5.3-rasm. ajratib olishning turli qiymatlari uchun ruda konlaridan olingan namunadan iranni eritmaga o'tkazishda ishqorlash tezligining filtrlash tezligiga bog'liqligi
Ishqorlash tizligi a8filtrlanish
tezligi W (10 m/sutkagacha) bilan
bog'liq bo'lib, ma'lum tenglamalar
uchun to'g'ri chiziq holatida
aniqlanadi (rasm 5.3). Foydali
qazilmalarni ajaratib olish tezligi
eritma oqimining filtratsiya tezligiga
to'g'ri proporsional, uning to'liq
ajratib olinganligi ruda qatlamlaridan
filtrlanib o'tgan eritma miqdoriga
bog'liq. Ishqorlash tezligi eritma konsentratsiyasi oshishi bilan ortib
boradi, shu bilan birga ajratib olish darajasining oshishiga olib keladi. Ushbu natijalar jarayon tezligining tashqi va ichki diffuziya nazorat qilinadigan sharoitlarda ishqorlashda eritma konsentratsiyasini o'zgarishiga bog'liqligi bilan ifodalanadi [53]. Eritma konsentratsiyasining ortishi (asosan kislota) jarayonga uran minerallarining yanada qattiqroq eritib olish shartlarini talab qiladigan qismini jalb qilinishi hamda ekran hosil qiluvchi jinslarning yuqori parchalanishi hisobiga ajratib olish darajasi ortadi. Geterogen ta'sir sharoitida nuqtali taqsimlanishida rudada uran tarkibining ortishi eritma uchun ochiq bo'lgan uran minerallarining yuzasida bir vaqtning o'ziga o'sishini nazarda tutadi. Xuddi shu ishqorlash sharoitida tenglashtirilgan (5.6) tenglamaga mos ravishda boyroq ruda uchun ishqorlash tezligi kambag'al rudaga nisbatan pastroqdir. Boyroq ruda uchun e ning bir xil qiymatini olish uchun kambag'al rudani ishqorlashdan ko'ra qattiq fazaning suyuq fazaga bo'lgan yuqori darajadagi munosabati talab qilinadi. Boyroq rudalarni eritmaning konsentratsiyasi oshirilgan aralashmalar bilan qayta ishlash tavsiya etiladi. Uran tarkibli aralashmalar frontining filtrlash tezligidan kechikishi eritma konsentratsiyasiga bog'liq: eritma konsentratsiyasi (kislota) qancha past bo'lsa, uran tarkibli aralashmaning filtratsiya tezligi va qatlam suvlari orasidagi farq
83
shuncha yuqori; ular deyarli reagentning maksimal konsentratsiyasida yoki qatlamni dastlabki to'yinganligida mos keladi. Uranning asosiy qismi ishqorlashning diffuzion xarakteri jarayon ta'rifi uchun diffuziya tenglamalarining maxsus yechimlari uchun foydalanishga imkon beradi [102, 137, 138, 159]. Tabiiy o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan rudalarni ishqorlash jarayoni qatlam suyuqligini tog’ jinslarining qattiq suyuq fazalarini ta'sirlashtiruvchi eritmalaga almashtirishini nazarda tutadi. Natijada nedrda turli xil fizik-kimyoviy jarayonlar sodir bo'ladi: gaz hosil bo'lishi, alohida minerallarning erishi, qattiq zarralarning eritma oqimi bilan ko'chishi, g'ovaklarda kimyoviy cho'kindilarni ajralishi, adsorbsiya, ionlar almashinuvi va boshqalar. Ushbu jarayonlar kompleksi dastlabki o'tkazuvchanlikni va ruda jinslarni filtratsiya koeffitsientini Kf o'zgartiradi. Kf dagi o'zgarish va bu o'zgarishga olib keladigan omillar o'rtasidagi munosabat murakkab, lekin ko‘p hollarda eritma filtratsiyasi jinsning Kf ni kamaytiradi. Ishqorlash jarayonida filtrlashni yomonlashtiruvchi sabablarni hisobga olgan holda kolmatatsiyaning quyidagi shakllari ajraladi: Kimyoviy - g'ovaklarda kimyoviy cho'kindilani hosil bo'lishi bilan bog'liq (u bloklarni zakisleniya qilish va qazib olishning barcha bosqichlarida, asosan nordan eritmalarning ko'chish fronti chegarasida birinchi ishqorlash bosqichida jadal rivojlanadi);
Gazli - karbonatli tog’ jinslarining kislota bilan o'zaro ta'siri natijasida qatlamda karbonat angidrid gazlarining hosil bo'lishi bilan bog'liq (bu turdagi kolmatatsiya qazib olishning boshlang'ich bosqichi bilan chegaralangan);
lon almashinuv - pH o'zgarishlari va filtrlanuvchi eritma minerallashuvi ta'sirida o'tkazuvchan tog’ jinslarida organik moddalar va glinali minerallar mavjudligida g'ovaklilik o'lchamlarining o'zgarishi bilan bog'liq (kolmatatsiyaning bu shakli ayniqsa karbonat va bikarbonat eritmalarda rivojlanadi);
Mexanik - filtrlanuvchi eritmalarda mavjud mexanik qismlar va zarralarning tog’ jinsi bo'shliq kanallarini to'ldirishi bilan bog'liq. Ushbu turdagi kolmatatsiya filtratsiyaning gidrodinamik rejimlari va YOTEO’ uchastkalarida ruda tayyorlash jarayonini tashkillashtirish bilan aniqlanadi. Yer osti tanlab eritishda bir vaqtning o'zida kolmatatsiyaning bir nechta shakllari paydo bo'ladi.
