Tối ưu hoá quá trình tách urani từ quặng cát kết vùng Nông Sơn - Quảng Nam

1
Giới thiệu luận án
1. Đặt vấn đề
Urani là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất hiện nay trong
ngành năng lợng hạt nhân. ở Việt Nam tài nguyên urani đạt tới 220000
tấn U
3
O
8
nằm trong các mỏ quặng khác nhau, tập trung lợng lớn trong
quặng cát kết vùng Nông Sơn - Quảng Nam. Trên thế giới đã có những qui
trình công nghệ sản xuất urani kỹ thuật khác nhau từ quặng, trong đó giai
đoạn quan trọng nhất là hòa tách. Chi phí kinh tế cho công đoạn hòa tách
chiếm gần một nửa quá trình nhận urani kỹ thuật. Nghiên cứu tối u hóa
quá trình hòa tách urani từ quặng cát kết có ý nghĩa lớn trong công nghệ
sản xuất nhiên liệu hạt nhân. Trên thế giới những tài liệu công bố về tối u
hóa quá trình hòa tách quặng urani bằng phơng pháp kế hoạch hóa thực
nghiệm còn rất hạn chế. ở Việt Nam cha có một công trình nào nghiên
cứu một cách hệ thống về lĩnh vực này, đồng thời góp phần vào chơng
trình nội địa hóa nhiên vật liệu hạt nhân. Đây chính là cơ sở để chúng tôi
lựa chọn vấn đề này làm đề tài luận án.
2. Mục đích nghiên cứu
- Tìm qui luật quá trình hòa tách urani từ quặng cát kết.
- Xây dựng mô hình toán quá trình hòa tách quặng cát kết chứa urani.
- Tối u hóa quá trình hòa tách urani từ quặng cát kết.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu thành phần quặng cát kết chứa urani.
- Nghiên cứu lựa chọn phơng pháp hòa tách thích hợp.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng đồng thời đến quá trình hòa tách.
- Xây dựng mô hình quá trình hòa tách urani từ quặng cát kết, từ đó

lập phần mềm tính toán xác định chế độ thích hợp cho quá trình.

2
4. Các đóng góp mới của luận án
Về phơng pháp
- áp dụng phơng pháp kế hoạch hóa thực nghiệm và tin học để
nghiên cứu quá trình hòa tách quặng cát kết chứa urani.
- Đã nghiên cứu đồng thời các yếu tố ảnh hởng tới quá trình hòa tách.
Về kết quả cụ thể
- Khẳng định các loại hình quặng khác nhau, có những phơng pháp
hòa tách khác nhau.
- Đã xây dựng đợc các mô hình toán mô tả sự phụ thuộc của hiệu
suất hòa tách urani và hiệu suất hòa tan sắt, cũng nh lợng axit tiêu tốn
vào các yếu tố ảnh hởng trong quá trình hòa tách quặng cát kết chứa urani
vùng Nông Sơn - Quảng Nam.
- Đã lập phần mềm tính toán quá trình hòa tách từng loại hình quặng
cát kết chứa urani.
- Trên cơ sở phần mềm đã đợc thiết lập có thể thiết kế hệ thống,
điều khiển quá trình để đạt đợc hiệu suất hòa tách theo yêu cầu trong
những chế độ hòa tách khác nhau.
- Dựa vào phần mềm đã thiết lập xác định đợc các điều kiện hòa tách
thích hợp cho mỗi loại hình quặng cát kết chứa urani.
5. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Nâng cao khả năng nghiên cứu và xử lý các đối tợng quặng chứa urani.
- Bổ sung thêm một phơng pháp mới cho phép tính toán các quá
trình phức tạp hơn.
- Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu vào quá trình sản xuất nhận
urani kỹ thuật, chuẩn bị cho chơng trình nội địa hóa nhiên vật liệu hạt nhân.
6. Bố cục của luận án
Luận án gồm 140 trang, 61 bảng, 40 hình, 93 tài liệu tham khảo và

16 trang phụ lục. Các phần chính của luận án gồm: Mở đầu (2 trang);
Chơng 1: Tổng quan (33 trang); Chơng 2: Đối tợng và phơng pháp nghiên
cứu (17 trang); Chơng 3: Kết quả và bàn luận (78 trang); Kết luận (1 trang).

3
Chơng 1. Tổng quan
1.1. Urani và quặng cát kết chứa urani
1.1.1. Urani
Uani đợc dùng làm nhiên liệu trong lò phản ứng hạt nhân dới dạng
viên gốm UO
2
hoặc dới dạng urani kim loại. Trong lò tái sinh urani đợc
dùng dới dạng hỗn hợp oxit UO
2
- ThO
2
hoặc dới dạng MOX.
Urani phổ biến rộng rãi trong tự nhiên nhng rất phân tán, với hàm
lợng trong vỏ trái đất vào khoảng 4,1.10
-4
%. Urani trong tự nhiên có 3
đồng vị là U
238
(99,2739%), U
235
(0,7204%) và U
234
(0,0057%). Hạt nhân
urani có cấu tạo phức tạp và thuộc vào hạt nhân nặng, ở bất kỳ đồng vị nào
đều có lợng nơtron vợt quá lợng proton, điều này dẫn đến các quá trình

