Рациональное использование руд и минералов иизвлечение из них металлов радиационно-стимулированными методами

Жамбыл, Абдула

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Рациональное использование руд и минералов иизвлечение из них металлов радиационно-стимулированными методами
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Рациональное использование руд и минералов иизвлечение из них металлов радиационно-стимулированными методами"

УДК 539.104; 548.58 ' ' " 631.85.5 / 0

с и п

/ -

I П

На правах рукописи

ЖАМБЫЛ АБДУЛА

Рациональное использование руд и минералов и извлечение из них металлов радиашшшю-стимулированными методами

! 1.00.] 1. - Охрана окружающей среды и рациональной

использование природных ресурсов 02. 00. 04-физическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора

технических наук

Республика Казахстан Тараз 1998 .

Работа выполнена в Таразском государственном университете им. ЛЬХ.Дулати

Научный консультант: чшн-iopp. АН PK.

дэктор технических

наук; профессор Бишимбаев В.К.

Официальные оппоненты: доктор технических

наук, профессор, Ахметов A.C.

доктор технических

наук, Ерофессор, Берясанов Д.С.

доктор технических

наук, профессор, Масалнмов A.C.

Ведущая организация- Каз&хскнн Государственный Нацвональнын Уннверситсг нмеян Аль-Фараби

Занята состшггс^ *Wjbe>pJ? шзаоодшпш

диссертационного Совета Д 14.03.02 по присуждению ученой степени доктора технических наук в Таразском государственном университете икс МХДулати по адресу. 484039, г. Тараз ул. С^геймапова, 7

С диссертацией можно сзгко.чппъся в библиотеке Таразского государстве! п юго университетаml МХДулзти

Автореферат разосшн $0 СЖт J&cpJj 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного оове^-^Т^^сгТилегенов HC. к. т.н., доцент

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Охрана окружающей среды в настоящее время -одна го важнейших задач челэвечества. В условиях научно-технической революции проблема взаимодействия человеческого общества с природой, сохранения, восстановления и улучшения окружающей человека среды приобрело наибольшую остроту и актуальность.

Неотъемлемой частью единой системы охраны окружающей среды должны стать новые принципы и методы управления качеством воздушного бассейна в крупных городах и промышленных комплексах. Наиболее гармонические сочетания экономики и экологии может быть достигнуто, на наш взгляд, путем широкого внедрения автоматизированных систем контроля (АСК ЗВ) и управления интенсивносшо загрязнения воздушного бассейна (АСУ и ЗЕБ).

Индустриальная деятельность человека с каждым годом делает проблему охраны окружающей среды При разработке средств контроля за состоянием окружающей среды особое внимание уделяется методам бесконтактного определения параметров среды, обеспечивакшдам возможность получения необходимых данных с высокой оперативностью и в значительных пространственных масштабах.

Благодаря созданию таких источников излучения, как лазеры, появилась возможность разработки лазерных (лидарных) систем обнаружения загрязненности атмосферы Перспективно использование таких систем в следующих целях;

— контроль источников загрязнений - быстрое измерение выбросов загрязнений;

—измерение переноса загрязнений - контроль в приземном слое и на высоте над обширными географическими районами;

— контроль за концентрацией загрязнений в окружающей среде- пространственное разрешение приемлемое для модельных прогнозов.

И п ерес мирового схюбществд к воздействию ионизирующих излучений на живую природу существует уже несколько десятилетий. Однако всплеск внимания к этой проблеме возник сравнительно недавно и в большей степени обязан трагическим Чернобыльским событиям, а также нарастающему количеству все новых рассекречиваемых материалов о загрязненности радионуклидами огромных территорий Семипалатинского полигона Сегодня имеются все основания говорить о тревожном радиозколзгическом состоянии окружающей среда в республике.

Разработка новых способов уменьшения выбросов вредных веществ с помонщо физических моделей, с одной стороны связана с большими затратами на физический эксперимент, с другой стороны, такая разработка может дать только предложения для решения частичных проблем,'так как физическое моделирование всех параллельно протекающих процессов в камере сгорания и в дымоходах на уменьшенных по масштабу установках невозможно. Решение этой проблемы возможно только на основе системного анализа, математического и имитационного моделирования.

Рассмотренные нами примеры применения ионизирующего излучения как положительного технолэшческого фактора, составляют лишь небольшую часть процессов, используемых в настоящее время при обогащении руды и его переработке. Отличительной особенностью радиационного воздействия на вещество является возможность дозированного выведения среды из равновесия путем генерации возбуждений в электронной и решеточной подсистемах Целенаправленно изменяя физическое н химическое свойства руды можно повысить его реакционную способность и в других технологических процессах

Все вышесказанное свидетельствует о перспективности промышленной реализации радиационных процессов. Для этого могут быть использованы принципы отбора радиационных процессов для промышленной реализации.

Несмотря на кажущуюся парадоксальность и несовместимость двух понятий - радиация и экология, вынесенных радом в содержании диссертаций, исследования в области применения ионизирующих излучений в качестве положительного технологического фактора свидетельствуют о том, что использование радиации действительно стало одним ю эффективных способов совершенствования техношгий переработки отходов - твердых, жидких и газообразных, а также направленного модифицирования технологических свойств природного сырья:

Цзлью настоящей работы является разработка экологически чистых, ресурсосберегающих безотходной технолэгаи и эффективных радиационно-стимулированных методов извлечения металлов из руд, минералэв, концентра^ тов на примере урана, золота и серебра^а также исследование кинетики и механизма ращго1шонного-от1мулирования процесса выщелачиваии оксидов и минералов урана, золотосодержащих концентратов, определение технологической жг-дмосш эффекта радиационного ускорения выщелачивашы.

Научная новизна состоит:

— разработка радиационной установки для обработки сточных вод (СВ) и золотосодержашбк пульп золотоизвлекагельных фабрик (ЗИФ)

—разработке и создании макета индикатора для дистанционного контроля за уровнем загрязненности атмосферы производственной зоны химических заводов и города, методом комбинационного рассеяния.

— разработка математической модели экологического состояния города Тараза, созданную на основе экспериментальных д анных по определению загрязнения атмосферного воздуха с применением лазерного излучения.

— исследовании механизма радиационного стимулирования выщелачивания урана, золота и серебра из его природных соединений действием карбонатного раствора и серной кислоты Впервые установлена зависимость скорости выщелачивания с радиационно-химическими выходами продуктов рздио-лиза жидкой фазы и мощности дозы it ее математические выражение lg Sj = const + lg [Ff ] + 1/2 lg J.

— разработке технолэгии получения катодного золота из кисштно-солевых растворов с использованием метода цементации благородных металлов с помощью цинковой стружки.

Личный вклад автора заключается в создании ночной основы концепции в области радиационной технологии и научного направления, связанного с разработкой те> еретических основ при извлечение из руд it минералов урана, золо та и серебр::, обеспечения мониторинга воздушного бассейна, научном руков'.-дстве при п. 'счаповке .задач, анализе и обобщении результатов .габораторных ц оиышо-цромышленньк испыгащш, внедрение новьк научных разработок в производстве.

Пракпсческая значимость работы Применение радиационного метода по сравнению с другими методами имеет следующие преимущества а) скорость технологического процесса ускоряется в 2 раза; б) исключаются все виды катализаторов и окислителей; в) снижается до 40 % химические реагенты; г) совращается количество обслуживающего персонала; д) уменьшается себестоимость получения готового продукта в 2 раза

Особо следует отметить, что данный метод не требует тменешш существующей технологии выщелачивания рудного материала и улучшает технико-экономические показатели протводсгоа, которые являются немаловажным фактором. Экономический эффект от применения данного метода составляют более 3 млн. тенге.

Разработай технологический регламент на создание опытно-промышленной установки электронно-лучевой технологии комплексной переработки минерального сырья и утилизация побочных продуктов с применением промышленного ускорителя.

Эффективное применение элжтронно-лучевой обработки для безреагент-ной очистки производственных сточных вод (очистка цианистых стоков золэ-тоизвлекательных фабрик; стоков производства каучука от бионеразлатаемых поверхностно - активных веществ) с экономическим эффектом 2,6 млн. долл..

Основные защищаемые положения

1. Механизм радиационного стамулировш гия сернокислотного и карбонатного выщелачивания природных минералов урана В первые установленную зависимость скорости выщелачивания урана от величины радиационно-химических выходов продуктов радколиза жидкой фазы и от мопщосш дозы и ее математическое выражение:

2. Результаты сопоставительного анализа ускоряющей способности радиации различных окислитежй (Ре3+, Мп02, Н\Ю3> Н2О2). ЕЫвод о возможности полной и эффективной замены вышеназванных окислителей воздействием ионизирующих ш лучении.

3. Установленную корреляционную зависимость параметров процесса выщелачивания оксидов урана и минералов в сернокислых растворах: (константа скорости, порядок реакции растворения, энергий активации, температур! гьлг коэффициент растворения) от параметров ионизирующих излучеяий: доза (Д) и мощности дозы (ОДД ).

4. Установленные особенности термораднационного эффекта стимулирования процесса выщелячивашш заключающиеся в понижении величины эффекта радиационного ускорения с повышением температуры процесса выщелачивания.

5. Разработанную радиационную установки дня обработки СВ а золото-а^эжашнх пульп ЗИФ, которые позволяют:

— утилизовать цианиды не менее чем 65 % от исходной концентрации при остаточной концентрации [С1Ч] = 5 мг/л;

— разшгахь роданвды и стойкие комплексные цианиды цветных металлов;

— утилизовать радцолитический озон, устраняющий загрязнения воздуха,

—создать полный оборотный цикл водоснабжения;

— обрабатывать золотосодержащие цианистые пульпы с целью конда-цианирования, с предварительной регенерацией цианидов.

6. Результаты радиационного стимулирования процесса выщелачивания золотосодержащих упорных руд и концентратов позволяющие побьешь эффективность вскрытия минералов, извлечение металлов, снизить потери золота при снижении расхода химических реагентов, упростить технологическую схему.

7. Разработанную математическую модель экологического состояния города Тараз созданную т основе эюпер! ма ггалы п,к данных по определению загрязнения атмосферного воздуха методом комбинационного рассеяния.