4 - rasmda qattiq va suyuq fazalar orasidagi munosabatda temir oksidining o'zgaruvchan tarkibi bilan uran tarkibli sulfat kislota aralashmalarining filtratsiya tezligining o'zgarishini hamda kvars qum ustunidan 2% magniy oksidini qo'shish bilan filtrlash natijasida olingan egri chiziqdagi uran konsentratsiyasining chiqishini, laboratoriya tipidagi ustunlarda qatlamning
Dastlabki vaqtda ustunga tushuvchi kislota qumda tarqalgan magniy oksidi bilan ta'sir o'tkazish orqali ta'sir ko'rsatadi. Ushbu jarayon oqim tezligi Wp kislota frontining tarqalish Wk tezligidan oshadi. Shuning uchun eritmada mavjud bo'lgan uranil va oksidli kationlar zaif va neytral pH hududida temir oksidi gidrati va poliuranati cho'kindilari hosil bo'ladi. Kelgusida eritmalarni tushishi bilan cho'kindi ajralish zonasi ortadi va chiqish qismining yo'nalishi bo'yicha harakatlanadi.
5.4-Rasm. Qattiq va suyuq fazalar munosabatida eritma chiqishida ertimaning H2SO4 (I) filtratsiya tezligi va uran konsentratsiyasi (2) bog'liqlik grafigi. Eritma tarkibi, g/l: 1-7.6 H2SO4 + 1.0 U: 2-7.6 H2SO4 + 1.0 U + 1.0 Fe3+: 3 - 7.6 H2SO4 + 1.0 U + 3.0 Fe3+: 4 - 7.6 H2SO4 + 1.0 U +5.0 Fe3+:
Ushbu bosqichda qumning o'tkazuvchanligi doimiy ravishda kamayadi; qumning filtratsiya xususiyatlarini tiklash bosqichi chiqish eritmalarida kislotani paydo bo'lishidan boshlanadi. Uran va temir tarkibiy qismlarini maksimal qiymatidan 4-10 barobar yuqori qilib beradi. Eritma konsentratsiyasining ortishi qumning dastlabki o'tkazuvchanligini saqlashga yordam beradi. Jinslarda karbonat mavjud bo'lganda filtratsiya xuxususiyatlarining o'zgarishi o'ziga xos belgiga ega. Sulfat kislotasining kalsiy karbonat bilan o'zaro ta'siri karbonat angidridni shakllanishiga, kalsiy sulfatning chiqishiga (eruvchanlik chegarasi doirasida) va uning qisman g'ovaklarda cho'kishiga olib keladi. Cho'kkan gips kolmatatsiyani chaqiradi. Boshqa tomondan, Sa, Mg, Fe2+ bikarbonatlari ishlab chiqariladigan kislota uzatish chegarasida yaxshi eruvchan di va trikarbonatlar kospleksi hisobiga uranil ionlari cho'kmaydi va kolmatatsiya hosil qilmaydi.
85
Birinchi davrda gazli kolmatatsiyada (kislota quyishdagi A nuqtagacha) o'tkazuvchanlik keskin kamayadi - bu erkin karbonat angidrid gazining shakllanishi va uning qum qatlamining uzunligi bo'ylab tarqalishi bilan bog'liq (5.5 - rasm). Ushbu davr mobaynida kolonnadan chiqayotgan hajmiy tezlik unga
5.5-rasm. Kiritiladigan (1) va chiqariladigan (2) ertimaning (20 g/l) H2SO4 debiti o'zgarishini filtratsiya davomiyligiga bog'liqligi. Tajriba tarkibida 1 % dolomit bo'lgan kvarsli qumda o'tkazilgan.