chuyển hóa và phân rã khác nhau, khi urani phân rã phóng xạ giải phóng ra
năng lợng lớn. Urani là nguyên tố rất hoạt động về mặt hóa học, nó có thể
tạo thành nhiều hợp chất khác nhau với các nguyên tố khác (trừ khí trơ) và
tạo thành một số lớn các khoáng vật thiên nhiên, trong đó urani ở mức oxi
hóa +4 và +6. Cho đến nay đã biết hơn 160 khoáng vật urani và khoáng vật
chứa urani.
Hiện nay trên thế giới tổng trữ lợng urani lớn hơn khoảng 9,5 triệu
tấn U
3
O
8
, trong đó những nớc có trữ lợng urani lớn nh Oxtraylia, Canada,
Mỹ, Nam Phi Trên lãnh thổ Việt Nam urani đã đợc phát hiện rộng rãi ở
các địa hình khác nhau với các tuổi địa chất khác nhau. Tuy nhiên các mỏ
quặng tập trung nhiều ở Trung Trung bộ, Tây Nguyên, Việt Bắc và Tây
Bắc. Theo báo cáo của Cục Địa chất và Khoáng sản, nguồn quặng urani của
Việt Nam có trữ lợng khoảng 220000 tấn U
3
O
8
.
Nhiên liệu hạt nhân có vai trò đặc biệt quan trọng trong hoạt động của
lò phản ứng hạt nhân. Tự chủ đợc nguồn nhiên liệu hạt nhân là một yếu tố
đảm bảo cho phát triển bền vững năng lợng hạt nhân ở mỗi quốc gia.
1.1.2. Quặng cát kết chứa urani
Quặng urani khu vực Nông Sơn thuộc dạng quặng cát kết. Các khoáng
vật chủ yếu trong quặng cát kết gồm các khoáng vật tạo đá chủ (thạch anh,
felspat là các khoáng vật phổ biến nhất, mica (biotit, muscovit, serixit,

4

hydromica (iltit), clorit, smestit), zircon, turmalin, siderit, rutin, apatit,
titanit, epidot, monazit là những khoáng vật phụ) và các khoáng vật quặng
urani (tổ hợp các khoáng vật tại sinh quặng urani gồm nhóm oxit và
hydroxit, nhóm silicat, nhóm photphat, nhóm cacbonat, nhóm sunfua,
nhóm sunfat; khoáng vật urani nguyên sinh nh nasturan, coffinit; khoáng
vật urani thứ sinh nh uranofan, uranoxiaxit - metauranoxiaxit, metaautunit và
metaautunit ngậm nớc; khoáng vật urani thứ sinh trung gian nh soddyit,
basetit; khoáng vật cộng sinh và tại sinh có thể tạo thành trớc, cùng hoặc
sau quặng. Đi cùng với quặng cha phong hóa là các khoáng vật nhóm
sunfua, cacbonat, apatit và manhetit. Đi cùng với quặng phong hóa oxi hóa
là các khoáng vật oxit, hydroxit sắt, mangan, hydromica và các khoáng vật
sét, caolinit).
1.2. Quá trình hòa tách urani từ quặng
1.2.1. Qui trình công nghệ tổng quát xử lý quặng để thu sản phẩm urani
kỹ thuật
Hình 1.1 là sơ đồ qui trình công nghệ tổng quát xử lý quặng để thu
sản phẩm urani kỹ thuật. Mỗi bớc trong qui trình công nghệ xử lý quặng
urani đều ảnh hởng lớn tới độ tinh khiết của sản phẩm. Trong quá trình thủy
luyện nhận urani kỹ thuật thì giai đoạn hòa tách là khâu quan trọng nhất.
Yêu cầu quá trình hòa tách:
- Hiệu suất hòa tách urani cao, giảm hàm lợng urani trong bã thải
xuống dới 0,01%.
- Nồng độ urani trong dung dịch sau hòa tách cao tạo điều kiện thuận
lợi cho quá trình xử lý tiếp theo.
- Nồng độ tạp chất sắt trong dung dịch sau hòa tách thấp đảm bảo tính
chọn lọc của quá trình hòa tách.
- Chi phí tác nhân hòa tách thấp vì giá thành của chúng thực sự ảnh
hởng đến giá thành sản phẩm urani kỹ thuật, đồng thời giảm đợc lợng
d axit trong dung dịch sau hòa tách.
- Điều kiện thực hiện phản ứng dễ (nhiệt độ, áp suất thờng ).

- Qui trình hòa tách phải đơn giản.

5
- Thiết bị dễ chế tạo đáp ứng công suất lớn, phù hợp quá trình điều
khiển tự động.
- Thời gian hòa tách ngắn.





















Hình 1.1. Sơ đồ qui trình công nghệ tổng quát xử lý quặng
để thu sản phẩm urani kỹ thuật
Quặng urani

Phân loại
Hòa tách
Tách rắn lỏng
Dung dịch
Bã quặng
Kết tủa tạp chất
Chiết li
Trao đổi ion
Giải chiết
Rửa giải
Lọc
Lọc, rửa
Kết tủa
Sản
p
hẩm urani k
ỹ
thuậ
t
Sấy

6
1.2.2. Động học quá trình hòa tách
Hòa tách là quá trình dị thể giữa pha rắn - lỏng, chính vì vậy tốc độ
của nó xác định nh quá trình hóa học dị thể.
Quá trình hòa tách đợc xác định bằng các giai đoạn sau:
- Chuyển tác nhân hòa tách tới cấu tử cần tách trong vật liệu
rắn.
- Tơng tác của tác nhân hòa tách với cấu tử cần tách (phản ứng hóa
học hay hòa tan vật lý).

