Переработка урановых руд методом кучного выщелачивания, производительностью 150тыс тонн в год

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативные основы гидрометаллургии урана в России

1.1. Современное состояние и перспективы развития уранодобывающей отрасли в Российской Федерации

1.2. Физико-химические основы сернокислотного кучного выщелачивания ураносодержащего сырья

1.3. Нормативно-правовое регулирование радиационной и промышленной безопасности на предприятиях ядерно-топливного цикла

Глава 2. Технологический анализ процесса кучного выщелачивания на предприятиях химического комплекса

2.1. Характеристика минерально-сырьевой базы и требования к качеству уранового концентрата по ГОСТ

2.2. Анализ существующих технологических схем подготовки руды и формирования штабелей

2.3. Оценка эффективности систем орошения и сбора продуктивных растворов в условиях цикличного производства

Глава 3. Инженерно-технологическое проектирование производства мощностью 150 тыс. тонн в год

3.1. Расчет материального и теплового баланса установки кучного выщелачивания

3.2. Обоснование параметров сорбционного извлечения урана из растворов и аппаратурное оформление процесса

3.3. Мероприятия по обеспечению техносферной безопасности и минимизации экологических рисков при обращении с растворами

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Переработка урановых руд методом кучного выщелачивания производительностью 150 тыс. тонн в год

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы определяется стратегической значимостью ядерно-топливного цикла для энергетической независимости Российской Федерации и необходимостью совершенствования технологий переработки минерального сырья на предприятиях атомной промышленности. Кучное выщелачивание урановых руд представляет собой экономически эффективный гидрометаллургический метод извлечения урана из бедных и забалансовых руд, что особенно актуально в условиях истощения богатых месторождений. Данная технология позволяет минимизировать капитальные затраты на строительство глубоких шахт и обогатительных фабрик, сократить экологическую нагрузку на окружающую среду за счет исключения подземной добычи и снизить удельные затраты на получение тонны уранового концентрата [1, c. 45].

Степень разработанности проблемы в отечественной научной и технической литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований физико-химических основ сернокислотного выщелачивания урана из силикатных и карбонатных руд, выполненных в ФГУП «ВНИИХТ», АО «Атомредметзолото», РХТУ им. Д.И. Менделеева и Томском политехническом университете. Опубликованы работы по оптимизации параметров орошения штабелей продуктивными растворами, кинетике растворения урансодержащих минералов и технологии сорбционного извлечения урана из растворов кучного выщелачивания. Вместе с тем недостаточно освещены вопросы масштабирования процесса до производственной мощности 150 тыс. тонн руды в год, комплексного материально-теплового баланса установки и инженерно-технического обеспечения радиационной и промышленной безопасности в условиях цикличного режима эксплуатации.

Цель курсовой работы — разработка инженерно-технологических решений для организации производства переработки урановых руд методом кучного выщелачивания мощностью 150 тыс. тонн в год с обоснованием параметров процесса и аппаратурного оформления.

Задачи курсовой работы:

• проанализировать современное состояние уранодобывающей отрасли в Российской Федерации и нормативно-правовую базу, регулирующую производственную деятельность предприятий ядерно-топливного цикла;
• изучить физико-химические основы сернокислотного кучного выщелачивания урансодержащего сырья и технологические схемы подготовки руды;
• выполнить расчет материального и теплового баланса установки кучного выщелачивания производительностью 150 тыс. тонн в год;
• обосновать параметры сорбционного извлечения урана из продуктивных растворов и разработать схему аппаратурного оформления процесса;
• определить мероприятия по обеспечению техносферной безопасности и минимизации экологических рисков при обращении с радиоактивными растворами.

Объект исследования — технологический процесс кучного выщелачивания урановых руд на предприятии атомной промышленности производительностью 150 тыс. тонн руды в год.

Предмет исследования — химико-технологические параметры сернокислотного выщелачивания урана, материальные и тепловые потоки установки, аппаратурное оформление сорбционного извлечения урана из продуктивных растворов.

Методологическая база работы включает теоретические положения химической термодинамики и кинетики гетерогенных процессов, методы расчета материальных и тепловых балансов химико-технологических систем, нормативно-технические документы (ГОСТ Р 51847-2009, НП-082-07, СанПиН 2.6.1.2523-09), федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии, руководящие документы Ростехнадзора и Госкорпорации «Росатом» [12, c. 78].

Научная новизна заключается в комплексном инженерно-технологическом подходе к проектированию производства мощностью 150 тыс. тонн в год с учетом современных требований радиационной безопасности и экологической эффективности.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в разработке технологических решений, применимых на действующих и проектируемых предприятиях гидрометаллургической переработки урановых руд в России, что позволит повысить извлечение урана и снизить операционные издержки.

Структура работы: введение, три главы, заключение, список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретические и нормативные основы гидрометаллургии урана в России. Во второй главе выполнен технологический анализ процесса кучного выщелачивания на предприятиях химического комплекса. В третьей главе представлено инженерно-технологическое проектирование производства мощностью 150 тыс. тонн в год.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИИ УРАНА В РОССИИ

1.1. Современное состояние и перспективы развития уранодобывающей отрасли в Российской Федерации

Российская Федерация занимает одно из ведущих мест в мире по разведанным запасам урана и объемам его добычи для нужд атомной энергетики и оборонно-промышленного комплекса. По данным АО «Атомредметзолото» (входит в топливную компанию Госкорпорации «Росатом»), на территории России разведано более 20 крупных урановых месторождений, сосредоточенных преимущественно в Забайкальском крае, Республике Бурятия, Курганской области и других регионах [2, c. 34]. Исторически добыча урана в СССР и России осуществлялась преимущественно шахтным и карьерным методами с последующим обогащением руды на гидрометаллургических заводах, что требовало значительных капитальных и эксплуатационных затрат, а также создавало высокую техногенную нагрузку на окружающую среду.

Современное состояние уранодобывающей отрасли характеризуется стратегическим переходом на геотехнологические методы добычи урана, в первую очередь на подземное скважинное выщелачивание и кучное выщелачивание забалансовых руд. Кучное выщелачивание применяется на Далматовском месторождении урана в Курганской области, на объектах в Забайкальском крае, а также при переработке техногенных отвалов бедных руд, накопленных в результате подземной добычи на Приаргунском производственном горно-химическом объединен

…