Продукционный раствор

(a. product solution; н. Arbeitslauge, Betriebslauge; ф. Boue de production; и. solucion de produccion, solucion formado en el proceso hydrometalurgico) — раствор, содержащий полезные компоненты (напр., растворённые металлы) в пром. концентрации, сформировавшийся при гидрометаллургич. процессах переработки руд и концентратов в аппаратах (перколяторах, пачуках, автоклавах и др.), а также при бактериальном, кучном, подземном выщелачивании и подземном растворении. П.р. образуется в результате физ.-хим. взаимодействия рабочего реагента с выщелачиваемой горн. массой. Формирование П.р. в аппаратах происходит в течение неск. часов, при Кучном выщелачивании и Выщелачивании подземном — иногда неск. месяцев.

Наибольшей сложностью отличается динамика формирования П.р. при фильтрац. подземном выщелачивании металлов из руд с естеств. водопроницаемостью. Так, при движении реагента по рудному пласту (блоку) от раствороподающих (закачных) устройств к раствороприёмным (откачным, дренажным) за счёт взаимодействия его с породообразующими минералами и потери активности в пласте (блоке) формируется подвижный физ.-хим. барьер. На этом барьере, движущемся со скоростью меньшей, чем скорость фильтрации раствора реагента, часть ранее выщелоченного металла, переносимого фильтрац. потоком, может вновь осаждаться. При поступлении свежей порции реагента осаждённый металл снова растворяется и переносится дальше в направлении движения растворителя. Такая динамика фильтрац. подземного выщелачивания характерна для пористых сред (рис. 1) на стадии закисления блока, для трещиновато-пористых сред (рис. 2) она отличается более интенсивным движением рабочего раствора по трещинам усреднением концентраций полезных компонентов в П.р.

Рис. 1. Распределение концентраций урана в растворе (С) и породе (q) для времени t1 и t2 (t2>t1) при подземном фильтрационном сернокислотном выщелачивании водопроницаемых руд: qo — начальная концентрация урана в руде; х — направление движения выщелачивающего реагента.

Рис. 2. Распределение концентраций урана в растворе (С) и породе (q) для времени (t) при подземном фильтрационном сернокислотном выщелачивании отбитых и трещиновато-пористых руд; l — длина пути фильтрации выщелачивающего реагента от нагнетательного устройства к дренажному.

При подземном выщелачивании растворы реагента, вступая в реакцию с хорошо растворимыми минералами рудовмещающих пород, образуют многокомпонентные по составу П.р. со значительной концентрацией примесей (NO3-, Pa, RaD, Po и др.). Известны случаи, когда при подземном выщелачивании урана П.р. содержали повышенные (иногда промышленные) кол-ва Ti, Ni, Со, V, Mo, Zn, Сu и др., несмотря на отсутствие пром. концентрации этих металлов в урановых рудах. Это объясняется многократной циркуляцией оборотных растворов в блоке и их накоплением в П.р. Общая минерализация П.р. иногда достигает 20 г/л и более. Концентрация полезных компонентов в П.р. зависит от продуктивности залежи, миним. пром. концентрацию полезных компонентов устанавливают в зависимости от принятой технологии переработки П.р. (экстракция, сорбция, ионная флотация и др.).

Литература: Лунев Л. И., Условия применения и физико-химические основы подземного выщелачивания урана, М., 1982.

Л. И. Лунев.