- Chuyển cấu tử cần tách tới giới hạn phân chia pha rắn và
lỏng.
- Chuyển cấu tử cần tách qua lớp giới hạn phân pha.
- Chuyển cấu tử cần tách khỏi lớp giới hạn vào dung
môi.
Tốc độ của toàn bộ quá trình sẽ đợc xác định bởi tốc độ của giai
đoạn nào chậm nhất. Trong quá trình hòa tách nói chung thì tốc độ phản
ứng hóa học xảy ra rất nhanh, cho nên ít tính đến tốc độ quá trình này, tốc
độ hòa tách thờng đợc xác định bởi tốc độ của quá trình khuếch tán, mà
quyết định bởi quá trình khuếch tán nội.
Đối với quá trình hòa tách tĩnh thì tốc độ khuếch tán tuân theo định
luật Fick I:
dx
dC
D
F
dt
dm
=
.
(1.8)
1.2.3. Các yếu tố ảnh hởng tới quá trình hòa tách
Hòa tách nói chung cũng nh quá trình hòa tách quặng cát kết chứa
urani là quá trình dị thể rắn - lỏng xảy ra rất phức tạp, phụ thuộc vào nhiều
yếu tố nh nồng độ tác nhân hòa tách (pH hòa tách), thời gian, tỉ lệ R/L,
thế oxi hóa - khử, kích thớc hạt, nhiệt độ, mức độ khuấy trộn, mức độ
phong hóa của quặng, đặc điểm thành phần quặng, ngoài ra còn các yếu tố
công nghệ khác
Quá trình hòa tách quặng cát kết chứa urani bằng phơng pháp ngâm
chiết dùng tác nhân axit sunfuric, với mỗi loại hình quặng khác nhau thì các

yếu tố chính ảnh hởng đến quá trình khác nhau. Đối với QPH và QBPH thì
xét các ảnh hởng chính đó là độ pH và thời gian hòa tách, còn với QCPH
ngoài độ pH và thời gian ra thì yếu tố thế oxi hóa-khử cũng đợc khảo sát.
Đối với QCPH hòa tách bằng phơng pháp trộn ủ thì các yếu tố chính ảnh
hởng lên quá trình là nồng độ axit, tỉ lệ R/L và thời gian hòa tách.

7
1.2.4. Phơng pháp hòa tách urani từ quặng cát kết
1.2.4.1. Hòa tách bằng phơng pháp axit
Theo tác nhân hòa tách thì hiện nay có hai phơng pháp cơ bản để
phân huỷ quặng urani là phơng pháp hòa tách bằng axit và phơng pháp
hòa tách bằng cacbonat. Ngoài ra còn có thể dùng phơng pháp vi sinh vật.
Thấy rằng quặng cát kết cũng nh phần lớn các quặng qua xử lý đều
chứa nhiều tạp chất, nên khi thu hồi urani thì sự chi phí tác nhân phản ứng
khi hòa tách là rất lớn. Bởi vậy khi lựa chọn tác nhân phản ứng thì giá
thành của chúng có ý nghĩa rất quan trọng. Quặng cát kết chứa urani vùng
Nông Sơn - Quảng Nam có hàm lợng silic oxit cao, hàm lợng canxi
cacbonat và magie cacbonat tơng đối nhỏ, vì vậy luận án chọn thực hiện
quá trình hòa tách bằng phơng pháp axit và sử dụng axit sunfuric là hợp
lý hơn cả, nó vừa thông dụng nhất, vừa đạt hiệu suất thu hồi urani cao và
đạt hiệu quả kinh tế cao đối với loại quặng này. Đây là phơng pháp phổ
biến nhất hiện nay, khoảng 80% qui trình hòa tách sử dụng tác nhân axit.
1.2.4.2. Hòa tách bằng phơng pháp tĩnh
Theo phơng thức hoạt động (theo dạng thiết bị đợc sử dụng) thì chủ yếu
có hai phơng pháp hòa tách tĩnh và hòa tách động (phơng pháp khuấy trộn).
Phơng pháp hòa tách tĩnh phù hợp với động học quá trình hòa tách
quặng urani do giai đoạn khuếch tán trong quyết định và phơng pháp này
có thể áp dụng tốt thu hồi urani từ các quặng nghèo và trung bình với vốn
đầu t hợp lý, phần lọc của dung dịch đi ra từ thiết bị hòa tách trong suốt,
thiết bị đơn giản, rẻ tiền và dễ chế tạo. Ngoài ra phơng pháp hòa tách tĩnh

có thể tận dụng lợi thế của tác dụng vi sinh trên một số loại quặng. Luận án
chọn ph
ơng pháp ngâm chiết và phơng pháp trộn ủ là phơng pháp thích
hợp cho phơng án nghiên cứu quá trình hòa tách urani từ quặng cát kết
vùng Nông Sơn - Quảng Nam.