Связь темы с планами научных работ . Данная работа была выполнена совместно с институтом фшической химии АН СССР (Москва), Всесоюзным научно-исследовательским институтом радиационной техники (Москва), Институтом Оптики атмосферы Сибирского отделения Ан СССР (Томск), й {статутом физических исследовании Армянской ССР (Аштарак), Целинным горнохимическим комбинатом (Сгепногорск) Каз.ССР, по заказу Министерства Среднего Мшшшостроения СССР, с тематическими планами АН СССР, координируемой ГКНГ и Госкомитетом Атомной энерпш СССР.

Часть работы, связанная с проблемой экологии, выполнялась совместно с производственными объединениями АО «Химиром», АО «НОДФОС» (Жам-бьш), Казахским научно-исследовательским институтом Гттропроект-фосфор,

координируемой Сокхзфосфором и Министерством химической

промышленности СССР.

Апробация работы Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждаписъ на Всесоюзном координационном совещании по радиационной ф!С1же и химии. (1973, Обнинск); на Всесоюзном совещании «Воздействие понтирующего юлучения на гетерогенные системы» (1976, Москва); на Республиканской конференции «Теплофизика и радиационная физика» (1977, Алма-Ата), на Всесоюзном совещании «Воздействие ионизирующего излучения и света на гетерогенные системы» (1979, Кемерово); на Всесоюзном совещании «Нэвые высокоэффективные способы переработки золотосодержащих руд» (1980, Ереван); на Республиканской конференции «Охрана окружающей среды и ее проблемы» (1982, Актюбинск); на Всесоюзном совещании «Воздействие ионизирующего излучения и света на гетерогенные системы» (1983, Алма-Ата); на Республиканской конференции «Охрана окружающей среда и ее проблемы» (1984, Алма-Ата); на Всесоюзной научно практической конференции «Шучно-технический прогресс и проблемы сопиалыю-экономического развития Ферганской долины Узбекистана» (1988; Андижан); на Республиканской конференции «Проблемы экологии и воспитания молодежи» (1990, Петропавловск), Каз. ССР.

Публикации. 1Ъ материалам диссертации опубликовано 32 работы, в том числе одна монография «Радиационное выщелачивание окислов урана». Изд. «Наука» Алма-Ата, 1986 (объем 8 п.л_)

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключение и основные выводы, а также практические приложения. Объем диссертации состоит г страницы, включает 5о рисунков, таблиц, список литературы ю ггг наименовании.

Содержание работы

Вв§цение. Обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные защищаемые положения, определены новизна и практическая значимость.

Раздел 1. Охрана окружающей среды и использование природных ресурсов.

Охрана окружающей природной среда и рациональное использование ее ресурсов развития научно-технической революции и бурного роста промышленного производства стала одной го актуальнейших проблем современности.

Анализ развития промышленности, масштабов и степени использования сырья, а также дшюмпки образования и нако?/тгпия отходов производства и потребляли и ггх влияния на окружающую сре, ■>• ч'бедт-еяьно показал необходимость нового ресурсосберегающего, экологически и экономически обоснованного подхода к организации промышленного т./.оизводсгва - безотходного производства

В этих условиях требуется принципиально новый подход к развитию промышленных производств. Этот подход, получивший название "Безотходная технология", основой которого является цикличность материальных потоков, подсказан самой природой. В естественных условиях отходы жшнедеятельно-сти одних организмов используются другими и в целом осуществляется биохимический круговорот веществ. Особую важность такого подхода подчеркивал В. И Вернадский, отмечавший, что переход "в новое эволюционное состояние -ноосферу - возможен лишь при сохранении циклов вещества и энергии, сложившихся в биосфере".

Вопросы бережного отношения к природе за последние десятижгая получили глубокое отражение в документах СНГ. Эффективная реализация этих

решений возможна на базе соответствующего развитая экономики, науки, техники и всестороннею совершенствования знаний о гармоническом взаимодействии человека с окружающей средой.

Годы научно-технического прогресса характеризуются не только бурным развитием производительных сил человеческого общества, но и вое большим влияние* его на природу. Возможности, масштабы и глубина изменений людьми природной среды за последние десятилетия неизмеримо возросли, а проблема природоохранения приобрела исключительную остроту.

Выделяют следующие основньк аспекты охраны окружающей среды: экологический, технико-экономический и сощталыго-политический.

Экологический аспект природоохранения состоит в обеспечении на Земле благоприятных биологических условий жизни человека в настоящем и будущем. Решение комплекса задач этой проблемы сводится к сохранению и улучшению биосвязей животного и растительного мира с окружающей их природой. Рост численности людей, сокращение площадей растительного покрова пшне-гы и ограниченность резервов многих, необходимых для существования человеческого общества природных богатств придают экологическому аспекту охраны природы первостепенную роль

Сохранение, восстановление и преобразование среды обитания людей в направлении, необходимом для обеспечения жизни и потребностей человечества, требуют создания и совершенствования соответствующих производительных сил для управления взаимодействием человека с природ ной средой.

Техшшкжономический аспект заключается в радиационном вьюоре технологии производственных процессов, технических средств, обеспечивающих при наименьших экономических затратах реализацию необходимых природоохранных мероприятий.

Социалы каталитический аспект. Результаты воздействия человека на природу необход имо рассматривать не только в свете развитая технического прогресса и роста населения, но и в зависимости от социальных условий, в ко-

торых они проявляются; различным общественно-экономическим системам свойственны разные отношения чеаювека с природной средой.

Проблема состояния природной среды и усилгния угрозы экологического кризиса в последние десятилетия приковывает внимание общественности всего мира

Рациональное плановое использование, охраны, приумножение и улучшение природаых богатств объединяются понятием "оптимизация природной среяьГ.

Отличием, что отношение к природной среде в конечном счете является мерой социальных и технических достижений человеческого общества, характеристикой уровня цивилизации.

Радиац ионная обработка промышленных отходов и коммуналшых стоков - один из способов уменьшить загрязнение окружающей среды ГЬд воздействием ионизирующего излучения органические и другие загрязнения разлагаются. Цюцессы деструкции, раписшиза и другие улучшаются технодагоей очистки сбросовых вод: ускоряются выпадение осадков и коагуляция. Стоимость обработки уменьшается три комбинации радиации с химическими или физическими агентами или с биохимической очисткой.

Разработка аппаратурного оформления радиационного технологического процесса получения .или переработки природного сырья связана с решением трех, самостоятельных, а по суга дела, связанных воедино задач: а) выбор источника излучения; б) создание специального оборудования для радиационной и нерадиационной стаций процесса; в) подбор радиационных и иных условий процесса, обеспечивающих достижение отималшых технико-экономических показателей.

Можно выделить ряд преимуществ радиаиионно-химической технологии, благоприятствующих ее развитию.

1. Скорость ионициирования радиащданно-химического процесса почти не зависит от температуры Благодаря этому, многие радиащгоино-химические процессы можно проводить при сравнительно низких температурах.

2. Рйдиационно-химичеосие процессы осуществляются без химических инициаторов и катализаторов. В одаих случаях это обуславливает получение продуктов боже высокой степени чистоты, а в других - уменьшение пожара и т.п. Кроме того, имеет место определенная экономия в расходе химических реагентов.

3. Протекание радиационно-химических процессов можно сравнительно лэг-ко регулировать. Это достигается изменением мощности дозы

4. Ионизирующие излучения обладает стерилизующим и разрушающим действием. ГЬэтому отход ы радиац ионной технологии харакгеризу- ются низкой заселенностью микроорганизмами и меньшим содержанием вредных веществ. Это весьма важно с точки зрения охраны окружающей среды

Раздел 2 Математическое моделирование экологического состояния город а Тараза с применением лазерного излучения.

На основании выполненных исслздований и анализа результатов сценарных расчетов по моделированию пщрометеоролэгического режима и загрязнения региона г. Тараз были сформулированы следующие вывод ы . 1. г. Тараз во взаимодействии с пограничным слоем атмосферы формирует ярко выраженный микроклимат с суточным ходом. Сгюжная топография местности, неравномерное в течение суток нагревание различных участков подстилающей поверхности и температурные контрасты «город-село» приводят на фоне крупномасштабных движений к очень сшжной картине шкальных пиркуляций. Характерными элементами локальных циркуляции являются горно-долинные склоновые ветры Существенная черта микроклимата - перемешанный стой городского острова тепла. В периода температурной ин-

версии в межгорных котловинах и в долинах ржи Талас образуются застойные зоны, что способствует накоплению загрязнения в нижних слоях атмосферы и соответственно на подстилающей поверхности.

В настоящее время основные источники загрязнения атмосферы над городом в ближней зоне - АО ВЭДФОС, «Химпром», суперфосфатный заводы ТЭЦ и ГРЭС. Размеры областей максимальных концентраций для каждого источника зависят от направления фонового потока, суточного хода метеоэлементов и высоты выброса над поверхностью земли. Сни получаются растянутыми в направлении преобладающего потока воздушных масс. Эф-фекшвньв радиусы этих зон в поперечном направлении имеют величину 5-7 км, в продольном порядка 25-35 км Цзи усилении фонового потока эти размеры увеличиваются. Если преобладающий поток направлен в сторону города, то районы городской черты попадает в зону максимальных концентрации. Пэд зоной максимальных концентраций подразумевается область ограниченная пороговым значением концентраций, на порядок меньшим, чем концентрация непосредственно у источника Нэдо отметить, при проектировании и эксплуатации действующих промышленных и энергетических объектов необходимо обращать внимание на выявление и устранение вторичного загрязнения (например, за счет фотохимической реакции), необходимо включил» в технические паспорта предприятий информацию о количестве и составе вьь бросов и о возможных механизмах трансформации.

2. Учитывая особенности гидрометеорологического режима атмосферы, в регионе и непосредственно в городе Тараз необходимо соадать систему мониторинга, включающую непосредственно слежение за источниками загрязнения по объему и составу выбросов. Такая система мониторинга в регионе в настоящее время отсутствует, а действующие могут обеспечить только ориентировочную оценку крупномасштабных фоновых процессов. Для изучение мезомааптаба играющих решающую роль в изменениях качества атмосферы и в формировании циркуляционных механизмов атмосферы г. Тараз, требу-

ется развертывание наблюдательных систем более высокого пространственного разрешения. Кроме того, необходимо имел, возможность управлагия источниками выбросов. Это значит, что в реализацию природоохранных мероприятий следует вводить механизмы обратной связи, с тем чтобы при всех гидрометеорологичежих ситуациях можно было обеспечивать санитарные нормы качества воздуха. Результаты численного моделирования и натурных исследований показывают, что даже в предедах нескольких часов, величина концентраций загрязняющих примесей могут изменяться на порядок. Отсюда следует, что при фиксированных, не зависящих от текущего состояния динамики атмосферы объемах выбросов добгаься выполнения в каждый конкретный момент времени санитарных норм качества воздуха, при существующих в настоящее время технологиях производства и с установившейся ориентацией на некоторые средние показатели, практически невозможно.

