Продукционный раствор

ПРОДУКЦИОННЫЙ РАСТВОР (а. product solution; н. Arbeitslauge, Betriebslauge; ф. Воue de production; и. solucion de produccion, solucion formado en el proceso hydrometalurgiсо) — раствор, содержащий полезные компоненты (например, растворённые металлы) в промышленных концентрациях, сформировавшийся при гидрометаллургических процессах переработки руд и концентратов в аппаратах (перколяторах, пачуках, автоклавах и др.), а также при бактериальном, кучном, подземном выщелачивании и подземном растворении. Продукционный раствор образуется в результате физико-химического взаимодействия рабочего реагента с выщелачиваемой горной массой. Формирование продукционного раствора в аппаратах происходит в течение нескольких часов, при кучном выщелачивании и выщелачивании подземном — иногда нескольких месяцев.

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

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