8
1.2.5. Quá trình hòa tách nhiều bậc trong công nghệ hóa học
Đối với quá trình hòa tách tĩnh thông thờng khi thực hiện với một
bậc thờng ít hiệu quả, cũng nh không đạt đợc yêu cầu của quá trình hòa
tách. Vì vậy để quá trình hòa tách đạt hiệu quả và kinh tế cao cần thực hiện
quá trình theo nhiều bậc. Trong đó qui trình công nghệ thích hợp hơn cả
đối với quá trình ngâm chiết urani từ quặng cát kết bằng tác nhân axit
sunfuric là quá trình hòa tách nhiều bậc ngợc dòng. Điều này đảm bảo đạt
đợc yêu cầu của quá trình hòa tách, đồng thời giảm lợng chi phí axit
dùng trong quá trình hòa tách và lợng d axit trong dung dịch sau hòa tách
là nhỏ, tạo thuận lợi cho giai đoạn xử lý tiếp theo để nhận urani kỹ thuật.
1.3. Mô hình hóa và tối u hóa trong công nghệ hóa học
1.3.1. Mô hình hóa một quá trình công nghệ
Triển khai công nghệ hoá học cần nắm đợc bản chất của hệ thống
qua các hàm toán. Để có các hàm toán đó thì không thể sao chép nguyên si
tất cả mà chỉ lựa chọn những nét cơ bản nhất phản ánh các đặc điểm công
nghệ của hệ và vì vậy phải sử dụng phơng pháp mô hình hóa.
Để nghiên cứu quá trình hòa tách quặng cát kết chứa urani bằng
phơng pháp tĩnh luận án sử dụng phơng pháp mô hình thống kê, đây là
một phơng pháp thuận lợi để mô tả đồng thời các yếu tố ảnh hởng lên
quá trình và để tính toán xác định điều kiện thích hợp cho quá trình.
1.3.2. Tối u hóa một quá trình công nghệ
Tối u hóa một quá trình bất kỳ là tìm điều điểm thích hợp nhất của
hàm số đợc nghiên cứu hay để tìm điều kiện tối u tơng ứng để tiến hành

quá trình đã cho. Tuỳ theo đặc trng của mô hình toán đợc nghiên cứu mà
dùng các phơng pháp tối u hóa khác nhau.
+ Phơng pháp sai phân (phơng pháp duyệt toàn bộ).
+ Phơng pháp leo dốc (phơng pháp thực nghiệm theo đờng dốc nhất)
+ Phơng pháp khảo sát mặt mục tiêu.
+ Phơng pháp đơn hình.

9
Chơng 2. Đối TƯợNG V phơng pháp nghiên cứu

2.1. Đối tợng nghiên cứu
Đối tợng nghiên cứu là quặng cát kết chứa urani vùng Nông Sơn -
Quảng Nam. Tuỳ theo mức độ phong hóa mà căn cứ vào biến đổi màu sắc
và độ cứng đã phân ra gồm ba loại hình quặng urani đó là quặng phong
hóa, quặng bán phong hóa và quặng cha phong hóa.
2.2. Hóa chất và thiết bị
2.2.1. Hóa chất
Tác nhân hòa tách, chất oxi hóa và các thuốc thử trong phân tích.
2.2.2. Thiết bị và dụng cụ
+ Nghiên cứu thành phần khoáng vật:
- Máy phân tích nhiệt DTA - 50 và TGA - 50H của hãng Shimadzu.
- Máy phân tích nhiễu xạ Rơnghen hiệu SIEMENS D5000.
+ Nghiên cứu thành phần hóa học:
- Máy phân tích huỳnh quang tia X hãng SILENA của Italia (Detectơ Si(Li):
Model SLG 30-3-170, Serial S110).
- Máy phân tích phổ hãng ORTEC của USA (Detectơ Ge siêu tinh khiết:
HPGe Model GEM 30P).
- Máy phân tích ICP-MS hiệu AGINENT 7500A của USA.
- Máy trắc quang Spectonic 20D+(Spectronic instruments, USA).
2.3. phơng pháp thực nghiệm

Theo qui định của IAEA.
+ Chuẩn bị mẫu.
+ Tiến hành hòa tách.
+ Phép phân tích trong hòa tách.
- Xác định nồng độ urani và sắt trong mẫu lỏng.
- Xác định hàm lợng urani và sắt trong mẫu rắn.

10
2.4. Xử lý số liệu kết quả thực nghiệm
+ Các đại lợng đặc trng.
+ Phân tích đánh giá số liệu.
+ Phân tích so sánh cấp đại lợng đặc trng của hai tập số liệu.
2.5. Phơng pháp kế hoạch hóa thực nghiệm lập mô hình
2.5.1. Giới thiệu chung phơng pháp kế hoạch hóa thực nghiệm
Để xác lập mô hình thống kê đối tợng hóa học và công nghệ hóa học cần
thực hiện các bớc:
- Xác định hệ: Xác định số yếu tố ảnh hởng lên hàm mục tiêu.
- Xác định cấu trúc hệ: Hệ chỉ là hộp đen.
- Xác định hàm toán mô tả hệ: Hàm nhiều biến (khai triển Taylo).
- Xác định các thông số của mô hình mô tả hệ: Phơng pháp bình phơng
tối thiểu. Kiểm tra tính có nghĩa của các hệ số theo tiêu chuẩn Student.
- Kiểm tra tính tơng hợp của mô hình và cải tiến nếu cần: Kiểm tra tính
tơng hợp của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher.
2.5.2. Các phơng pháp kế hoạch hóa thực nghiệm
+ Kế hoạch hai mức tối u bậc một.
+ Kế hoạch trực giao bậc hai.
+ Kế hoạch tâm xoay bậc hai.