3. Кратковременное увеличение концентрации вред ных примесей в приземном слое воздуха может быть обусловлгно двумя основными причинами. Одна из них связана с резким возрастанием выбросов в атмосферу при аварийных ситуациях на производствах, отключении или неисправности очистных устройств, усиленных залповых выбросов. Однако в городах с большим числом источников, также случаи не происходят одновременно на многих предприятиях, а могут возникнуть только на отдельных из них

Другой причиной является неблагоприятные метеорологические условия. Они могут вызвать одновременное повышение концентрации примеси на значительной территории города или промыпшзнного района

4. В качестве основных критериев опасности загрязнения воздуха используются предельно допустимые концентрации (ЦЦК). С помощью вышеуказанной математической модели можно получить карту загрязнения города в любое время. ГЬ вычисленным значениям поле концентрации «в» на карте-схеме города проводятся изолинии (линия равных значений концентрации). Цж наличии участков, где С<11ДК для источников, у которых зона влияния (гра-

ницы ее определяется расстоянием от источника до точек, где 0=0,05 ПДЮ полностью располагается на этих участках, могут быть утверждены значения предельно допустимых выбросов.

Теперь опишем, как на практике пользоваться столь сложной математической моделью шкальных атмосферных процессов и переноса примеси для рдцового эколога Все численные схемы запрограммированы на языке алгоритмическом СИ в модульном режиме изложены на ЭВМ Обмен информации между ЭВМ и человеком контролирующем работу системы проходит в итерак-тивном режиме. Основными компонентами этих систем, как правило, являются информационный базы д анных, пакеты моделирующих и обслуживающих программ. КЬмпшксньк решения задачи создания таких систем предполагают сочетание программных средств с измерительными системами, работающими в режиме реального времени. Сксгема сбора информац ии, основанная на дистанционных наземных даннь/х и ранее полученной априорной информации о состоянии метеорологического режима и характеристик источников загрязнителя. Наземные датчики могут включал, любьк устройства сбора информации о состоянии метеоситуации. Нщоплгнньк данньк сохраняются в буфере накопления определенной структуры и используются &

при физико-математическом моделировании. При этом блоки обработки информации основаны на пакете программ математических моделей разного уровня, обеспечивающих пространственно-временную интерполяцию всей доступной информации. Пакет программ рассчитывает шпротермодинамшеу воздушного штока и рассеяние основных вредных веществ в районе промышленного центра Заключительный этап - экспортно - моделирующая система анализа полученного результата, отображения цифровой информации в виде графиков, карт загрязнений города и экспертного анализа Таким образом такая гибкая и простая система обеспечивает надежную, оперативную и качественную информацию о состоянии воздушного бассейна города в результате антропогенного воздействия на окружающую среду.

Для более эффективного контроля загрязнения воздушной среды санзоны и производственных помещений использовались дистанционные методы контроля с применением лазеров в ИС - области спектра

Раздел 3. Теоретические основыкинеггаки растворения и шалю безотходной радиационной технологии. При растворении твердых соединений в зависимости от гидродинамического условия данного процесса переход одного и того же вещества в жидкую -подчиняется разным закономерностям. В случае отсутствия перемешивания взаимодействующих веществ лимитирующей стадией растворения является диффузия компонентов в растворе. Цж интенсивном перемешивании решающее значение приобретает реакция твердым телом и растворителем на границе раздет фаз - кинетическая обгасггь растворения

Цюцесс растворения урана не является в этом аспекте исключением, поэтому целесообразно рассмотреть основные закономерности, определяющие взаимодействие окислов урана с растворителем для условий растворения.

В литературе имеется не мало рэоот по изучению растворения облученных твердых веществ. Как правило все такого рода исследования проводились в таких условиях, когда реализуется кинетический процесс растворения. Эхо связано с тем, что в кинетической области взаимодействие жидкой и твердой фаз во многом определяется природой соли и растворителя, а также дефектами структуры кристаллов. С этой точки зрения растворение в кинетической области, являясь структурно-чувствительным свойством тверд ых тел, может зависеть от концентрации и природы дефектов, созданных облучением. Так, в некоторых работах отмечалось изменение скорости перехода кристаллических солей в раствор в зависимости от степени недосьжцения жидкой фазы; что объясняется влиянием различных дефектов структуры на процесс растворения

При исследовании кинетики растворения радиоактивных кристаллов, микронарушения структуры поверхности, сформировавшиеся в процессе роста, могут полностью маскировать влияние атомных дефектов. Поэтому для радио

активных солей особое внимание должно уделяться унификации поверхности радиоактивных и неактивных образцов, что достигается путам термической обработки. В противном случае все наблюдаемые эффекты полностью определяются изменениями структуры поверхности. Следует также обращать внимание на радиационно-химические процессы в растворе, сопровождающие растворение облученных кристаллов. Локализованные электроны (дырки), продукты радиолиза соли, которыз при растворении падают в жидкую фазу, могут изменил. даже рН растворителя. Если они эффективно адсорбируются на поверхности кристаллов, то это повлияет на растворение. Когда в процессе растворения имеет место окисление или восстановление ионов твердой фазы, то роль продуктов радаолиза должна значительно повышаться. К сожалению, работ в этом направлении практически не проводилось.

Как показывает анализ литературных данных по влиянию предварительного облучения на скорость растворения ионных кристаллов, различные дефекты оказывают часто противоположное действие, замедляя или ускоряя растворение (но во всех случаях влияние радиационных нарушений можно заметить только в кинетической области данного процесса). ГЬ видимому можно считать. что дефекты типа смещенных атомов, тепловые клинья и др., ускоряют растворение, по крайней мере, в начальный момент после облучения. При этом совершенно безразлично, каким способом созданы эти нарушения (нейтронами, у - квантами или рентгеновским излучением).

Изучалось влияние гамма-квантов на переход урана в раствор из концентрата в процессе выщелачивания серной кислоты, таблЛ. Источник гамма-кватов Со 60, концентрация кислоты равнялось 50 г/л

В таблице 1 показано, что облучение у -квантами при данных условиях опытов в процессе выщелачивания урана в среддем в два раза увеличивает выход урана в раствор. Т|5и этом повышение дозы почти в десять раз (с 4,8104 до

18 105 распри постоянной мощности дозы практически не влияет на относительное увеличение выхода урана в жидкую фазу.

Рисунок /

Зависимость между МД и выходом урана в раствор. Е^оемя растворения 2 часа Температура комнатная. Т:Ж = 250 мг: 18 мл Сн so = 50 г/л

На рисунке 1 показано влияние изменения мощности дозы у - излучения на процесс выщелачивания урана

Из рисунке 1 видно, что с возрастанием мощности дозы выход урана в жидкую фазу резко увеличивается. ГЪлучашая зависимость в д анном интервала мощностей доз удовлетворительно описывается эмпирическим уравнением шла:

Y=AalgMD -t- BelgMD (1)

где Y - соответствует степени извлечения урана; lgMD - логарифм мощности даэьг, ДВ,а -постоянные, равньев нашем случае А=&,5; а=1,1;В=1.

Таблица 1.

Влияние у -излучения на переход урана из концентрата в раствор в процессе выщелачивания серной киоютой. Т:Ж = 250 мл 187мл, температура ком-

натная, МД=3,5 102 рад/сек

Ер емя выщела- Поглэщенная Степень извле- Относительное увели-

чивания, час доза, рад чения урана, % чение содержания урана

в растворе

1 4,8104 17.0 1,9

0 8,8

2 9.6 104 24,8 1,8

0 13.5

з 1.4 105 28L6 1,8

! 0 15,7

4 1.9 105 34,0 1,8

0 18,2

б 2,8 105 40,5 2,0

0 19,6

8 Л8105 47,0 2,2

0 21,5

Следует отметить, что при описываемых условиях проведений опытов меатась не только мощность дозы, но и доза от 6*10* до Р105 рад. Однако учитывая результаты опытов, приведенных в табл. 1, по-видимому, можно считать, что решающее значение имеет изменение мощности дозы, а зависимость (1) выполняется при данных условиях опытов.

С ростом температуры процесс растворения должен ускориться. Бсшыиое значение имеет величина поверхности растворяемого материала. Увеличение удельной поверхности рудного материала достигается дроблэшем и измельчением Слздуег также учитывать, что реакционная поверхность частиц складывается не только из внешней поверхности, в нее входят и поверхность пор микроскопических углублений и выступов. Скорость выщелачивания урана в пер

вом приближении определяется и скоростью выщелачивания примесей, а следовательно скоростью расхода выщелачиваемого реагента Чем выше измельчение руды; тем быстрее расходуется реагент и выщелачиваются примеси и тем интенсивнее идет процесс выщелачивания.

При облучении растворяющегося в серной кислоте или карбонатном растворе окисла или руд в жид кой фазе возникают различные радикальные и молекулярные продукты за счет радиолиза воды Выяснение роли этих продуктов в процессе перехода урана из твердой фазы в раствор составляет од ну из задач данной работы В связи с этим целесообразно коротко рассмотреть основные радиационно-химические превращения в водных растворах серной кислоты и карбонашых растворах, что в дальнейшем обжгчит изложение и обсуждение экспериментального материала

Как слздует из приведенных д анных, практически все продукты радиолиза кислых водных растворов обладают окислительными свойствами.

Начальные выходы продуктов радиолиза воды (Он, Сон, рно)

зависят от многих факторов: концентрации растворенного вещества, рН раствора, мощности дозы и других причин. Поэтому их определение необходимо проводить при стандартизированных условиях Например, в случае у -излучения Со60 для 0,4 М сернокислых водных растворов эти выходы равны: Сн=3.65; Сон = 3.; Сн.,= 0,45; 0,80; 0(.Н1о>= 4,55; а в нейтральной среде: Сц-, =2,80; Он < 0,5; Сно > 3; Сн = 0,45; Сн?= 0,72.

