, например, с карбонатами, 50 происходит их нейтрализация и осаждениеурана, после чего формируют обогащаемый слой 3 из некондиционных радийсодержащих руд гсодержание радия 0,6 усл.ед,), на основе, например, лимонита мощность 4 м,Радий сорбируется также окислами марганца и кремггистыми соединениями, Причем, кроме сульфатных растворов, радий мигрирует также в карбонатных, образуя при осаждении травертины, радиобарит и др, Затем формируют выщелачиваемый слой2002955 4 из пород с незначительным содержаниемурана и радия (0,3-0,1 усл.ед.) мощностью12 м,В период хранения в результате процессов выветривания происходит растворение из слоя 4 вначале более растворимогорадия, его миграция и осаждение в слое 3,затем менее растворимого урана, его миграция и осаждение в слое 2 (т.к. после осаждения радия осаждающая способность слоя 3 10уменьшилась), В результате содержание радия и урана соответственно слоях 3 и 2 достигает промышленных значений. 15каждом из них радиоактивных элементов от нижнего слоя к верхнему в порядке возрзстания их растворимости в следующей последовательности. протактиний, торий, 20 уран Радий, радон, при этом каждый отдельный слой формируют на основе минералов-осадителей преобладающего в нем радиоактивного элемента, а выщелачиваемый слой отсыпают из пород, содержащих 25 все указанные радиоактивные элементы,формула изобретения Составитель А. ВоробьевРедактор Е, Полионова Техред М.Моргентал Корректор А. Козориз Заказ 3224 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 СПОСОБ ВНУТРИОТВАЛЬНОГО ОБОГАЩЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающий Формирование дренажного основания, отсыпку на него выщелачиваем ого и обогащаемого слоев и обработку отвала растворами в период хранения, отличающийся тем, что формирование обогащаемого слоя осуществляют из отдельных слоев с преобладанием в Положительный эффект предлагаемого способа заключается в повышении эфек. тивности перераспределения радиоактив. ных элементов путем их селективноо растворения и осаждения,Предлагаемое изобретение может быть использовано при складировании радиоактивных руд и пород.(56) Воробьев А,Е. и др, Способы и методы формирования техногенных минеральных обьектов при открытой разработке сложноструктурных месторождений. - М,: 1990, с.49-50,