11
Chơng
3. kết quả v bn luận
3.1. Thành phần khoáng vật và hóa học quặng cát kết chứa urani
3.1.1. Thành phần khoáng vật chủ yếu trong quặng cát kết
Bảng 3.1. Thành phần khoáng vật tạo đá chủ và khoáng vật đi kèm trong
các mẫu quặng urani.
3.1.2. Thành phần hóa học chủ yếu trong quặng cát kết
Bảng 3.5. Thành phần các cấu tử chính trong các mẫu quặng.
Mẫu
quặng
Thành phần các cấu tử chính
U
(%)
Th

(ppm)
Ra
(ppb)
Fe
(%)
Si

(%)
Al
(%)

Mg
(%)
Ca
(%)
QPH
0,064 42,394 0,270

0,853 35,887 2,168 0,352 0,193
QBPH
0,209 52,678 0,539

0,876 36,400 2,054 0,416 0,284
QCPH
0,125 40,371 0,301

1,051 32,559 2,509 0,423 0,207
3.2. Quá trình hòa tách quặng cát kết chứa urani
Xây dựng mô hình mô tả quá trình hòa tách với hàm mục tiêu nào đó
(hiệu suất hòa tách urani, hiệu suất hòa tách sắt hay lợng axit tiêu tốn
trong quá trình hòa tách) phụ thuộc đồng thời nhiều yếu tố ảnh hởng (nh
độ pH hay nồng độ axit, thời gian hòa tách, thế oxi hóa - khử hay tỉ lệ R/L)
bằng phơng pháp kế hoạch hóa thực nghiệm đợc xác định bằng cách lập
trình tính toán trong Excel. Khoảng khảo sát đợc xác định qua các tài liệu
Thành phần Đơn vị
Mẫu quặng
QPH QBPH QCPH
Thạch anh % 51 - 57 62 - 68 53 - 59
Mica % 2 3 2
Felspat % 14 11 9
Plagiocla % 6 8 11

Siderit % 1 - 2 1 - 2 1 - 2
Canxit % 3 - 5 2 - 4 7 - 9
Sét % 3 - 5 2 - 4 1 - 3

12
và những thực nghiệm sơ bộ. Biểu diễn đồng thời các yếu tố ảnh hởng tới
hàm mục tiêu đợc lập trình vẽ trong chơng trình Matlab.
3.2.1. Quá trình hòa tách quặng phong hóa
3.2.1.1. Mô hình quá trình hòa tách urani
a. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 5 ữ 25 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm mô tả quá trình hòa tách urani từ
quặng phong hóa nh sau:
y = 49,979 28,437x
1
+ 13,308x
2
2,420x
1
x
2
5,468x
2
2
(3.3)
Chuyển về biến thực có:

y = 92,132649,6133Z
1
+3,6973Z
2
0,4840Z
1
Z
2
0,0547Z
2
2
(3.4)
b. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 25 ữ 45 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm:
y = 63,076 29,702x
1
+ 2,395x
2
3,648x
1
2
(3.7)
Chuyển về biến thực có:
y = 110,9631 15,6233Z
1

+ 0,2395Z
2
14,5933Z
1
2
(3.8)

3.2.1.2. Mô hình quá trình hòa tách sắt
a. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 5 ữ 25 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm nh sau:
y = 3,170 5,472x
1
+ 2,268x
2
2,263x
1
x
2
+ 2,625x
1
2
(3.11)
Chuyển về biến thực có:
y = 29,6263 35,6558Z
1

+ 0,9056Z
2
0,4525Z
1
Z
2
+ 10,5000Z
1
2

(3.12)
b. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 25 ữ 45 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm nh sau:
y = 5,161 8,035x
1
+ 0,458x
2


+ 3,708x
1
2
(3.15)
Chuyển về biến thực có:
y = 61,0369 60,5700Z

1
+ 0,0458Z
2
+ 14,8333Z
1
2

(3.16)
^
^
^
^
^
^
^
^

13
Quá trình hòa tách quặng phong hóa ở điều kiện khảo sát có thể biểu
diễn trên hình 3.9. Trên hình đã thể hiện ảnh hởng đồng thời của pH và
thời gian hòa tách lên hiệu suất hòa tách urani và sắt. Thấy rằng hiệu suất
hòa tách sắt luôn đồng biến với hiệu suất hòa tách urani, tốc độ tách urani
cao hơn sắt. ở pH nhỏ tốc độ tách urani và sắt cao hơn khi hòa tách ở pH
cao hơn, thời gian hòa tách càng lớn thì tốc độ tách urani và sắt cũng cao hơn.
1
1.5
2
5
10
15

20
25
30
35
40
45
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
pH
t (ngày)
H (%)

Hình 3.9. ảnh hởng đồng thời của pH và thời gian đến hiệu suất
hòa tách urani (mặt trên) và sắt (mặt dới) đối với QPH.
3.2.1.3. Mô hình mô tả lợng axit tiêu tốn trong quá trình hòa tách QPH
a. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1,0 ữ 1,5; t : Z
2
= 5 ữ 45 (ngày)

Phơng trình hồi qui thực nghiệm mô tả sự tiêu tốn axit trong quá
trình hòa tách đối với quặng phong hóa nh sau:
y = 13,8556,900x
1
+5,284x
2
2,493x
1
x
2
+1,890x
1
2
2,788x
2
2
(3.19)
Chuyển về biến thực có:
y=69,0662-90,7375Z
1
+1,2358Z
2
-0,4985Z
1
Z
2
+30,2400Z
1
2
-0,0070Z

