Das Ziel dieser Arbeit, die Parameter der Uranlagerstätten/ -vorkommen qualitativ zu bestimmen, um ein Entscheidungsfeld zur Erleichterung der Auswahl von geeigneten Aufbereitungsverfahren für bestimmte U-Vorkommen zu entwickeln, konnte damals von meinem Bruder mit dieser Arbeit nicht erreicht werden, da dazu die benötigten Angaben in der untersuchten und vorgelegenen Literatur fehlten.
Durch die Bearbeitung der umfangreichen Literatur konnte er allerdings einen Überblick über U-Vorkommen/-lagerstätten sowie die zur damaligen Zeit bekannten Aufbereitungsverfahren zusammenstellen. Daraus entwickelte dann mein Bruder ein quantitatives Parameterformular, das sicherlich noch der Verbesserung bedarf. Für weiterführende Untersuchungen kann es jedoch sicherlich immer noch als Anhaltspunkt dienen.
Im Rahmen dieser Arbeit hat es sich desweiteren gezeigt, dass die Entstehungsprozesse der einzelnen Vorkommenstypen teilweise noch nicht geklärt sind und waren. Die Arbeit weist darauf hin, dass in Hinblick auf die Durchdringung der Lagerstättenbildenden Vorgänge- bei deren Kenntnis die Explorationstätigkeit wesentlich zielstrebiger ablaufen könnte - noch viel Arbeit zu leisten ist und war. Eine Schlussfolgerung dieser Arbeit war, dass sie auch für die Aufbereitung nützlich sein könnte und es zu prüfen wäre, ob sich nicht verstärkt natürliche Vorgänge zur Urangewinnung nutzbar gemacht werden könnten (insbes. die bakteriologischen Prozesse und die organischen Adsorptionsvorgänge).
Eine detaillierte Auflistung der damals bekannten Lagerstätten und Uranvorkommen und den mit diesen zusammen auftretenden Edelmetallen, Erzen und seltenen Erden führte diese Arbeit am Ende auf.
Inhaltsverzeichnis
0. Einleitung, Aufgabenstellung
1. Uranerzvorkommen/-lagerstätten der Lagerstättenart A. und B.
1.1 Klassifikation von Uranerzlagerstätten
1.1.1 Der magmatische Typ
1.1.2 Sedimentäre Bildungsprozesse
1.1.2.1 Der gangförmige Typ
1.1.2.2 Der Konglomerat.-Typ
1.1.2.3 Der Sandstein-Typ
1.1.2.4 Die Sonderform ‚Calcrete‘
1.2 Auflistung von U-Vorkommen/-Lagerstätten als Grundlage der Untersuchungen
1.3 Die Standard-Aufbereitungsverfahren
1.3.1.1 Physikalische Vorbehandlung
1.3.1.1.1 Selektion
1.3.1.1.2 Vergleichmäßigung (Blending)
1.3.1.1.3 Zerkleinerung
1.3.1.1.4 Vorkonzentration
1.3.1.1.5 Röstung
1.3.1.2 Chemischer Aufschluss
1.3.1.2.1 Laugung
1.3.1.2.2 Saure Laugung
1.3.1.2.3 Alkalische Laugung
1.3.1.2.4 Waschung, Fest/Flüssigtrennung
1.3.1.3 Extraktion durch Ionenaustausch
1.3.1.3.1 Fest/Flüssig-Ionenaustausch (resin exchange)
1.3.1.3.2 Flüssig/Flüssig-Zonenaustausch (solvent extraction)
1.3.1.4 Endkonzentratherstellung
1.3.2 Weiterentwicklung der Standardprozesse
1.3.3 Kosten der Standard-Aufbereitungsverfahren
1.4. Übersicht über die aktiven Aufbereitungsanlagen
1.5 Die Beziehungen zwischen den Parametern der einzelnen Lagerstättentypen und den Standard-Aufbereitungsverfahren
1.5.1 Aufbereitung des magmatischen Typ
1.5.2 Der gangförmige Typ
1.5.3 Der Konglomerat-Typ
1.5.4 Der Sandstein-Typ
1.5.5 Die Sonderform ‚Calcrete‘
1.6 Neue Aufbereitungsverfahren
1.6.1 Der Bakterielle Laugungsprozess
1.6.2 Die Starksäure-Laugung (strong acid leaching)
1.6.3 Laugungsbergbau (solution mining)
