Добыча урана
Уран обычно добывают тремя способами: 1) открытым способом; 2) подземная добыча и 3) подземное выщелачивание (ПВ). С увеличением добычи урана в Казахстане значительно увеличилось использование ПВ. Доля мирового производства на ПВ увеличилась с 16% в 2000 году до 53% в 2019 году, в основном за счет Казахстана, где производство увеличилось с 6% в 2000 году до 42% от общего объема в 2019 году.
- Добыча открытым способом
Добыча открытым способом — это метод добычи руды открытым способом, при котором руда добывается путем рытья ряда уступов для создания ступенчатых стен. Это необходимо для предотвращения обрушения. Этот метод используется для более мелких месторождений, обычно глубиной менее 150 м, но они могут достигать глубины 250 м. Открытые урановые рудники обычно имеют более низкое содержание в основном из-за исторического истощения приповерхностных рудных тел с более высоким содержанием. Примеры открытых урановых рудников включают рудники Rössingи и Husab в Намибии; и шахта Somair в Нигере. На экономическую эффективность карьера влияют объем вскрышных пород, который необходимо вскопать до достижения ценной породы, коэффициент вскрыши (количество отходов по отношению к руде) и глубина месторождения. Денежные затраты могут значительно различаться: на крупнейших рудниках затраты составляют менее 1 доллара за тонну, а на небольших предприятиях — в диапазоне 10 долларов за тонну. Эти затраты во многом определяются коэффициентом вскрыши. Чем больше коэффициент вскрыши, тем дороже становится разработка карьера. Также на урановых рудниках может потребоваться специальная защита в транспортных средствах для защиты рабочих от гамма-излучения. Капитальные затраты на добычу открытым способом выше, чем при подземном выщелачивании (ПВ), но ниже, чем при подземной добыче.
- Подземная добыча
Подземная добыча включает строительство шахт или штреков и подземных туннелей, которые обеспечивают прямой доступ к месторождению. Как правило, руда из месторождения взрывается, а затем буксируется и/или поднимается на поверхность для переработки. Этот метод используется для более глубоких месторождений, как правило, более 120 м от поверхности. Подземные урановые рудники обычно имеют более высокое содержание, поэтому обычно используются модифицированные методы добычи для защиты рабочих от облучения в замкнутых пространствах. Кроме того, необходимо контролировать грунтовые воды, так как растворенный в воде под давлением радон может высвобождаться, что приводит к быстрому накоплению радиации. Примеры подземных урановых рудников включают реку McArthur River, Rabbit Lake и Cigar Lake в Канаде; Olympic Dam в Австралии; и Akouta в Нигере.
Капитальные затраты на подземную добычу выше, чем при подземном выщелачивании (ПВР) и добыче открытым способом. Для добычи урана используется ряд методов подземной добычи. Примеры включают струйное бурение на Cigar Lake, добычу в восходящем канале на реке McArthur River, остановку подэтажного ствола скважины на Olympic Dam и добычу камер и столбов в Akouta.
Струйное бурение и бурение с подъемом являются уникальными непроходными методами подземной разработки, разработанными Cameco, чтобы можно было безопасно разрабатывать рудники Cigar Lake и McArthur River в свете чрезвычайно высоких содержаний и связанной с этим радиационной опасности.
- Подземное выщелачивание (ПВ)
ПВ представляет собой комбинированную технологию добычи, особенно хорошо подходящую для урановых руд, залегающих в пористых рыхлых песчаниковых пластах. Добыча ПВ осуществляется путем закачки подходящего растворяющего уран выщелачивающего раствора (кислотного или щелочного) в рудную зону ниже уровня грунтовых вод с помощью системы структурированных скважин (нагнетательных скважин). По мере того, как раствор фильтруется через землю, он растворяет минералы. Богатый раствор (содержащий урановые минералы) затем прокачивается через систему структурированных скважин (восстановления или добывающие скважины) на поверхность и перерабатываются для извлечения полезных ископаемых. Оставшиеся отходы перекачиваются в окончательное хранилище. Месторождения, разрабатываемые с использованием ПВ, обычно имеют более низкое содержание. Этот метод добычи используется, когда водоносный горизонт урановых месторождений ограничен вертикально и идеально, но не обязательно горизонтально, чтобы не угрожать запасам питьевой воды. Примеры включают всю продукцию из Казахстана, Узбекистана и подавляющую часть продукции из США. ПВ позволяет добывать металлы и полезные ископаемые без особого ущерба для окружающих территорий. Другими преимуществами метода ПВ являются более низкие затраты (капиталовложения и эксплуатационные расходы обычно ниже, чем при открытой и подземной добыче), снижение риска аварий, отсутствие необходимости в хвостохранилищах и значительное снижение уровней радиационного облучения, обычно связанных с добычей полезных ископаемых. добыча урана. Недостатки включают риск утечек в грунтовые воды, непредсказуемое воздействие метода на вмещающую породу, образование отработанного ила и воды, а также сложности с восстановлением уровня грунтовых вод после проведения операций. По всему периметру, а также выше и ниже залежи требуется большое количество контрольных колодцев для выявления любых утечек.
Обычная добыча включает извлечение руды из-под земли (будь то под землей или из карьера) и обработка его на поверхности для извлечения искомых полезных ископаемых. Однако ПВ предполагает оставление руды там, где она находится, то есть, в земле, и извлечение из нее минералов или элементов путем их растворения в растворе.
Кислота чаще всего используется в качестве выщелачивающего раствора, поскольку она обеспечивает более высокое извлечение урана и более низкие эксплуатационные расходы, чем щелочное выщелачивание. Однако в тех случаях, когда в основном водоносном горизонте присутствуют значительные количества поглощающих кислоту минералов, таких как гипс и известняк, необходимо использовать щелочное выщелачивание. На большинстве шахт ПВ в США используется щелочной выщелачивающий раствор.