2
2
(3.20)
b. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1,5 ữ 2,0; t : Z
2
= 5 ữ 45 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm mô tả sự tiêu tốn axit trong quá
trình hòa tách đối với quặng phong hóa nh sau:
y = 4,9821,883x
1
+2,356x
2
0,641x
1
x
2
+0,932x
1
2
1,216x
2
2
(3.23)

Chuyển về biến thực có:
y=53,3778-56,5191Z
1

+0,4942Z
2
-0,1283Z
1
Z
2
+14,9120Z
1
2
-0,0030Z
2
2
(3.24)
^
^
^
^

14
ảnh hởng đồng thời của pH và thời gian đến lợng axit tiêu tốn (tính cho
một tấn quặng) trong quá trình hòa tách QPH đợc biểu diễn trên hình 3.14.
Thấy rằng khi hòa tách ở pH càng nhỏ thì lợng axit tiêu tốn càng phụ thuộc
nhiều vào thời gian, còn khi ở thời gian hòa tách càng lớn thì lợng axit tiêu
tốn càng phụ thuộc nhiều vào pH quá trình hòa tách. Khi hòa tách ở pH lớn và
thời gian ngắn thì lợng axit tiêu tốn ít bị ảnh hởng bởi các yếu tố này.
1
1.25
1.5
1.75
2

5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
10
20
30
40
50
t (ngày)
pH
m (kg/T)

Hình 3.14. ảnh hởng của pH và thời gian đến lợng axit tiêu tốn
trong quá trình hòa tách QPH.
3.2.2. Quá trình hòa tách quặng bán phong hóa
3.2.2.1. Mô hình quá trình hòa tách urani
a. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 5 ữ 15 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm:

y = 50,484 29,243x
1
+ 9,323x
2
2,617x
2
2
(3.27)
Chuyển về biến thực có:
y = 109,1011 58,4867Z
1
+ 3,9580Z
2


0,1047Z
2
2
(3.28)
b. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 15 ữ 35 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm:
y=66,17928,092x
1
+4,965x
2

+1,233x
1
x
2
2,768x
1
2
2,018x
2
2
(3.31)
Chuyển về biến thực có:
y=109,7556-29,1258Z
1
+1,1359Z
2
+0,2465Z
1
Z
2
-11,0733Z
1
2
-0,0202Z
2
2
(3.32)

^
^

^
^

15
3.2.2.2. Mô hình quá trình hòa tách sắt
a. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 5 ữ 15 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm:
y = 1,432 3,103x
1
+ 1,143x
2
1,128x
1
x
2
+ 1,817x
1
2
(3.35)
Chuyển về biến thực có:
y =18,040623,4967Z
1
+0,9052Z
2
0,4510Z

1
Z
2
+7,2667Z
1
2
(3.36)
b. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1 ữ 2; t : Z
2
= 15 ữ 35 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm:
y = 3,978 5,925x
1
+ 1,622x
2
1,590x
1
x
2
+ 2,248x
1
2
(3.39)
Chuyển về biến thực có:
y = 26,008630,8800Z
1
+0,6392Z

2
0,3180Z
1
Z
2
+8,9933Z
1
2
(3.40)
ảnh hởng đồng thời của pH và thời gian hòa tách lên hiệu suất hòa
tách urani và sắt trong quá trình hòa tách quặng bán phong hóa ở điều kiện
khảo sát có thể biểu diễn trên hình 3.21. Thấy rằng hiệu suất hòa tách sắt
luôn đồng biến với hiệu suất hòa tách urani, tốc độ tách urani cao hơn sắt.
ở pH nhỏ tốc độ tách urani và sắt cao hơn khi hòa tách ở pH cao hơn, thời
gian hòa tách càng lớn thì tốc độ tách urani và sắt cũng cao hơn.
1
1.5
2
5
10
15
20
25
30
35
0
10
20
30
40

50
60
70
80
90
100
pH
t (ngày)
H (%)

Hình 3.21. ảnh hởng đồng thời của pH và thời gian đến hiệu suất
hòa tách urani (mặt trên) và sắt (mặt dới) đối với QBPH.

^
^
^
^

16
3.2.2.3. Mô hình mô tả lợng axit tiêu tốn trong quá trình hòa tách QBPH
a. Điều kiện hòa tách:
pH : Z
1
= 1,0 ữ 1,5; t : Z
2
= 5 ữ 35 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm mô tả sự tiêu tốn axit trong quá
trình hòa tách đối với quặng bán phong hóa nh sau:
y = 12,0547,095x
1

+5,338x
2
2,827x
1
x
2
+2,442x
1
2
1,707x
2
2
(3.43)
Chuyển về biến thực có:
y=79,5698-110,9692Z
1
+1,6018Z
2
-0,7540Z
1
Z
2
+39,0678Z
1
2
- 0,0076Z
2
2
(3.44)
b. Điều kiện hòa tách:

pH : Z
1
= 1,5 ữ 2,0; t : Z
2
= 5 ữ 35 (ngày)
Phơng trình hồi qui thực nghiệm mô tả sự tiêu tốn axit trong quá
trình hòa tách đối với quặng bán phong hóa nh sau:
y = 4,3321,213x
1
+1,872x
2
0,565x
1
x
2
+0,763x
1
2
0,605x
2
2
(3.47)
Chuyển về biến thực có:
y=41,3553-44,5582Z
1
+0,4963Z
2
-0,1508Z
1
Z