1.6.3.1 In-situ-Verfahren
1.6.3.2 Gemischte Verfahren
1.6.4 Halden und Haufenlaugung
1.7 Übersicht über die Versuchsanlagen (Pilot Plant)
1.8 Die Parameter der Lagerstättenarten A und B in Hinblick auf die Aufbereitung
1.8.1 Das Parameterformular zur Beschreibung von Uranlagerstätten/-vorkommen in Hinblick auf Aufbereitungsverfahren
2. Uranvorkommen/-lagerstätten der Art C und D
2.1 Allgemeine Betrachtungen
2.2 Uran aus Lagerstätten der Art C
2.2.1 Uran als Nebenprodukt der Goldgewinnung
2.2.2 Uran als Nebenprodukt der Kupfergewinnung
2.2.3 Uran als Nebenprodukt der Wo/Sn-Gewinnung
2.2.4 Uran als Nebenprodukt der Phosphorsäuregewinnung
2.3 Uran aus Vorkommen der lagerstättenart D
2.4 Uran aus 'Sonstigen Typen' (Art C und/oder D)
2.4.1 Uran aus Ligniten
2.4.2 Uran aus Kohlen
2.4.3 Uran aus Schwarzschiefern
2.4.4 Uran aus asphaltischen Gesteinen
2.4.5 Uran aus Meerwasser
2.5 Abschließende Bemerkungen
3. Zusammenfassung und Ausblick -
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit besteht darin, die geologischen und mineralogischen Parameter von Uranvorkommen und -lagerstätten qualitativ zu bestimmen und in Beziehung zu den geeigneten Aufbereitungsverfahren zu setzen, um ein Entscheidungsfeld für deren Auswahl zu entwickeln.
- Klassifizierung verschiedener Uranlagerstättentypen
- Analyse technischer Standard-Aufbereitungsverfahren
- Untersuchung neuer Gewinnungsmethoden und Prozessoptimierungen
- Kategorisierung von Uranvorkommen nach ihrer wirtschaftlichen Nutzbarkeit
- Evaluierung der Parameterabhängigkeit zwischen Lagerstätte und Aufbereitung
Auszug aus dem Buch
1.1.2 Sedimentäre Bildungsprozesse
Abgesehen von den echten hydrothermalen Gängen beim "gangförmigen Typ" sind alle weiteren Typen von Uranvorkommen sedimentärer Natur.
Sie entstehen durch physikalische Prozesse, chemische Prozesse und organische Prozesse und alle möglichen Überlagerungen dieser Prozesse.
Primäre Uranquelle der sedimentären Vorkommen sind in jedem Fall die sauren Erstarrungsgesteine der magmatischen Abfolge, die durch Verwitterungs- und/oder Lösungsvorgänge angegriffen werden. Das in Glasen enthaltene Uran saurer Vulkanite ist wasserlöslich und kann sofort abgeführt werden, während die Verwitterung von intramagmatischen Gesteinen zunächst das Uran nur freilegt. Je nach gerade herrschendem Klima kann es hier zu einer primären Anreicherung des Urans (und Kupfers) bei allitischer Verwitterung (reduzierendes Milieu) oder zu sofortiger Oxidation des 4-wertigen Urans (meist Uraninit) und Fortführung in Lösungen kommen (siallitische Verwitterung), nach (108). Während die Oxidation des Urans hauptsächlich vom Anstieg des Redoxpotentials abhängt, ist es anschließend vom herrschenden pH-Wert, sowie von Druck, Temperatur, anwesenden Kat- und Anionen abhängig, in welcher Form das Uran in Lösung geht. Im sauren Bereich liegt das Uran dann als Uranyl-Ion in den wässrigen Lösungen vor, im-alkalischen Bereich jedoch je nach Anwesenheit von CO2 und der Höhe des pH-Werts als Uranylkarbonat oder als Uranylkarbonat-Komplex. Es soll hier nicht weiter auf diese Lösungsvorgänge eingegangen werden, sondern es sei auf die entsprechende Literatur verwiesen (29, 105).
