Эльконское месторождение и специфика выщелачивания его руд

Одним из крупнейших резервных месторождений урана в России является Эльконский ураново-рудный район, расположенный на юге Якутии. Разведанные запасы урана в данном районе более 346 тыс.т. (прогнозные более 600 тыс.т.), кроме того в рудах содержится золото (около 200 т.), серебро (2,5 тыс.т.) и молибден (90 тыс.т.).

Основное количество урана ассоциировано с браннеритом, трудность его переработки с особым минералогическим составом. Руды не менее чем на 60% сложены очень мелким минералом, обычно не характерным для урановых руд, – полевым шпатом. В этом полевошпатовом агрегате рассеяны мелкие скрытокристаллические черные выделения золотоносного сульфида железа – пирита, придающего руде темный цвет. В том же агрегате полевого шпата и золотоносного пирита присутствуют карбонаты (кальцит и др.). Более крупное золото в рудных зонах Эльконского горста практически отсутствует, поэтому на реках не образовались золотоносные россыпи. Урансодержащий минерал – браннерит – практически не растворим в содовых растворах, очень устойчив и трудно растворим в серной кислоте. а Поэтому для его кислотного выщелачивания требуется весьма высокая кислотность растворов. А это весьма не экономично. Следовательно извлечение урана и золота из Эльконского месторождения требует применения новых эффективных и экологичных технологий.

Таблица 3 – Минералогический состав пробы руды

Минерал	Содержание, %
Калиевые полевые шпаты	37,87
Кварц	22,27
Плагиоклаз	10,2
Карбонаты	8,57
Амфиболы, пироксены	4,0
Биотит, хлорит	3,0
Серицит, гидрослюды	5,0
Барит	0,6
Апатит	0,52
Флюорит	1,22
Пирит, марказит	3,13
Магнетит, гидроксиды железа	2,27
Минералы Ti	1,1
Минералы U	0,15

Таблица 4 – Химический состав исследуемой пробы руды

Элемент	Содержание, %	Элемент	Содержание, %
SiO2	57,55	Na2O	1,08
TiO2	1,5	K2O	7,03
Al2O3	12,12	CaCO3	7,65
Fe2O3	4,34	CaF2	1,22
FeO	1,14	U	0,115
MnO	0,03	Au, г/т	0,76
CaO	5,16	Mo	<0,002
MgO	1,8	Sобщ	2,07
P2O5	0,22	SO4	0,15

Браннерит - хрупкий материал с сильным смолистым блеском и раковистым изломом. Цвет его, в зависимости от степени изменения, варьирует от черного и коричневого разных оттенков до медово-желтого.

Отличительной особенностью месторождения браннеритовых руд является то, что в результате последующих галогенных процессов и брекчирования, в том числе - образования поздних карбонатных брекчий,имело место интенсивное разложение браннерита с выносом основных составляющих его компонентов (урана и титана).

Внешне в процессе окисления браннерит теряет черную окраску. Вначале он становится менее плотным, постепенно теряет свой характерный, жирный блеск, меняет показатель преломления. Химические анализы браннеритов и продуктов его изменения (Белова,1964) показывают, что в процессе окисления четырехвалентный уран, характерный для не окисленного браннерита, превращается в шестивалентный, отношение же U к Тi до определенного момента остается более или менее постоянным, т.е. минерал, видимо, не распадается; затем уран начинает выноситься энергичнее, а вынос титана замедляется.

По данным электронномикроскопического исследования браннерит в процессе окисления претерпевает сложные превращения, следствием которых является образование новых кристаллических фаз. На ранних стадиях изменения образуются продукты естественной раскристаллизации метамиктного браннерита - рутил (Тi0₂) и фаза UO₂(тонкодисперсный уранинит), а также фаза "X" (U⁺⁶Ti₂O₇).

Интенсивно измененный браннерит - медово-желтый - сложен реликтовыми кристаллами браннерита, аморфным веществом с реликтамикристаллов UO₂ и включениями TiO₂ в виде анатаза. Конечные продукты изменения браннерита - охристые, желто-окрашенные руды - состоят в основном из анатаза с тонкодисперсно рассеянным по его поверхности ураном, минеральную форму нахождения которого установить не удалось.

Вышеописанные изменения связаны с окислением браннерита, в основном, в процессе наложения на него карбонатных брекчий. В случае развития по браннериту метасоматического рисовидного кварца, минерал, интенсивно разрушаясь, остается в массе кварца в виде реликтов. Местами окварцевание сопровождается переотложением браннерита с образованием призматических удлиненных кристаллов типа щеток, растущих на колломорфных выделениях браннерита.