Для ускорения выщелачивания урана из руд ведется окисление ЩУ) до и (VI). Данный процесс обычно осуществляется с помощью прибавляемых к серной кислоте ионов трехвалентного железа Многие авторы рассмотрели кинетику и механизм растворения в серной кислоте в присутствии Ке3+. Они показали, что лимитирующей стадией выщелачивания в д анной системе является формирование активных поверхностных центров, которые возникают в результате окислительно-восстановительных процессов (с участием ионов Ре3+) между окисляющим раствором и поверхностью твердого теш. Определенную

гг

роль при этом играют ОН - радикалы, возникающие в жидкой фазе за счет реакций ионов Ре31' с водой. В других работах также подтверждается изложенная точка зрения на механизм и скорость процесса растворения урана из окислов.

Рассмотрены три возможных типа растворения; диффузионный, диффузионно-кинетический и кинетический. № них наиболее подходящим при изучении кинетики растворения радиоактивных и облученных веществ является кинетический (межфазовый), так как наблюдаемая скорость при таком расгво- * рении будет характеризовать взаимодействие молекул растворителя с поверхностными ионами твердого теш и зависит от природ ы вещества и его структуры. Присутствующие в кристаллической решетке радиационные дефекты также должны отразиться на ее величине.

Как показывают примеры, разобранньк в данном разделе, в сернокислых юти кислых вообще растворах урана идут разнообразные окислигельно-воостановшелььые реакции с участием продуктов рздиолиза В итоге уран может переходить в шестивалешное состояние. Аналогичны; процессы вдут и в карбоншных растворах, содержащих уран.

Как следует из приведенного обзора выщелачивание урана из его соединений в поле у -излучения может быть эффективным методом стимулирования данного процесса Детальное исследование радиационного воздействия на процесс растворения окислов урана и выщелачивания урана из его природных соединений рассматривается в данной работе.

Раздел 4. Радиационно-сгимулированные высокотемпературные процессы В качестве объекта исследования были ваягы окислы урана (ЦС^, и3С^ и иСу, обогащенные концентраты и руды Цэеиварительно все образцы измельчались и сиговым методом отбиралась фракция частиц одного размера (средний диаметр частиц 0,02 ± 0,03 мм.) Поэтому величины поверхности растворяемых веществ были одинаковыми, что позволило надежно сравнивать результаты по растворению исследуемых соединений (таблица 2).

В опытах использовались довольно чистые окислы урана, богатые его концентраты и руды. Последние содержали значительное количество инертных примесей (например, БЮ;, Ре20;, А12СЬ и др.), которые практически не растворялись в серной кислоте. Спыгы проводились при перемешивании системы со скоростью вращения моталки 1200 об/мин.

Исходная концентрация серной кислоты во время опытов варьировались от 1,25 до 35 г/л Время выщелачивания изменялось от одного часа до восьми часов. Количество жидкой фазы составляло 100 мл, твердой фазы 500 мг. Данные соотношения твердой и жидкой фаз позволяли надежно исследовать кинетику перехода урана в раствор в течение нескольких часов. С другой стороны столь большое количество оерной кислоты бралось для того, чтобы кислотность раствора в течение большой части процесса выщелачивания была постоянна №вески порошков соединения урана брались методом «средних проб», что обеспечивало удовлетворительную воспроизводимость опытов. Большинство опытов выполнялось с концентрацией НгБС^ 5 г/л, что соответствует наиболее распространенным производственным нормам и позволило регистрировать изменение количества урана в жидкой фазе с удовлетворительной точностью. Кроме того, такая метод ика позволюав ряде случаев пренебречь в первьк часы растворения изменением начальной поверхности образцов в ходе эксперимента процесс длится 8 часов.

ГЬреход урана в раствор при радиометрии жидкой фазы оценивался по степени извлечения урана ( %) из соотношения.

АЖ 100%

(2)

Рлш

где А-полное число а - распадов в мин. на мишени, У-обьем раствора, нанесенный на мишень, мщ \*/-общий объем раствора, выделенного урана, мл; ггьнавеска пробы растворяемого материала, мл; п - число а -распадов в 1 мг данного изотопа урана в 1 мин

Таблица 2.

Харакгеристгаа образцов

•ÑT см

Образцы Поверхность1, ímV) Параметр решетки и вид структуры Соотношение2 о/и Содержите3 okhcj урана, %

ио2 7,0 а=5,4 б ± 0,08 кубическая 2,50 99,3

UO] 8,2 а=3,9б ± 0,004; с=4,16± 0,008 гексагональная 2,5 99,1

U3Os 6,8 а= 6,91 ±0,01; в— 3,92 ±0,01 с= 4,16 ±0,02 орторомботеская 2,60 £>9,1

концентрат -1 7,1 а=5,43+0,02 кубическая (в осн.1) 2,48 77,05

концентрат - 2 7,5 а= 5,44+0,02 кубическая (в осд) 2,50 4-2,60 73,56

смолка 7,0 а=5,45+0,001 кубическая (в осно.) 2,60 50,3

руда 7,3 а=5,37+0,02 кубическая (в осн.) 2,66 17,46

1 Поверхность образцов была определена методом БЭТ в лаборатории раднпхямнческнх исследований ИФХ АН СССР;

2 Ошошенне кислорода к урану (метод определения сы.М.В.Собсшеза, И. А. Пудовкина - Минералы уршзгц,М.,1975гХ

3 Содержание анализировалась в лаб. №11 ИФХ АН СССР ихкшиесахчДж5, ИГЕМ ан стер

В экспериментах, связанных с карбонатной жидкой фазой использовался раствор состава Na2OQj (40 г/л) и NaHCGj (30 г/л). Исходное количество растворяющихся окислов варьировалось от 10 до 200 г., количество растворителя составляло 200 мл. Время растворения в отдельных опытах достигало 4 часа Эш уешвия отхватывают аналогичные параметры в технологии вскрытия урановых руд.

Все соли и кислоты применяемые в работе, были марки «хч» Опоюнение экспериментальных д анных от средней величины не превышаю 810 % при содержании урана в растворе не менее 0,4 мг/л.

При облучении порошка окисдав урана и минерашв у -квантами в качестве источника излучения использовались установки МРХ-100 ГУГ-120 ИФХ АН ССОР, имеющие экспозиционные мощности дозы в центре к момегау облучения 575 pan/сек и 1200 рап/сек.

Применялись два метода облучения: предварительное и в процессе выщелачивания урана В первом случае облучалась только твердая фаза, на воздухе или в запаянной ампуле (вакуум отЮ"3 до 10'é ммрт.сг.). Температура образцов в ходе облучения составляла -45° С, что контролировалось термопарой. Во втором случае вся установка помещаюсь в камере облучения и система облучалась в гож у -источника при комнатной температуре.

Установлено, что обработка мощными лучами ускоренных электронов существенно интенсифицирует технологический процесс. Имеются несколько вариантов радиационного вскрытая упорного сульфидаого золотосодержащего сырья:

1. Рэдиавдоннсктермическое вскрыше (РТВ), осуществлялось обработкой электронами сухого измельченного концентрата в тонком слэе (стационарно) или в состоянии виброкипящего слоя (ВКС). Камера облучения аппарата ВКС имеет перфорированное днище для подачи в сюй материала радиационно-споообного газа, необходимого для про

ведения окислительных реакций в процессе РТВ. Сочетание воздействия на материал вибрации и поддува газа обеспечивает хорошее перемешивание материала, способствует повышению контакта окислителя с частицами материала.

2. Радиационное гидровскрыше (РГВ) концентрата в виде водной ггульпы путем ее обработки пучком при одновременном барботаже воздухом. Достоинством РГВ является одновременное извлечение золэтз и ое-' ребра ГЬлученньк результаты дают основание для создания опытной установки и специализированной научно-инженерной группы для проведения укрупненных испытаний.

Для радиационно-термичеасого вскрышя исследовались упорньк и сульфидно-мышьяковые концентраты, флотоконцентраты хвостов цианирования упорной руды кварцевого типа и т.д.

Использование ускорителя ЭЛВ-8 с характеристикой (энергия ускоренных электронов - 1,2-1,8 МЭВ, мощность в пучке до 80 квт, плотность тока в пучке 0,03-0,2 А/м2, коэффициент преобразования электроэнергии в энергию пучка ускоренных электронов - 80%) дает возможность получать скорости нагрева до 40°0сек и температуру в облучаемом материала до 1300° С.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили возможность эффективно вскрывать упорное золотосодержащее сырье при дозных затратах 700-1000 кГр (70-100 мрад). Оптимальные дозы РТВ сульфидно-мышьяковых концентратов лежат в пределах 700-900 кГр. Интервал доз, необходимых для вскрышя руд кварцевого типа 1500-1700 кГр. В этом случае повышение температуры в слэе до 870° С.

Для реализации и отработки процесса РТВ в укрупненном масштабе в непрерывном и переманиваемом режиме разработана, изготовлена и опробована гошэткая установка ВКС (рис. б) с характеристиками:

Произво,щггельнос1ъ -2+100 кг/ч; вес загружаемого в бункер сырья -до 100 кг; д лина камеры облучения - 980 мм; ширина

120 мм; температурный уровень проводимых процессов - до 1000 С; Линейная скорость воздуха, подаваемого снизу через перфорированное днище в стой облучаемого материала - 0,005+ 0,08 м/сек; амплитуда колебаний, создаваемая вибропобудителем - 0,2+ЗЗмки; частота колебаний - 20100 Гц;

В качестве оптимальных радиаццонно-технолэгических параметров при реализации процесса РГВ упорных сульфидно-мышьяковых продуктов рекомендуются следующие:

Поглощенная доза- 50-70 кГр; диапазоны мощностей поглощенной дозы -1-15 кГр/с; соотношеие Т:Ж- 1:2; добавки Ю - до 3% добавляется НИ в количестве 1-5% для предотвращения образования Ре(ОН)

Расход барботирукхцей озоновоздушной смеси 0,1-0,35—м1возд—

лс / пульпы С

Анализируются результаты по действию электронных и гамма-облучения на изменение свойств (объемных и поверхности) минералов и концентратов при выюкотемперагурных процессах.

