Methods for intensification of borehole uranium mining at the fields with low filtration characteristics of ores

Abstract

Purpose. Improving the efficiency of borehole uranium mining and the selection of special decolmating solutions to improve the filtration characteristics of the seam due to effective destruction, as well as by preventing the sedimentation in the productive horizon, depending on the mineralogical composition and structure of sediment-forming materials. Methods. The advantages and disadvantages of the main methods used for improving the filtration characteristics of the productive horizon, when mining the uranium deposits by the borehole method, have been studied. Samples of sedimentation from the productive horizon are taken at the uranium deposit of the Shu-Syrasu depression. The quantitative and qualitative parameters, as well as the peculiarities of the mineral compositions have been determined by the X-ray phase method. A methodology has been developed and laboratory experiments have been conducted on the treatment of sedimentation samples by the drop method using various compositions of selected decolmating solutions. The microscopic method is used to determine the structure and peculiarities of sedimentation before and after treatment with various decolmating solutions. Findings. The effectiveness of the main methods used to improve the filtration characteristics of seams in the uranium deposits, mined by the borehole method, has been determined. The structure and composition of sedimentation, which causes a decrease in the filtration characteristics of the productive horizon, have been determined. To destroy and prevent the sedimentation in the productive horizon, an effective composition of a special decolmating solution using ammonium hydrogen fluoride with the addition of sulphuric acid and surfactants has been selected. An effective method for increasing the filtration characteristics of the productive horizon with the use of special decolmating solutions has been developed and scientifically substantiated. Originality. The use of special decolmating solutions based on ammonium hydrogen fluoride with the addition of sulphuric acid and surfactants according to the developed methodology allows to effectively destroy and prevent sedimentation in the productive horizon of borehole uranium ore mining. Practical implications. The use of the developed decolmating solution and a special methodology for the intensification of borehole uranium mining can reduce the operating costs of its production. This increases the ecological and industrial safety of the work to intensify the leaching of uranium ores.

Мета. Підвищення ефективності свердловини видобутку урану і підбору спеціальних декольматуючих розчинів для підвищення фільтраційних характеристик пласта за рахунок ефективного руйнування, а також запобігання утворенню відкладень у продуктивному горизонті залежно від мінералогічного складу і структури осадкоутворюючих матеріалів. Методика. Вивчено переваги та недоліки основних застосовуваних методів підвищення фільтраційних характеристик продуктивного горизонту при розробці уранових родовищ свердловинним способом. Відібрано проби осадкоутворення з продуктивного горизонту на урановому родовищі Чу-Сарисуйської депресії. Рентгенофазовим методом встановлено кількісно-якісні характеристики та особливості складів мінералів. Розроблено методику та проведені лабораторні досліди з обробки проб осадкоутворення крапельним методом із застосуванням різних складів підібраних декольматуючих розчинів. Мікроскопічним методом визначена структура та особливості осадкоутворення до і після обробки різними декольматуючими розчинами. Результати. Встановлено ефективність основних застосовуваних методів підвищення фільтраційних характеристик пластів на уранових родовищах, які відпрацьовуються свердловинним способом. Визначено структуру та склад осадкоутворення, що викликає зниження фільтраційних характеристик продуктивного горизонту. Обрано ефективний склад спеціального декольматуючого розчину для руйнування та запобігання осадкоутворенню у продуктивному горизонті із застосуванням біфторида амонію з додаванням сірчаної кислоти і поверхнево-активних речовин. Вироблений і науково обґрунтований ефективний метод підвищення фільтраційних характеристик продуктивного горизонту із застосуванням спеціальних декольматуючих розчинів. Наукова новизна. Застосування спеціальних декольматуючих розчинів на основі біфторида амонію із додаванням сірчаної кислоти та ПАР за розробленою методикою дозволяє ефективно руйнувати і запобігати осадкоутворенню у продуктивному горизонті при свердловинному видобутку уранових руд. Практична значимість. Застосування розробленого декольматуючого розчину і спеціальної методики при інтенсифікації свердловинного видобутку урану дозволяє скоротити експлуатаційні витрати на його видобуток. При цьому підвищується екологічна та виробнича безпека робіт з інтенсифікації вилуговування уранових руд.

Цель. Повышение эффективности скважинной добычи урана и подбора специальных декольматирующих растворов для повышения фильтрационных характеристик пласта за счет эффективного разрушения, а также предотвращения осадкообразования в продуктивном горизонте в зависимости от минералогического состава и структуры осадкообразующих материалов. Методика. Изучены преимущества и недостатки основных применяемых методов повышения фильтрационных характеристик продуктивного горизонта при разработке урановых месторождений скважинным способом. Отобраны пробы осадкообразования из продуктивного горизонта на урановом месторождении Чу-Сарысуйской депрессии. Рентгенофазовым методом установлены количественно-качественные характеристики и особенности составов минералов. Разработана методика и произведены лабораторные опыты по обработке проб осадкообразования капельным методом с применением различных составов подобранных декольматирующих растворов. Микроскопическим методом определена структура и особенности осадкообразования до и после обработки различными декольматирующими растворами. Результаты. Установлена эффективность основных применяемых методов повышения фильтрационных характеристик пластов на урановых месторождениях, отрабатываемых скважинным способом. Определена структура и состав осадкообразования, вызывающий снижение фильтрационных характеристик продуктивного горизонта. Выбран эффективный состав специального декольматирующего раствора для разрушения и предотвращения осадкообразования в продуктивном горизонте с применением бифторида аммония с добавлением серной кислоты и поверхностно-активных веществ. Выработан и научно обоснован эффективный метод повышения фильтрационных характеристик продуктивного горизонта с применением специальных декольматирующих растворов. Научная новизна. Применение специальных декольматирующих растворов на основе бифторида аммония с добавлением серной кислоты и ПАВ по разработанной методике позволяет эффективно разрушать и предотвращать осадкообразование в продуктивном горизонте при скважинной добыче урановых руд. Практическая значимость. Применение разработанного декольматирующего раствора и специальной методики при интенсификации скважинной добычи урана позволяет сократить эксплуатационные расходы на его добычу. При этом повышается экологическая и производственная безопасность работ по интенсификации выщелачивания урановых руд.