2
+12,2062Z
1
2
-0,0027Z
2
2
(3.48)
ảnh hởng đồng thời của pH và thời gian đến lợng axit tiêu tốn trong
quá trình hòa tách QBPH đợc biểu diễn trên hình 3.26. Thấy rằng khi hòa
tách ở pH càng nhỏ thì lợng axit tiêu tốn phụ thuộc càng nhiều vào thời
gian, còn khi hoà tách ở thời gian càng lâu thì lợng axit tiêu tốn bị ảnh
hởng càng nhiều vào pH của quá trình hòa tách.
1
1.5
2
5
10
15
20
25
30
35
0
10
20
30
40
50
t (ngày)

pH
m (kg/T)

Hình 3.26. ảnh hởng của pH và thời gian đến lợng axit tiêu tốn trong
quá trình hòa tách QBPH.
^
^
^
^

17
3.2.3. Quá trình hòa tách quặng cha phong hóa
Điều kiện hòa tách: pH : Z
1
= 0,9 ữ 1,1
E : Z
2
= 500 ữ 600 (mV)
t : Z
3
= 20 ữ 40 (ngày)
3.2.3.1. Mô hình quá trình hòa tách urani
Phơng trình hồi qui thực nghiệm:
y = 80,414 1,681x
1
+ 0,706x
2
+ 2,464x
3
0,436x

1
x
3
(3.49)
Chuyển về biến thực có:
y=68,97875-3,72500Z
1
+0,01413Z
2
+0,68263Z
3
-0,43625Z
1
Z
3
(3.50)
3.2.3.2. Mô hình quá trình hòa tách sắt
Phơng trình hồi qui thực nghiệm:
y = 56,398 6,270x
1
+ 0,757x
2
+ 2,363x
3
0,815x
1
x
3
(3.51)
Chuyển về biến thực có:

y = 79,22750 - 38,25000Z
1
+ 0,01515Z
2
+ 1,05125Z
3
- 0,81500Z
1
Z
3
(3.52)
Đối với QCPH nếu thực hiện hòa tách bằng ngâm chiết thì kết quả đạt
đợc hiệu suất hòa tách urani thấp, mà hiệu suất hòa tan sắt lại cao, do đó
không thực hiện hòa tách QCPH theo phơng pháp này.
3.2.4. Quá trình trộn ủ hòa tách quặng cha phong hóa
Quá trình hòa tách tĩnh thông thờng bằng axit sufuric có thể thực
hiện thuận lợi đối với QPH và QBPH vùng Nông Sơn - Quảng Nam với
hiệu suất hòa tách cao, đảm bảo hàm lợng urani trong bã thải nhỏ, tiêu tốn
axit ít, đơn giản về thiết bị và có thể kết tủa trực tiếp thu urani kỹ thuật từ
dung dịch sau hòa tách. Còn đối với QCPH có cấu trúc rắn chắc, chứa
khoáng vật urani nguyên sinh trong đó urani dới dạng UO
2
khó hòa tan
chiếm tới 20 ữ 30% tổng urani oxit, dùng phơng pháp hòa tách thông
thờng để xử lý loại quặng này thì đạt hiệu suất hòa tách urani thấp, lợng
tạp chất sắt tan ra nhiều và tiêu tốn axit nhiều. Để nâng cao hiệu quả hòa
tách đối với quặng cha phong hóa có thể dùng phơng pháp trộn ủ quặng
^
^
^

^

18
với axit sufuric đặc cùng chất oxi hóa, tạo điều kiện để axit phản ứng thuận
lợi với khoáng vật urani đồng thời giảm lợng d axit trong dung dịch thu
đợc sau hòa tách. Quá trình hòa tách bằng phơng pháp trộn ủ QCPH với
axit sunfuric có chất oxi hóa kali clorat dùng 3 kg/T quặng đợc thực hiện
theo hai giai đoạn là giai đoạn trộn và ủ quặng với axit, đây là giai đoạn
quan trọng vì hầu hết urani trong quặng chuyển về dạng hợp chất dễ tan và
giai đoạn rửa quặng bằng nớc. Đây là phơng pháp thích hợp để xử lý
quặng cha phong hóa.
Các yếu tố ảnh hởng chính lên hiệu suất hòa tách urani đối với
phơng pháp trộn ủ quặng cha phong hóa đợc xác định từ các tài liệu và
các thực nghiệm sơ bộ nh sau:
Nồng độ axit C : Z
1
= 20 ữ 60 (%)
Tỉ lệ rắn/lỏng R/L : Z
2
= 4 ữ 8
Thời gian trộn ủ t : Z
3
= 12 ữ 36 (giờ)
3.2.4.1. Mô hình quá trình trộn ủ hòa tách urani
Phơng trình hồi qui thực nghiệm nh sau:
y = 95,027 + 6,963x
1
5,424x
2
+ 4,419x

3
+ 1,416x
1
x
2
+ 0,531x
3
x
1
+1,196x
1
x
2
x
3
5,567x
1
2
4,254x
2
2
3,099x
3
2
(3.55)
Chuyển về biến thực có:
y =
11,85695+1,55482Z
1
+11,02516Z