Ионизирующее излучение, в частности, пучок ускоренных электронов может быть использован не только как инструмент для направленного изменения физико-химических, а, следовательно, и технологических свойств минерального сырья . Мэшцьй поток ускоренных электронов может служить высокоэффективным, чистым источником энергии для проведения высокотемпературных радиационно-термических процессов. Специфика термического воздействия, оказываемого пучком ускоренных электронов, заключается во вводе энергии непосредственно в объем облучаемого вещества и возможность достижения высоких скоростей нагревания. Повышение скорости нагрева обычно интенсифицирует вьюокотемпературный процесс, поскольку при этом подавляются процессы пассивации и рекристаллизации исходных веществ и промежуточных фаз, происходит наложение последовательных сщций или же изменение лимитирующей стадии суммарного процесса В отличие от традиционного нагрезва, электронный пучок обеспечивает скорость нагревания до 1000

грзд'с. что может явиться средством интенсификации высокотемпературного процесса Из вышеизложенного следует то, что воздействие мощного потока электронов не сводагся к чисто термическому и чем сложнее процесс или наследуемая гетерогенная система, тем боже вероятным становится изменение механизма и кинетика процесса, так как увеличивается число степеней свобода для реализации тех или иных вероятных эффектов воздействия облучения, способных тштенсифицировагь высокоюшерагурный процесс о существовании эффекта радиационно-термической активации (РТ-активации) высокотемпературных процессов массопереноса свидетельствуют многочисленнью эксперименты РТ - активации твердофазных реакций сводится в основном к следующему.

1. Р^циацишгно-термичеасая активация носит фундаментальный характер II проявляется в большей или меньшей степени во всех типах твердофазных взаимодействий. :

1 Скорость реакций определяется интенсивностью облучения и экспериментально установлено увеличение скорости РТ - процессов в несколько, ав отдельных случаях - в десятки раз по сравнению с традиционными реакциями.

3. И^еет место снижение температуры процесса при достижении той же сте.тени превращения, что и в термическом процессе.

Таким образом, электронно-лучевой нагрев обладает рядом отличительных особенностей. Цж электронной бомбардировке происходит вьдешние теша непосредственно в нагреваемом теж, не наблюдается сильного азро- и электродинамического воздействия, раздувающего ванну жидкого металла, нет воздействия окислительной атмосферы, достигаются практически любые удельные концентрации мощности на поверхности, процесс легко регулируется, позволяет осуществлять нагрев с самыми различными скоростями. Вое это позволяет использовать элзсгронный нагрев для самых разнообразных технологических операций.

Раднационно-химичеаше процессы пата разложения, спекания, синтеза, восстановления, термоокисления и т.д, протекающие в неорганических системах при температурах выше 800 К, выпадали из поля зрения радиационной химии и физики в силу высокой радиационной стойкости таких систем при облучении их потоками невьюокой интенсивности (значительно меньше, нежели 10 кГр/с). Практически единственным источником излучения, способным обеспечить разогрев материала до высоких, более 700 К, температур, являются ускорители электронов, обеспечивающие мощность поглощенной дозы до 500 кГр/с. Для высоких температур структурные нарушения атомной и электронной подсистемы облучаемого неорганического вещества реяаксируют за время 10"7 -10'" с, не накапливаются и не могут быть зафиксированы посте облучения, т.е. не имеется генетической связи между радиационно-гермическими процессами и явлениями, имеющими место в радиационном катализе и в радиационном материаловедении. Попытки совместить процессы нагревания и облучения при столь вьюоких интенсивностях потока радиации долгое время не предпринимались. Количественной характеристикой рассматриваемых превращений является мера их интенсификации, т.е. увеличение степени химического превращения при идентичных по сравнению с чисто термическими усдавиями.

Радиащюнно-термические процессы имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными термическими, а именно:

■ вькокая скорость протекания процессов;

■ снижение энергозатрат, обуоювлгнное снижением эффективных температур взаимодействия;

■ вьюокая чистота продуктов синтеза;

■ кардинальное уменьшение загрязнения окружающей среды за счет уменьшения выбросов в атмосферу продуктов высокотемпературной технологии;

■ исчезает необходимость в снижении природного топлива, которое может быть использовано более рациональным образом;

■ увеличивается эффективность оперативного управления процессами;

■ повышается КПД использования проводимой для проведения процесса энергии.

При разработке механизма РТП необходимо учитывать следующие три особенности: протекание реакций только при совместном воздействии на материал теши и радиации, взаимосвязь между величиной температурного смещения радшционно-термического синтеза и температурным уровнем синтеза, наблюдаемое во многих неорганических системах, изменения скорости химических превращений при изменении мощности дозы.

Терморадиационное стимулирование процессов массопереноса может осуществляться по механизму терморадааодонной стимуляции диффузии. От известной радиационной стимуляции д иффузии, наблюдаемой при обычной (до 400 К) температурах, больших дозах радиации с образованием стабильных структурных дефектов. Терморадиационная стимуляция диффузии отличается температурой 800 К и более, образование короттсоживущих точечных дефектов вьюокой концентрации. Такие дефекты могут также характеризоваться и повышенной химической активностью.

Такая интерпретация поддастся математической обработке. Г^эи моделировании на ЭВМ накопление радиационных дефектов в рамках простейших модельных представлений максимальная концентрация дефектов определяется величиной безразмерного параметра

Ли = & % /(р/г)

где а - скорость генерации точечных дефектов; О - коэффициент взаимной диффузии; г - размер облает нестабильности; % - соответствующий ре-

комбинационный объем: I

Проведенные исследования показали, что извлечение золота из сульфидно-мышьяковистых концентратов, подвергавшихся эжктронно-термическому обжигу; при температуре 500°С в течение 10 минут на 2-6 % выше, чем из тех же самых концентратов, прошедших традиционный процесс обжига на 200°С и

сокращение продолжительности процесса в два раза приводят к значительному сокращению потерь золота При раанационно-термическом обжиге сульфидно- ; мышьяковистых концентратов имеет место термическая диссоциация железосодержащих компонентов арсеяопирита пирита, гематита и др.

В последние два десятилетия опубликовано рад работ по исследованию физических и химических свойств минералов урана, подвергнутых облучению в атомном реакторе. Было установлено, что предварительное облучение сухих минерашв и концентратов урана ускоренными электронами, гамма-квантами и особенно нейтронами может бьпь эффективным методом воздействия на растворение или выщешчивание минераюв урана в серной кисште.

Известно, что окисление урана до шестваленхного состояния при гамма-облучеяии идет с довольно высоким выходами в аэрированных сернокислых растворах. Не исключено, что аналогичный процесс может идти и в твердой фазе.

Конкретный механизм замедляющего действия на растворение предварительно облученных окисшв урана по результатам продеуишой работы однозначно установить невозможно. В этом случае целесообразно указать на характерные особенности данного эффекта

1. Замедление растворения не зависят от типа облучаемого соединения.

2. Валентное состояние урана в окислах также не влияет на эффект за-меджния.

3. Прокаливание предварительно облученных окислов «снимает» действие облучения только при 500-600йС.

4. По-видимому, на «эффект замешюния растворения» урана в серной кислоте влияет состав и количество примесей в окислах. № исключаю, что при определенном наборе примесей может наблюдаться и положительный гамма-радиационный эффект растворения.

Исходя из приведенных особенностей влияния предварительного у -облучения на процесс окислов урана, можно предположить, что решающее зна

чаше в данном случае принадлежит радиационным точечным дефектам, а не макро-радианионным изменениям поверхности.

Данные ретгшоструктурного анализа у -облученной на воздухе двуокиси урана показали, что в ней появляется самостоятельная фаза. Так, при дозах 1 108 рад околэ 20% переходит в закись-окись . Вероятно, радиационное окисление двуокиси урана на воздухе идет за счет кислорода, внедряющегося в решетку окисла Этот процесс, лимитируемый диффузией О в , ускоряется под влиянием из лучения.

Э:

§;

о х а»

а.

О!

.я сг о с <и

7 6 5 4 3 2

0,32 0,24 0,16 0,08

-н-

20 40 60 120

Время растворения, мин

Изменение степени перехода урана () в жидкую фату прн растворении ТГОг в 0,1 и ШвО«. Температура комнатная. Т:Ж=500мг:100мл; 1 - необлученная; 2,3 - тоже,-облученная доза 107 и 10е рад.

Рисунок 2

Кислород участвующий в окаиюнии , мог содержаться в самой двуокиси (в порах, трещинах и др.) или поступать го окружающей среды. Второй путь более предпочтителен, так как в опытах с грубодисперсными порошками или даже тонкодишерсными образцами, пготно набитыми в открытие пробирки, количество образующейся закиси-окиси всегда понижалось.

Образование шесшвалешного урана сказывается и на скорости растворения облученной на воздухе, так как лимитирующий растворение переход и(ГV) Ц( VI) частично осуществляется под влиянием у -облучения (рисунок 2).

Иг рисунка видно, что предварительное у -облучение на воздухе при фазах 107 рад способствует растворению ЬТС> в 0,1 N Цг304 без окислителей. Следует отметить что при облучении 1Ю2в вакууме, естественно, никакого изменения скорости растворения двуокиси не обнаружено вплоть до поглощенных доз 5 10? рад.

Если объяснение наблюдаемого эффекта справедливо, то в жидкой фазе также должно появиться избыточное количество шестявалешного урана Действительно, анализ жидкой фазы пoкaiaл, что количество Ц^Л) после растворения у -облученного окисла резко повышается, а соотношение ЦМ)/и(1 V) с 2 возрастает до 40 посж растворения ЦО в течение 1 ч. Это, вероятно, связано с тем. что окисление в поле у -излучс-шя на воздухе происходит пивным образом по поверхности частиц двуокиси л жидкая фаза в первые моменты растворения заметно обогащается ЦТ VI ).

Для интенсификации процесса выщелачивания урана из руд, обычно процесс ведется при повышенных температурах (70-805С). Поэтому в ряде работ были поставлены специальные опыты с целью определить эффективность действия и ионизирующей радиации на извлечение урана в условиях, близких к технологическим. Для этого предварительно облученные (доза 2 10* рад) порошки окислов урана с последующим растворением в 0,1 серной кислоте в течение 8 часов при температурах 30,50 и 700 С.

Гамма-излучение (оообенно при больших поглощенных дозах до 10® рад) вызывает разнообразные изменения в окислах и минералах урана При этом наибольшие эффекты наблюдаются в окислах, содержащих и (IV).

Изучалось также влияния хранения образцов после облучения на скорость растворения. Хранение облученных образцов так же, как и при отжиге приводит к увеличению выхода урана в раствор.

