Стоимость производства уранового концентрата

16.07.2020

Анализ имеющихся данных позволяет сделать вывод, что стоимость производства 1 кг U3O8 до 1970 г. колебалась в пределах 10—15 долл./кг. Более 50% стоимости производства 1 кг U3Os приходится на добычу руды, причем при добыче открытым способом стоимость производства на ~2 долл./кг ниже, чем при подземном способе. В табл. 8.6 приведены данные по структуре себестоимости урана в США.

В условиях инфляции резко возросли как капитальные, так и эксплуатационные затраты (с учетом инфляции себестоимость производства урана, равная 17,6 долл./кг U3O8 в 1969 г., соответствовала 28 долл./кг в январе 1975 г.). Повышению себестоимости способствовало также снижение содержания урана в перерабатываемой руде (так, в США содержание U3O8 в руде снизилось с 0,22% в 1965 г. до 0,15—0,16% в 1976 г., до 0,145 — в 1977 г. и до 0,13—0,14 — в 1978 г.). В табл. 8.7 и 8.8 приведены данные по типичным капитальным и эксплуатационным расходам на производство 1 кг U3O8 в США в последние годы. (Условия: руда — песчаник с содержанием U3O8 0,15%; мощность горно-металлургического комплекса 2000 т руды/сут; извлечение урана 94%; коэффициент вскрыши 24:1, глубина рудника ~225 м.)


На канадских заводах, например на заводе фирмы «Денисон майнз», стоимость производства урана оставалась относительно низкой — 12,4 долл./кг U3O8, что не намного превышает стоимость производства в прежние годы (~10 долл./кг U3O8). Во Франции расходы на переработку руды составляют 12—14 долл./т руды.

Согласно данным американских фирм, в ближайшие годы (до-1990 г.) предполагается дальнейшее снижение содержания урана в руде и коэффициента извлечения, например в США содержания — с 0,15 до 0,12%, а коэффициента извлечения урана — с 93% до 91 %. Уже в 1976 г. было добыто и переработано значительное количество руды с содержанием ниже 0,1%. В связи с этим ожидается дальнейший рост расходов, связанных с поисково-разведочными работами и строительством рудников и заводов. Так, если в период 1966—1974 гг. стоимость разведки составляла 4,4—6,6 долл./кг, то в будущем она достигнет ~13 долл./кг U3O8. Удельные капитальные затраты на завод производительностью 2000 т руды/сут в 1969—1972 гг., как было сказано выше, (приведенные цифры относятся в основном к американским рудо-церерабатывающим заводам) равнялись 4000—5000 долл./т суточной производительности по руде, сегодня они повысились до 12 000—15 000 долл./т суточной производительности (по курсу доллара 1977 г.).

Многие американские специалисты полагают, что себестоимость производства урана на новых рудниках и заводах может достигнуть в США 80 долл./кг U3O8. Таким образом, повышение цены на уран объясняется главным образом увеличением стоимости его производства.

На стоимость переработки влияют также технологические процессы. Имеется относительно мало данных, позволяющих сравнить (с точки зрения стоимости) различные процессы (например, сорбцию из пульп, сорбцию из растворов или экстракцию из растворов), поскольку колебания в характеристиках руд, перерабатываемых на различных заводах, могут маскировать фактическую разницу в стоимости переработки руды с применением различных процессов. Однако практика показала, что метод сорбции из растворов в колоннах с подвижным слоем сорбента более экономичен, чем метод сорбции из пульп в контейнерных аппаратах.

На южноафриканских заводах при сравнении различных процессов, в частности процесса экстракции с сорбцией урана из осветленных растворов, было установлено, что экстракция из растворов (пурлекс-процесс) оказалась дешевле сорбции из растворов и сорбции из растворов с последующей экстракционной перечисткой регенерата (баффлекс-процесс). В табл. 8.9 приведены экономические показатели трех процессов извлечения урана в ЮАР (по курсу доллара 1970 г.).

В Австралии было рассчитано, что при переходе завода фирмы «Мэри Катлин» с процесса сорбции на экстракцию из осветленных растворов стоимость производства концентратов урана снизится на 10,5 цент/кг U3O8 (табл. 8.10). Это явилось основной причиной переоборудования завода.

В США различие в эксплуатационных расходах на сорбцию или экстракцию из осветленных растворов выражено менее отчетливо. Однако было установлено, что расходы на реагенты снижались на 0,05—0,15 долл./т при переходе от сорбции из растворов к комбинированной схеме, т. е. к экстракционной перечистке регенерата. При сорбции из пульп в контейнерных аппаратах расходы на каждый килограмм U3O8 распределялись следующим образом: 0,2 долл. на смолу и контейнеры и 0,35 долл. на десорбцию и осаждение. Есть основание полагать, что в результате внедрения в промышленность новых технологических процессов и оборудования, разработанных в последние годы, удастся вовлечь в промышленную переработку руды с более низким содержанием урана без существенного повышения стоимости его производства.