Zusammenfassung der Kapitel
0. Einleitung, Aufgabenstellung: Definition der Zielsetzung, die Parameter von Uranlagerstätten in Hinblick auf die Aufbereitung zu untersuchen und ein Entscheidungsfeld zu erstellen.
1. Uranerzvorkommen/-lagerstätten der Lagerstättenart A. und B.: Systematische Klassifizierung der Lagerstättentypen und detaillierte Vorstellung der gängigen industriellen Standard-Aufbereitungsverfahren.
2. Uranvorkommen/-lagerstätten der Art C und D: Untersuchung von Vorkommen, in denen Uran als Nebenprodukt oder nur bei Gewinnung anderer Wertstoffe wirtschaftlich gewonnen werden kann.
3. Zusammenfassung und Ausblick -: Fazit über die Notwendigkeit technischer Weiterentwicklungen zur Nutzung ärmerer Lagerstätten und die Rolle der Uran-Energiebilanz.
Schlüsselwörter
Uranerz, Lagerstätten, Aufbereitung, Laugung, Ionenaustausch, Sedimentäre Prozesse, Magmatischer Typ, Yellow Cake, Mineralparagenese, Hydrometallurgie, Parameterformular, Nebenprodukt, Erzgehalt, In-situ-Verfahren, Prozessoptimierung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die geologischen Parameter von Uranerzvorkommen und deren Einfluss auf die technologische Auswahl und Effizienz industrieller Aufbereitungsverfahren.
Was sind die zentralen Themenfelder der Studie?
Die Schwerpunkte liegen auf der Klassifikation von Uranvorkommen, der detaillierten Beschreibung hydrometallurgischer Standardprozesse sowie der Untersuchung neuerer Methoden zur Gewinnung aus ärmeren oder schwierigen Lagerstätten.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel war die Erstellung eines qualitativen Entscheidungsmodells, um auf Basis lagerstättenbezogener Parameter das jeweils effizienteste Aufbereitungsverfahren für ein Uranvorkommen zu identifizieren.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es handelt sich um eine systematische Literaturanalyse, bei der geologische Daten, chemische Prozessparameter und betriebliche Erfahrungen aus diversen Aufbereitungsanlagen zusammengeführt und bewertet werden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die geologische Entstehung verschiedener Lagerstättentypen, die technische Umsetzung physikalischer und chemischer Aufbereitungsschritte (Laugung, Ionenaustausch) sowie die wirtschaftliche Einordnung von Vorkommen der Kategorien A bis D.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Uranerz, Aufbereitung, Laugung, Ionenaustausch, Mineralparagenese und Hydrometallurgie.
Welche Rolle spielt die Mineralparagenese für die Aufbereitung?
Die Mineralparagenese ist entscheidend, da sie die Auswahl des Laugungsmittels (sauer oder alkalisch) sowie die Notwendigkeit zusätzlicher Vorbehandlungsschritte (wie Röstung oder Zerkleinerung) zur Vermeidung von Prozessgiften bestimmt.
Warum ist die Gewinnung als Nebenprodukt bei der Phosphorsäure-Produktion relevant?
Da Uran in Phosphaten weltweit in großen Mengen vorkommt, bietet die Koppelung der Urangewinnung an die Phosphorsäureproduktion eine wirtschaftlich attraktive Möglichkeit, große Anteile des jährlichen Uranbedarfs zu decken, ohne separate Minen zu betreiben.
- Citar trabajo
- MSc Andreas Peters, Hrsg. (Autor), Dipl. Ing. Winfried Peters (Autor), 1979, Parameter von Uranerzvorkommen und Uranerzlagerstätten in Hinblick auf die Aufbereitung, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/201329