Известно, что хранение можно отождествил, с процессом изотермического отжига Все изменения, наблюдающиеся при термической обработке, в какой-то степени должны отразиться и в случае хранения облученных окислов. В соответствии с этим предварительно облученные образцы (ЦЭ^иО^изОз и концентрат), выдержанные после облучения 80 суток, растворялись в ОД серной кислоте и изучалась скорость растворения. Зфанение у -облученных (при 10 мм.рт.ст., поглощенная доза 2* 10 рад) образцов осуществлялась на воздухе в закрытых бкжсах при комнатной температуре.

Наибольшее влияние у -облучение оказывает на окислы или соединения, содержащие больше примесей, которые относятся к «биографическим дефектам». Это может связано с известным экспериментальным фактом, что радиационные дефекты, генерируемые у -облучением, стабилизируются эффективнее разупорядоченных кристаллах.

В настоящем разделе приведены полученные нами положительные результаты, которые свидетельствуют о перспективности радиационно-термического способа осуществления отдельных высокотемпературных процессов.

Раздел 5. Радаацконко-стимулированные эффекты в Ьщромешллургических процессах

Ионизирующее излучение, генерируя к кислой среде большое количество частиц, обладающих окислительными свойствами (ОН НЭ^НгО^ и др.), должны оказывать стимулирующее действие на процессы растворения, идущие через стадию окисления растворяющихся продуктов.

Решающим фактором повышения выхода урана в раствор, очевидно, является возрастание мощности дозы у -облучения. Очевидно, поток у -квантов, взаимодействуя с жидкой фазой, увеличивает стационарную концентрацию ко-роткоживуших радикальных продуктов, обладающих окислительными свойствами. Они же в свою очередь окисляют и(1У) до Ц^Л) и тем самым ускоряет процесс в целом Данная точка зрения подтвержд ается и тем, что с увеличением времени растворения и естественно с ростом дозы соотношение между е -облученных и необлученных систем остается практически постоянными. Вероятно, перекись водорода, которая мэжет накапливаться в облучаемой система, оказывает влияние на данный процесс лишь в завершающей стадии, рис.2, таб»3.

В таблице 3 показано относительное увеличение огакви извлечения урана в зависимости от мощности дозы Как следует го таблицы 3 и рис. 2, степень извлечения (в ) с мощноспю дозы (и дозовой) растет не линейно. №блкдает-ся степенная зависимость

Как лзгко видеть, при облучении пульпы твердая фаза - серная кислэта при данной мощности дозы; всегда по мере растворения увеличивается доза и растет степень извлечения урана Если зафиксировать определенную дозу и менять мощность дозы, т.е. время облучения, а следовательно, и время выщелачивания, то результаты опытов будут несравним л, так как продолжительность контакта взаимодействутспщх фаз будет разной. Таким образом, принципиально невозможно поставить в «чистом виде» опыты, эде менялся бы лишь один параметр, доза или мощность дозы при постоянном времени выщелачивания. Это приводит к большим затруднениям оценки влияния на весь процесс дозы (аккумулятивное действие) или мощности дозы (кинетический эффект). Тем не менее имеются косвенные данные, позволяющие отдать предпочтение только одному из указанных факторов.

Время растворения, часы

Изменение степени перехода урана в раствор в зависимости от мощности дозы Сн зо =5г/л Температура комнатная. Кривые: ЫЮг, без облучения 2,3,4 и 5 - Ц02, под облучением при мощностях доз: 2,0 102; 8,5 1С)2 и 1,2 10? рад^сек соответственно: Г - Цз08 без облучения; 2\3\4\5',- и3Ог под облучением при мощностях доз: 2,0 102; 8,510? и 1,210? рассек соответственно.

Рисунок 3

При сравнении отношения е обл/ е необл для двух кривых можно заметить, что это отношение практически не меняется со временем облучения (и перемешивания одновременно), т.е. ростом дозы при постоянной мощности дозы. Но при увеличении МО (конечно и дозы растет) е обл/ е необл замешо увеличивается. Это дает возможность в наблюдаемом радиаиионно-химическом эффекте ускорения выщелачивания урана отдать предпочтение решающему влиянию мощности дозы, т.е. кинетическим процессам

В таблице 3 показано изменение соотношения значений степени выщелачивания для облученных и необлученных образцов в зависимости от мощности дозы

Кж следует из таблице 3 величина е обл/е необл. закономерно возрастает с ростом МО, что наглядно представлено на рис. . Заметим, что аналогичное изменение е обл/ г необл можно получить и для других времен выщелачивания. Г£и постоянной мощности дозы, но при равных дозах, соотношение е обл/ е необл с точностью до ±15 % остается постоянным, что указывает на решающее влияние интенсивности облучения и отсутствие аккумулятивного эффекта

Очевидно, поток г -квантов, взаимодействуя с жидкой фазой, увеличивает стационарную концентрацию короткоживущих радикальных продуктов, обладающих окислительными свойствами. Они же в свою очередь окисляют ЩУ) до ис\Л) и тем самым ускоряют процесс в цезюм. Данная точка зрения подтверждается и тем, что с увеличением времени растворения и естественно с ростом дозы соотношение между г -облученных и необлучеанных систем остается практически постоянными, рис., табл 3. Верояшо, перекись водорода, которая может накапливаться в облучаемой системе, оказывает влияние на д анный процесс лишь в завершающей стадии. Таблица 3

Относительное изменение степени извтечения урана от мощности дозы г -излучения (время выщелачивания 5 часов)

Образцы £ обл/ £ необл мощности дозы, рад/сек (МО) .

2,010 4,0 102 8,5 102 1,21с)3

иОг 1,4 1,6 1,8 2,3

и3о8 1,2 1,3 1,4 2,4

Концентрат - 1 1,5 1,7 1,8 2,3

Концентрат -2 1,5 1,6 1,9 2,0

Сколка 1,4 1,5 1,9 2,3

Руда 1,3 1,4 2,0 2,0

Рисунок 4

Зависимость между мощностью дозы у -излучения и выходом урана в раствор. Время выщелачивания 5 часов. Температура комнатная. С^ н эо =5г/л

1-ЦАИ2-Ш2 ;

Таким образом, ионизирующая радиация по отношению к урану выступает как окислитель, переводя уран в шесгаважнтную форму, действуя косвенно (через воду) на процесс растворения. Как следует го литературных д анных, ре

акции маю зависят от температуры, что и наблюдалось в опытах. Аналогичные еще более сложные изменения были обнаружены при воздействии у -излучения нз скорость растворения окислов железа и гидроокиси хрома в окса-лахно-перекисной среде. ГЬлучеяные результаты убедительно показали, что растворение окислов металлов в условиях воздействия у -излучения на всю систему (твердое - раствор) - сложный многофакторный процесс. Важно подчеркнуть, что скорость растворения, в изученных системах, возрастала под действием у -облучения в несколько раз. Главной причиной этого явления были рздиационно-химические процессы в растворе и на границе раздета фаз.

Как уже отмечалось, процесс выщелачивания урана из руд действием разбавленной серной кислоты в значительной мере лимитируется наличием в твердой фазе ЩУ), соединения которого растворяются медленнее, чем в случае и(\Т). Для повышения степени извлечения урана обычно используют окислители (азотную кислоту, пермангагат калия, пиролюзит, хлорат калия, сульфат трехвалентного железа и др.). В качестве окислителей, способных ускорять реакнию выщелачивания или растворения урана, часто также применяют соединения, входящие в состав урановых руд и содержащие элементы переменной валентности. В данной работе в качестве окислителя использовались МпОг, Р^БО*)*, НЬК^ и НгОг. Количество окислителей, используемых в работе МгОг -22,5 мг; Ре(!Ю,))з - 1(Т3 моль/л; Н2Ог - 2,7 моль/л; НЫО, - 15% соответствует тем величинам, которыг обычно применяются на практике и в лабораторных экспериментах

С ростом отношения Ре3+/Ре2+степень извлечения урана из всех образцов под облучением возрастает, что согласуется с данными многих работ. И? представленных данных можно проследить влияние состава растворяемых продуктов на переход урана в раствор. Оказалось, что чем больше в твердой фазе инертных примесей, тем медленнее выщелачивание урана Так, из руды, имеющий около 8С% различных примесных материалов, уран извлекается мед

пеннее всего. Сам механизм процесса перехода урана в раствор, очевидно, не меняется от образца к образцу, что отражается в однотипном характере изменения е от при различных мощностях доз.

Как и в случае железа, с ростом отношения МпОг /МтБО^ степень извлечения урана из всех образцов монотонно возрастает (в пределах исслздованных величин МпОг /МпБО*). Также меньшие значения е характерны для руды, содержащей много пустой порода. Относительное увеличение степени извлечения при добавлении ионов железа несколько больше при од инаковых значениях отношений МпС^ /Мп5Ю4 и Ре3+ /Ре1*. Вероятно это вызвано тем, что не весь МпОг растворяется, часть его находится в форме твердой фазы, в процессах окисления участвуют боже эффективно растворенные формы МпОг.

Таким образом, сравнение рассмотренных выше процессов выщелачивания урана из его природных соединений различными окислителями показывает, что скорость перехода урана в раствор в полз ионизирующих излучений зависит от природы и состава примеси, а также от ингенсивностей излучения: Характерно, что прибавление любого окислителя увеличивает степень перехода урана в жидкую фазу практически в од инаковом отношении как без облучения, так и при облучении всей пульпы у -квантами. Это, вероятно, указывает на то, что продукты радиолиза воды взаимодействуют более эффективно с порошком растворяемых окисшв, чем с растворенными веществами. № исключено также, что процессы радиолиза идут в большей степени на поверхности частиц твердой фазы (в адсорбированном состоянии), за счет передачи энергии излучения поглощенного пульпой, на поверхности раздела фаз. Во всяком случае, очевидно, решающим является воздействие излучения на жидкую фазу и последующее взаимодействие ее продуктов радиолиза с растворяющимися окислами

Как отмечалась ранее, при облучении изучаемой системы образуются продукты радиолиза жид кой фазы, которые принимают участие в процессе растворения окислов урана ь Н^ЭО,. Об этом свидетельствую! спектры ЭПР

(электронного ггарамаплтгого резонанса) замороженных до и после облучения растворов серной кислоты и гетерогенной системы (окислы урана, серная кислота) при температуре жидкого азота Для работы использовался спектрометр ЕР-9 (ГДР, Карл Цейс). Идентификация частиц, дакхиих соответствующие линии ЭГТР, выполнялась по литературным данным

Данные ЭПР показывают, что примеси, входящие в состав минералов, при выщелачивании в полз у -излучения, окисляясь переходят от вызпих ва-лгнтных форм к низшим, которые способствуют переходу Ц( VI) в жид кую фазу тем самым ускоряют процесс выщелачивания в цезюм (рис.4).

Величина энергии активации, характерна для гетерогенных процессов (растворение в кинетической области). Ижизирукжцее излучение приводит к снижению энергии активации при облучении в ходе растворения, когда при предварительном облучении эта величина возрастает (таблице 4).

Температурный коэффициент скорости невелик и меняется в интервалах от 1,5 до 1,28. Он позволяет выполнить оценку изменения степени извлечения урана с температурой по такому выражению.

ю+4/10(Т-Ти) , (3)

тде е го - степень извлечения при 20° С; А - температурный коэффициент скорости растворения.

Величина А с точностью до ±20М> практически не завтчит от действия у -излучения на данную систему, что косвенно указывает на эквивалентность механизма перехода урана в жидкую фазу 1Ю2; при разных температурах. Более тою, основную роль в обоих случаях, верояшо , играют реакции одного порядка и типа, которые зависят одинаковым образом от температуры

Значения температурного коэффициента скорости малы и соответствуют величинам, характерным для многих процессов растворения. Нужно также отметать, что пределы изменения А (боже 6,21 ккал/моль) указывают на кинетический тип растворения исследуемых образцов (табл4).

5 5,3 5,6

Поглощенная доза, (рад)

Зависимость количества ОН-радикалэв в замороженной при температуре -19б°С пульпе 1Юг + 0,1 п Н^Од от поглощенной дозы у -излучения, время облучения 1 час

Рисунок 5

Таблица 4

Энергия активации и температурные коэффициенты скорости для процесса пе-__рехода урана в раствор._

Образцы Энергия активации (А) Температурный коэффици-

ккал'моль (± 11%) ент скорости (±20%)

необл обл необл обл.

иОг 8,32, 7,27 1Д5 1,25

и3о8 8,951 7,48 1,16 1,28

Концентрат-1 8,18 7,80 1,09 1,62

КЬнцевдрат-2 8129 7,75 1,24 1,36

Сколка 8,85 7,70 1,10 1,30

Руда 7,65 6,85 1,14 1,19

Механизм растворения окислов, концентратов и руды урана в Н^БОд при у -облучении определяется ргииационно-химичесхими процессами в жидкой фазе. Решающие значения имеют радикальные продукт; которьк участвуя в окислении урана (IV) до (VI) на границе раздела фаз ускоряет растворение. Данный эффект может бьпь рекомендован для промышленного использования ЕПервью получен зависимость изменения скорости растворения минералов урана с выходами продуктов рздиаолиза жидкой фазы и интенсивности у -излучения:

lgA.ii л = сош* + ЩН"] + У11&Г (4)

Таким образом, у -излучение является эффективным способом интенсификации процесса растворения окисюв урана за счет радиционно-химических процессов в жидкой и твердой фазах.

Проведенные исследования позволяют отметать, целесообразность радиационной обработки при переработке труднообогашмых упорных руд и концентратов:

1. Возможность значительно снизить концентрации химических реагентов;

2. Повысить показатели некоторых технологических процессов (вскрытие минералов, извлечение мегашгов и т.п.);

3. Возможность извлекать золэта непосредственно из пульпы, исключение фильтрации;

4. Снизить потери золэта, повысить его общее извлечение;

Предложенная радиационная установка для обработки СВ и золотосодержащих пульп ЗИФ> позволяет

1. Утилизовать цианиды не менее 60-65% от исходной концентрации при остаточной концентрации [СМ] = 5=-55 мг/л;

2. Разлагать родаг лщы и стойкие компжксные цианиды вдетых металлов,

3. Утилизовать радиолитический озон, устраняющий загрязнение воздуха;

4. Создать полный оборотный цикл водоснабжения;

5. Обработать золотосодержащие цианистые пульпы с целью кондиционирования, с предварительной регенерацией цианидов.

Из результатов работы следует, «рапиоционное кондиционирование» обеспечивает возможность селективного извлечения золота и серебра из цианистых пульп с одновременной очисткой раствора (в облученных пульпах наблюдается ускоренное осветление СВ) позволяет повысил, емкость анионита (сорбента золота) -АМ-2Б от 3 до 15 мг/л.

Выщелачивание золота и серебра из исследуемый руды проводили в эк-вимолярной смеси хлорида натрия и соляной кислоты, варьируя величину интегральной дозы, при этом элзюронно-лучевому воздействию подвергалась как неизмельченная, так и измельченная руда-

Предпожена технология получения катодного золота из кислотно-солевых растворов с использованием эффекта гальванической пары.

Таким образом, варьируя степенью измельчения руды временем элж-тронно-лучавого воздействия и составом выщелачивающее реагентов можно процесс выщелачивания золота и серебра осуществлял, в кисшшо-солевом растворе.

В заключение данного раздет следует отметить, что исследования комбинированного влияния у - облучения, температуры и различных окислителей в процессе выщелачивания и растворения соединения урана указывает на перспективность использования и ионизирующей радиации для интенсификации извлечения урана из его природных, соединений. Действительно у -радиационный эффект сводится лишь к ускорению процесса без каких либо побочных явлений при исследованных режимах выщелачивания, что особенно

важно с технологической тонки зрения.

Раздел б. Технико-экономические показатели безотходной радиационной

технологии.

Разработана технико-экономическая оценка (ТЭО) радиационного метода выщелачивания урана

ТЭО метода радиационной очистки и утилизации цианистых стоков золо-тоизвлекательных фабрик

Показана экономическая эффективность природоохранных мероприятий (расчеты экономического ущерба).

Разработан технологический регламент на создание опытно промышленной установки

Представлен акт внедрения.........

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан экологический чистый, эффективный и дешевый метод извлечения из руц, минералов, концентратов на примере переменно валентного урана и устойчиво-вашганого золота безотходной технологии.

2. Построена математическая модель адекватно описывающая распределение загрязняющих веществ в приземно-пограничном сше атмосферы Для ее реализаций на ЭВМ предложат численный алгоритм. Сопоставлены результаты расчета с натурными данными. Модель удовлетворительно описывает процесс распространения тяжелых и легких примесей в ограниченной территории.

3. Создан спектрометрический метод определения загрязнения атмосферного воздуха в ИК- обшсш с применением жверного излучения. Разработан прибор для автоматического контроля загрязнения атмосферы химической промышленности и прилагающей к ней районы, и впервые определены основные молекулярныз компоненты загрязнителей (Р4, Р2С^, РН,, ЬВ7, ¡ЗС^) а также тяжелые частицы (пыль, аэрозоль и др.).

4. Показано, что эффект у -излучения достигает больших величин для окислов и концентратов, содержащих малое количество пустой породы и урана в

высшем окисленном состоянии и аналогично окислителю ионизирующие излучения в дозах 1 108 рад 1| выше способны повысить скорость выщелачивания

урана из его природ ных минералов в 1,5-2 раза

5. В исследованном интервале мощности доз (от 20 до 1,2 103 рая/сек) решающее действие оказывают короткоживущие продукты рздиолиза сернокислых растворов, ОН РЮг и Н/. При высоких мощностях дозы может проявляться также действие молекушфных продуктов радиолиза, в частности, Щ^.

6. Установлено, что максимальный рздиациошю-химический эффект проявляется при осуществлении процесса при относительно низких температурах, не выше 500-600РС. С повышением температуры до 800° С и более увеличивается скорости и рекомбинации и отжига радиационных дефектов, что сближает радиационное и термод инамическое равновесие.

7. Изучены процессы выщелачивания урана из его природных соединений действием раствора серной кислоты (5г/л) в присутствии ионизирующих излучений и различных окислители (Те(Ш), Мгт4+, Ре3+/Ре2+, Мл+/Мп2\ НгОг) и найдена, что радиация и окислители ускоряют исследуемьк процессы Сде-лено сопоставление ускоряющей способности радиации и различных окислителей и найдено, что ионизирующие излучения способны целиком заменить собою использование в сернокислотном и карбонатном выщелачивании различные окислители.

8. Определены параметры, характеризующие процесс растворения окислов урана и их минералов в сернокислых растворах (константа скорости, порядок реакции растворения, энергии активации, температурный коэффициент скорости растворения) и зависимости их от условий облучения.

9. Предложен механизм радиационного выщелачивания урана из его природных соединений действием карбонатного раствора и серной кислоты. Эффективность действия радиации возрастает с повышением мощности дозы. Впервыз показана связь между скоростью растворения или выщелачивания

урана и его природных соединений с радиационными выходами продуктов радиоле а жидкой фазы, а также мощности дозы

lg »j = const + ]g[li] + l/21gJ

10. Разработана радиационная установка для обработки СВ и золотосодержащих пульп ЗИФ позволяет:

а) утилизовать цианида не менее чем 65% от исходной концентрации при остаточной концентрации [CN]=5 мг/л;

б) разлагать роданида и стойкие комплексные цианиды цветных металлов;

в) утилизовать радиологический озон, устраняющий загрязнения воздуха;

г) создать полный оборотный цикл водоснабжения;

д) обрабатывать золотосодержащие цианистые пульпы с целью кондиционирования, с предварительной регенерацией цианидов.

11. Показана триннипиальная возможность извлечения золота и серебра ю упорных . ю лотосодержащих материалов с использованием элгктроно-лучевого воздействия в кислотно-солевой среде за счет образования активного хюра в о Поеме пульпы Установлено, что извлечение золота из неизмель-ченной руды крупностью- Змм в 2 раза выше, чем при выщелачивании аналогичным образом измельченной руды крупностью - 0,074 мм.

12. Предгожена технология получения катодного зошта из кисштно-солевых растворов с использованием эффекта гальванической пары

13. Предложено использование ионизирующего излучения для интенсификации процесса извлечения металлов из концентратов и руд, так как радиационно-стимулированный процесс позволяет снизить расход реагентов, исключить окислителей, увеличив скорость продолжительности процесса в 2 раза, сократить рабочий персонал и уменьшить себестоимость готового продукта в 2 раза От применения радиационного метода по сравнению обычным методом уменьшается число технологических операций и полученный продукт является боже экологически чистым.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях автора.