Согласно расчетам американских специалистов, капитальные затраты на завод производительностью 2000 т руды/сут, работающий по схеме сорбции в многоступенчатых колоннах, разработанных Горнорудным управлением США, будут на 2,6 млн. долл. ниже, чем на завод с жидкостной экстракцией идентичной производительности, а удельные эксплуатационные расходы ниже на 0,7 долл./кг U3O8.

Английские специалисты считают, что на заводе, который будет работать по предложенной ими и запатентованной технологии выщелачивания в присутствии трехвалентного железа, стоимость переработки руд составит не 7,05 долл., что является типичным для США, а лишь 3,98 долл./т руды. По расчетам разработчиков процесса, при выщелачивании в присутствии трехвалентного железа с использованием бактерий на заводе производительностью 3000 т руды/сут (содержание 0,13% U3O8) при капиталовложениях 13 млн. долл. себестоимость производства урана составит 3,4 долл./кг U3O8, из которых 1,3 долл. — дробление, 0,75 долл.— выщелачивание, 0,70 долл. — сорбция, 0,25 — осаждение, 0,15 долл. — регенерация выщелачивающего раствора и 0,25 долл. — прочие расходы.

Технологическая схема предусматривает дробление в четыре ступени до крупности 3 мм (дробильное отделение работает в одну смену). Выщелачивание ведется в восьми перколяторах, и уран из урансодержащего раствора после выщелачивания извлекается сорбционным методом в многоступенчатой колонне со взвешенным слоем сорбента. Маточный раствор направляется на обработку в аппарат-аэратор с перегородками, облегчающими перемешивание и обеспечивающими поверхности для роста бактерий. Сорбент из колонн периодически выгружается в колонну с насадкой, где будет производиться десорбция урана. Уран из регенерата осаждается обычным способом. Выщелоченную руду из перколяторов выгружают гидравлическим способом, обезвоживают в классификаторе; шламовые хвосты, перед сбросом на хвостохранилище, нейтрализуют. Специалисты, разработавшие процесс сорбции из неосветленных растворов в секционированных колоннах со взвешенным слоем сорбента, сделали вывод, что при использовании гидроциклонов для разделения песков и шламов с последующей сорбционной переработкой верхнего слива гидроциклонов (содержание твердого до 5%) в указанных колоннах (с использованием в качестве сорбента сильноосновных или слабоосновных смол) может быть достигнуто значительное снижение капиталовложений. В табл. 8.11 приведены сопоставительные данные о расходах на завод с различными схемами разделения жидкого и твердого и извлечения урана из полученных растворов или пульп (для завода производительностью 2000 т руды/сут).

Кроме того, существенное снижение капитальных и эксплуатационных затрат, особенно при переработке упорных руд, может быть достигнуто с помощью метода кислотного замеса, разработанного Управлением по атомной энергии Великобритании, с последующей экстракцией урана из осветленных растворов в смесителях-отстойниках конструкции фирмы «Холмс энд Нарвер». В табл. 8.12 и 8.13 приводятся сопоставительные данные по расходам на переработку руды с применением традиционной для канадских заводов в районе Эллиот Лейк технологии и метода кислотного замеса с извлечением урана из раствора экстракционным способом.

Из таблиц видно, что применение метода кислотного замеса в сочетании с экстракционным извлечением урана из растворов в смесителя-отстойниках новой конструкции обеспечивает снижение на 25% капитальных затрат и на 1,1 долл./кг U3O8 эксплуатационных затрат/т. е. стоимость производства урана снижается на ~2,2 долл;/кг U3O8.

На основании опубликованных данных можно сделать вывод, что производительность труда на рудоперерабатывающих заводах резко повысилась: если в период 50-х — начала 60-х годов она составляла в США 4—10 т/чел,-сут, в Канаде 6—20 т/чел.-сут, то в настоящее время она достигла в США 8,7—20 (в среднем 13,1 т), в Канаде 9—25 т/чел.-сут. Численность занятых в производстве Урана; рабочих (на примере США) отражает как периоды спада и подъема урановой промышленности, так и повышение производительности труда (табл. 8.14).

Расход реагентов. При кислотной схеме выщелачивания расходы на кислоту, а при содовом выщелачивании на кальцинированную соду, известь и едкий натр составляют 50—80% всех расходов на реагенты, Которые, в сбою очередь, достигают 30—55 % прямых производственных расходов рудоперерабатывающих предприятий. В табл. 8.15 приведены данные о типичном расходе реагентов на заводах с кислотным и карбонатным выщелачиванием, а в табл. 8.16 указан расход электроэнергии, пара и воды на этих заводах.

Средние удельные расходы на аминную экстракцию урана из осветленных сульфатных растворов (содержание урана — 2 г/л; pH = 1,5-2,0; экстрагент — 5%-ный раствор адогена-364 или аламина-336; : О:B = 1:2,5) в смесителях-отстойниках оцениваются в 21,5 цент/кг U3O8, из них: оборудование —5,5; экстракция — 1,1; реэкстракция — 2,6, потери экстрагента — 6,6; зарплата и техническое обслуживание — 5,7.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна