Подземное и кучное выщелачивание

В последние годы получило широкое развитие подземное выщелачивание урановых руд как один из перспективных методов добычи урана. Дело в том, что при большой территориальной рассредоточенности рудных скоплений, и небольших локальных рудных запасах, особенно в месторождениях, размещенных в пластах песчаниковых отложений, а также при очень круто падающих ураноносных пластах невыгодно и дорого строить открытые карьеры или шахты по добыче урановой руды. Оказалось, что можно пробурить систему скважин для закачивания в ураноносные пласты раствора (кислотного, или содового, или смеси карбонатов аммония), который через определенное время после осуществления цикла выщелачивания будет возвращен на поверхность в виде продукционного раствора. Этот раствор затем передается на сорбционное или экстракционное извлечение урана. Таким образом, не требует горнорудных работ, транспортирования, дробления, измельчения и обогащения руды, разделения жидкой и твердой фаз после выщелачивания и пр. Кроме того, подземное выщелачивание не загрязняет отвалами окружающую среду. В сотни раз при нем снижается объем образующихся отходов. На порядок снижаются потребности в рабочей силе.

В настоящее время накоплен уже значительный промышленный опыт подземного выщелачивания урановых руд (Россия, США, Франция). Начаты работы по добыче урана указанным методом в Казахстане. Доказано, что методом подземного выщелачивания экономично разрабатывать месторождения с содержанием урана 0,05% и ниже.

Большой экономический эффект достигается и при использовании метода прямого выщелачивания из куч («кучного выщелачивания») открытым способом, что особенно эффективно для бедных руд с содержанием урана менее 0,1%.

Наряду с подземным и кучным выщелачиванием в некоторых странах (Канада, Великобритания) ведутся исследования по использованию бактерий как окислителей, для извлечения урана и железа из руд, особенно из бедных руд, из рудничных вод, хвостовых отвалов. Например, железобактерии вида Thiobacillus ferrooxidans населяют шахтные хвосты (скопления отходов отработанной урановой руды) и откачанные из-под земли кислотные воды. Питаются они серой, разлагая сульфидные минералы. В итоге нерастворимые соединения урана, слагающие руды, становятся растворимыми, и последующее извлечение металла значительно облегчается. Использование микроорганизмов, полагают специалисты, может уменьшить затраты по добыче урана из бедных руд вдвое, так как бактерии сами "поставляют" реагенты. Благодаря этому разработка даже бедных руд или отходов урановой добычи может стать оправданной. Для извлечения урана из руды с помощью бактерий необходимо опрыскать породу водным раствором сульфида железа, содержащим популяции Thiobacillus ferrooxidans. В процессе жизнедеятельности микроорганизмов образуется железистый сульфат-реагент, который окисляет четырехвалентный уран, превращая его в пятивалентный. Полученное соединение растворяют в кислоте. Радиоактивный элемент извлекают путем концентрирования и очистки методом осаждения и ионного обмена.