1. Абдулаев Ж. Развитие и современное состояние элементарных частиц «Бшм жше енбек», Алматы,1969, №10. с. 15.

2. Абдулаев Ж. Элементарные частицы не иссекаемых тайн материн «Бипм жене енбек», Алматы, 1970, №5. с. 10.

3. Спицын В.И , Громов В.В., Абдулаев Ж. Механизм сернокислотного растворения окислов урана в поле у -излучения. ДАН СССР, Москва, т.216, №2,1974.С.356.

4. Абдулаев Ж., Громов В.В. Валентные формы урана в процессах растворения у -облученных окислов урана в серной кислоте. Радиохимия, Ленинград, т. 16, №5, 1975.С.646.

5. Спицын В.И., Абдулаев Ж., Громов В.В. Окнсленне двуокиси урана в твердой фазе под влиянием у -излучения. Труды Всесоюзного сов. «Воздействие ионизирующего излучения на гетерогенные системы», Москва, октябрь, 1976.С.24.

6. Абдулаев Ж, Громов В.В. Растворение окислов урана в поле у -излучения. Труды Всесоюзного сов. «Воздействие ионизирующего излучения на гетерогенные системы», Москва, октябрь^ 1976.С.69.

7. Абдулаев Ж, Громов В.В. «Влияние у -квантов на механизм растворения окислов урана». Труды Всесоюзного сов. «Воздействие ионизирующего излучения на гетерогенные системы». Кемерово, ноябрь, 1979.С.85.

8. Абдулаев Ж, Громов В.В. «Влияния ионизирующих излучений на изменение физико-химических свойств соединений урана». Труды Респбул. конференций «Физика твердого тела и теплофизика Апма-Ата,1979,т.2.с:133.

9. Абдулаев Ж., Громов В.В. Изменение поверхностных свойств окислов урана под действием у -квантов. Труды Республиканской конференции «Фнзико-твердого тела» «теплофизика». Алма-Ата, 1979,т.2., с.137.

10. Абдулаев Ж, Косжанов С. И др. Создание физических методов и приборов автоматического контроля загрязнения атмосферы. Отчет НИР, Джамбул, 1980, №81040081.

11. Абдулаев Ж., Косжанов С. и др. Создание физических методов и приборов автоматического контроля загрязнения атмосферы. Отчет НИР, Джамбул, 1981, №81040082.

12. Абдулаев Ж. Структурные изменения окислов урана под действием у - излучения. Труды Карагандинского Университета 1981.с.51.

13. Абдулаев Ж., Косжанов С. И др. Создание физических методов и приборов автоматического контроля загрязнения атмосферы. Отчет НИР, Джамбул, 1982,

_ №81040083.с.60.

14. Абдулаев Ж, Косжанов С. Исследование загрязнение атмосферы города Джамбула Труды Республиканской конференции, Актюбинск, 1982.С.35.

15. Абдулаев Ж, Громов В.В. Фазовые изменения окислов урана под действием у -излучений. Труды Всесоюзного сов. «Воздействие ионизирующего излучения на гетерогенные процессы^ Алма-Ата, октябрь, 1983.с.25.

16. Абдулаев Ж, Косжанов С. И др. Создание физических методов и приборов автоматического контроля загрязнення атмосферы. Отчет НИР, Джамбул, 1983. №81040084.с.40.

17. Абдулаев Ж., Косжанов С. И др. Создание физических методов и приборов автоматического контроля загрязнения атмосферы. Отчет НИР, Джамбул, 1984. №8Ю40085.с.46.

18. Абдулаев Ж. Влияние яоннзнрующнх излучений на изменение физико-химических свойств горной породы. Отчет НИР, Москва, ИФХ, АН СССР (Спецтема) Р-3032, 1984.с.70.

19. Абдулаев Ж., Еснмов М. Масс-спектрометрический метод анализа загрязнения атмосферы г. Джамбула Труды Республиканской конференции. «Охрана окружающей среды «Человек»» Алма-Ата, 1984. с.32.

20. Абдулаев Ж. Влияние ионизирующих излучений на экономические показатели горной породы. Отчет НИР, Москва, ИФХ, АН СССР (Спец тема), 1985,№т.с.60.

21. Абдулаев Ж., Есимов М. Синтез и исследование некоторых свойств лнтнйсодер-жащих керамических материалов для термоядерного реактора. Отчет НИР, Джамбул, (Спецтема), 1985, №01850036575.с.35.

22. Абдулаев Ж, Алимбаев К. Роль современной науки в производстве . Областная типография, Джамбул, 1986-Брошюра с.ЗО.

23. Абдулаев Ж.Хромов В.В. «Радиационное выщелачивание окислов урана», «Наука», Алматы, 1986, Монография, с.132.

24. Абдулаев Ж, Сартбаев Б. «Экологические социально-экономические аспекты развития Каратау-Джамблуского ГИК», Труды научно-технической конференции АН УЗ ССР, Андижан, 1988.С.62.

25. Абдулаев Ж, Апнбеков А., Моностырская. Охрана окружающей среды и ее проблемы. Областная типография, Д жамбул, 1988,-Брошюра.

26. Абдулаев Ж, Шнртнев С. Спектрометрический метод определения загрязнения атмосферы в ИК - области с применением лазера Труды Республиканской конференции «Экология и воспитание молодежи», Петропавловск (Каз. ССР), 1990, t.l.c.20.

27. Абдулаев Ж, Берикбосынов М. Масс-спектрометрическян метод анализа некоторых загрязнителей в атмосфере предприятий фосфорных производств юрода Джамбула Труды Республиканской конференции «Экология и воспитание молодежи» Петропавловск (Каз.ССР), 1990, т.1. с.ЗО.

28. Абдулаев Ж, Аршакуии Р. Извлечение золота и серебра с использованием метода радиационной технологии. Механика н моделирование технологических процессов, город Тараз, 1997, №1.с.62.

29. Абдулаев Ж, Аршакуии Р. Радиационная технология получения золотосодержащих продуктов. Механика и моделирование технологических процессов, город Тараз, 1997, №2.с.178.

30. Абдулаев Ж., Токжигитов К. Радиационное - стимулирование диффузия газа дву-окнсиде кремния Механика и моделирование технологических процессов, город Тараз, 1997, №2.с.51.

31. Абдулаев Ж., Токжигитов К. Исследование структурных изменений двуокснде кремния по методу рентгеиостурктурного анализа Механика и моделирование технологических процессов, город Тараз, 1997, №2.с. 185.

32. Абдулаев Ж, Руденко Н., Аскарова Г. Радиационная технология получения катодного золота нз кислотно-солевых растворов. Механика н моделирование технологических процессов, город Тараз, 1998, № I.e. 4 7.

ЖАМБЫЛ АБДУЛА

5 Тусннктеме

Кен тастары мен металдарды орынды пайдалану жене олардан металдарды радиациялык; тишд1 ддгсг бойынша бвлт алу

Диссертацияда айнымалы валенгп уран жене туракуы валентп алтынды рудалардан, минералдардан, концентрат-тардан экологияльщ таза, ти!мд1 жене арзан радиадиялы — ьштадандыру едасх арк;ылы белш алатын к,алдык;сыз технологияны хасау кдрастырылды. Сонымен кдтар атмосфераны ласщйтын заттарды лазерлж сеулеленудо падапану арк^ыы аныктайтьга аса тшмд1 физикалык, едк жасалган.

Диссертадиялык, жумыс юркпе белшнен, алты тараудан, кррытындадан пайдаланылган едебиетгер тц1мшен жене крсымшалардан турады.

Юркше бел1мшде зертгеудщ кекей-тесттлт, зерггеу жумысыныц максаты, оныц гылыми жацалыгы, практикальщ мацыздылыгы, крргауга усынылган кдгидалар баяндалган.

Жумыстъщ непзп мазмунында мьшандай меселелер зертгелшдь Б^ршап тарауда айнала крршаган ортаны к,оргау жене табигат кррларын гшмда пайдалану кдрастырылады. Сштщен айьгру кинетикасьшьщ теориялык, непз1 мен кдлдыксыз технологияны галдау екшпп тарауда зерггелшда. Угшнш тарауда жогаргы тсмпературалы радиацшиш-ынталандыру процесстер!, ягни жогаргы температураларда рудадан кджегп металды белш алу процесстер1 кдрастырылды. Гидрометаллургиялык, процесстердеп радиадиялы ынталандыру ттмдиш квмепмен карбонат жене кышкылды орталарда рудалы материалдардыц еру механгомдерш зертгеу меселе« тертшш тарауда царалды. Бестшш тарауда Тар аз кдласыньщ экологияльщ жагдайын лазерлш саулелену едкпн колдана отырып улллеу кдрастырылды. Соцгы тарауда кдлдьщсыз радиацияльщ технологияныц техпика-экономикалык; багасын есептеу вдгс1 керсетщц. Кррьггындыда гылыми-зерттеул ер дщ нетижелерь не сейкес жалпы тужырымдар жасалды.

ZHAMBYL ABDULA

ANNOTAION

Rational use of ores and minerals under metal extraction from them by X-ray-stimulation methods

"Die paper consists of introduction, six parts, conclusions and main conclusions and also practical recommendations.

The introduction discovers the urgency of research problem, aims and the main statements, research innovations and practical value.

The first part is devoted to the them "The protection of environment and the use of natural resources, that is the preservation, reconstruction and the recreation of people's living. It demands the foundation and development of corresponding productive forces for management of interaction between an individual and nature".

The second part discovers the theoretical principles of dissolution and analysis of wastrels technology.

The third part is devoted to X-ray-stimulation high temperature processes and objects and methods of research and also to the dissolution and alkaliness of ore materials under high temperatures.

The fourth part is devoted to the analysis of mechanism of oxide, concentrate, ore dissolution in an acid and alkaline mediums.

The fifth part is devoted to the mathematical modeling of the ecological state of the town Taraz with application of laser emission.

The last part discovers the technico-economical indicators of wasteless technology where there is a technico-economical estimation of radiation, method of alkaliness of uranium and radiation purification and utilization of sewage from goldextraction factories and also economic efficiency of environment measures.

In conclusion there are formed general formulas on the basis of research results, corresponding to the thesis.

Информация о работе

Жамбыл, Абдула
доктора технических наук
Тараз, 1998
ВАК 11.00.11

Автореферат

Похожие работы