МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА

В данной работе разработана и представлена имитационная модель процесса подземного выщелачивания урана, разработанная с учетом сложной кинетики растворения соединений четырех- и шестивалентного урана, а также рудовмещающей породы при взаимодействии с выщелачивающим раствором. Для определения констант скоростей реакции были использованы экспериментальные данные по извлечению урана из образца руды, помещенного в трубку с проточной схемой выщелачивания. На основании анализа экспериментальных кривых извлечения урана были определены константы скоростей основных реакций между соединениями урана и компонентами руды с выщелачивающим реагентом. Полученные параметры легли в основу численного моделирования, которое позволило прогнозировать динамику извлечения урана во времени. Разработанная модель была апробирована на данных полевого эксперимента, проведенного на участке месторождения Буденовское. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными кривых извлечений показало хорошее совпадение, что подтверждает достоверность модели и ее практическую применимость для прогнозирования и оптимизации технологических процессов подземного выщелачивания урана.

1. Batterham R., Robinson D. The future of mining: will in place recovery ever come of age? // Proc. of the IMPC Conf. – 2018. – Режим доступа: www.researchgate.net/publication/323655569 (дата обращения: 31.05.2025).

2. Dixon D., Hendrix J. Theoretical Basis for Variable Order Assumption in the Kinetics of Leaching of Discrete Grains // AIChE J. – 1993. – Vol. 39. – No. 5. – P. 904–907.

3. Dahlkamp F.J. Uranium Deposits of the World (Asia). – Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. – 492 p.

4. Мамилов В.А. Добыча урана методом подземного выщелачивания. – М., 1980.

5. Fyodorov G.V. Uranium deposits of the Inkay-Mynkuduk ore field. – Kazakhstan, 1999. – 25 p.

6. Developments in uranium resources, production, demand and the environment: Proceedings of a Technical Committee Meeting, Vienna, 15–18 June 1999. – Vienna: IAEA, 1999. – 230 p. – (IAEATECDOC-1425).

7. In Situ Leach Uranium Mining: An Overview of Operations. – Vienna: International Atomic Energy Agency, 2016. – 128 p. (Nuclear Energy Series, No. NF-T-1.4).

8. Громов Б.В. Введение в химическую технологию урана. – М.: Атомиздат, 1978. – 326 с.

9. Ho E., Quan C. Iron(II) oxidation by SO2/O2 for use in uranium leaching // Hydrometallurgy. – 2007. – Vol. 85. – P. 183–192.

10. Kurmanseiit M.B., Tungatarova M.S., Kaltayev A., Royer J.-J. Reactive transport modeling during uranium in situ leaching (ISL): the effects of ore composition on mining recovery // Minerals. – 2022. – Vol. 11. – Article no. 1340. https://doi.org/10.3390/min12111340

11. Batycky R.P., Blunt M.J., Thiele M.R. A 3D field-scale streamline-based reservoir simulator // SPERE. – 1997. – November. – P. 246.

12. Kurmanseiit M.B., Tungatarova M.S., Royer J.-J., Aizhulov D.Y., Shayakhmetov N.M., Kaltayev A. Streamline-based reactive transport modeling of uranium mining during in-situ leaching: advantages and drawbacks // Hydrometallurgy. – 2023. – Vol. 220. – Article no. 106107. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2023.106107

13. Курмансеит М.Б. Исследование физико-химических процессов при добыче минералов методом выщелачивания. Диссертация на соискание степени доктора философии (PhD). – Алматы: КазНУ, 2024.

14. Бэр Я., Заславский Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды. – М.: Мир, 1971.

15. Поезжаев И.П., Панова Е.Н., Буленова К.Ж., Карманов Е.М., Блынский П.А., Блынский О.А., Битов О.А. Геотехнология урана. – Алматы: АО «НАК Казатомпром», 2017. – 319 с.

16. Патрин А.П., Забазнов В.Л., Чистилин П.Е. Основные результаты полномасштабного натурного опыта по ПСВ урана на участке № 2 месторождения Буденовское // Актуальные проблемы урановой промышленности: сб. докл. V науч.-практ. конф. – Алматы: АО «НАК Казатомпром», 2008. – С. 198–204.

17. Подрезов Д.Р. Разработка и идентификация моделей оценки запасов рудника подземного скважинного выщелачивания урана. Диссертация... – Москва: Университет науки и технологий МИСИС, 2021. – 175 с.