2
+1,91079Z
3
0,02441Z
1
Z
2
0,09969Z
2
Z
3

0,01274Z
3
Z
1
+0,00249Z
1
Z
2
Z
3
0,01392 Z
1
2
1,06339 Z
2
2
0,02152 Z
3

2

(3.56)
3.2.4.2. Mô hình quá trình trộn ủ hòa tách sắt
Phơng trình hồi qui thực nghiệm sẽ là:
y=57,507+10,887x
1
3,902x
2
+6,962x
3
+1,328x
1
x
2
6,208x
3
x
1
+1,124x
1
2
(3.59)
Chuyển về biến thực có:
y = 3,73712 + 1,61167Z
1

3,27865Z
2
+ 1,61475Z

3
+ 0,03319Z
1
Z
2

0,02586Z
3
Z
1

0,00807Z
1
2
(3.60)
Các yếu tố ảnh hởng đồng thời lên hiệu suất hòa tách urani và sắt trong
quá trình trộn ủ hòa tách QCPH đợc biểu diễn trên các hình 3.30, 3.31 và 3.32.
^
^
^
^

19
L
R
R
L
4
6
8

12
18
24
30
36
40
50
60
70
80
90
100
R/L
t (giờ)
H (%)

Hình 3.30. ảnh hởng của tỉ lệ R/L và thời gian lên hiệu suất hòa tách
urani (mặt trên) và sắt (mặt dới) trong quá trình trộn ủ QCPH (C=40%).
20
30
40
50
60
12
18
24
30
36
20
40

60
80
100
C(%)
t (giờ)
H(%)

Hình 3.31. ảnh hởng của nồng độ axit và thời gian lên hiệu suất hòa tách
urani (mặt trên) và sắt (mặt dới) trong quá trình trộn ủ QCPH(R/L = 6).
20
30
40
50
60
4
6
8
0
20
40
60
80
100
C (%)
R/L
H (%)

Hình 3.32. ảnh hởng của nồng độ axit và tỉ lệ R/L lên hiệu suất hòa tách
urani (mặt trên) và sắt (mặt dới) trong quá trình trộn ủ QCPH(t =24 giờ).
3.3. Xác định điều kiện tối u quá trình hòa tách quặng cát kết chứa urani

3.3.1. Tối u hóa quá trình hòa tách urani từ QPH

Khối I Khối V
Hình 3.33. Sơ đồ dãy thiết bị hòa tách theo qui trình ngợc dòng.
1
2 N
1
1
2 N
5

20
Số thiết bị: N
1
N
5

Độ pH: pH
1
= 2 pH
5
= 1
Thời gian: t
1
=
0
N
1
t
5

=
0
N
5


0
là thời gian lu trong mỗi thiết bị.
Hiệu suất hòa tách qua các khối thết bị:
H
U1
, H
Fe1
H
U5
, H
Fe5
Hiệu suất hòa tách ở từng khối thết bị:
H
1U
, H
1Fe
H
5U
, H
5Fe

Khối lợng axit tiêu tốn ở từng khối thiết bị:
m
1

m
5
Số thiết bị tổng cộng (chiếc):
Thời gian hòa tách tổng cộng (ngày):
Hiệu suất hòa tách urani tổng cộng (%):
Hiệu suất hòa tách sắt tổng cộng (%):
Khối lợng axit tiêu tốn tổng cộng (kg/T):
Phơng pháp tối u hóa quá trình hòa tách theo qui trình ngợc dòng
đợc đa ra trên hình 3.34 tơng ứng với sơ đồ thiết bị hình 3.33. Chất rắn
(quặng) qua khối I có N
1
thiết bị ở điều kiện hòa tách pH = 2 trong khoảng
thời gian t
1
= t
1

=
0
.N
1
khi đó đạt hiệu suất hòa tách là H
1
. Sau đó quặng
đợc đa sang khối II ở điều kiện hòa tách pH = 1,75, khi đó tơng ứng với
quá trình hòa tách ở điều kiện đó đã đạt hiệu suất H
20
= H
1
qua thời gian t

20

(t
20
tính đợc qua các phơng trình biểu diễn hiệu suất hòa tách phụ thuộc vào
độ pH và thời gian), thực hiện hòa tách ở khối II ứng với N
2
thiết bị trong
khoảng thời gian t
2
= t
2

- t
20
=
0
.N
2
, qua hai khối thiết bị đã đạt hiệu suất hòa
tách là H
2
. Các bớc tiếp sau tơng tự. Dòng chất lỏng đi ngợc lại từ khối V
có pH = 1 và ra ở khối I có pH = 2.
Bài toán đợc đặt ra là tìm số thiết bị thích hợp (
0
= 5 ngày là phù hợp)
tơng ứng với các điều kiện khác nhau trong quá trình hòa tách QPH sao
cho thoả mãn đồng thời các yêu cầu:

=
=
5
1i
i
NN
NNtt
i
i
i
i
.
0
5
1
0
5
1
.

===

==
mmm
i
i 0
5
1
+=

=
()

==
=


5
1
4
100100
100
.
5
i
iU
H
HH
UU
()

==
=


5
1
4
100100
100

.
5
i
iFe
H
HH
FeFe

21
H
1
H
4
H
5
H
3
H
2
H (%)
0 t
20
t
30
t
40
t
1

t

50

2

t
3

t
4

t
5



t
- Hiệu suất quá trình hòa tách urani đạt trên 90 %.
- Hiệu suất quá trình hòa tách sắt nhỏ hơn 20 %.
- Khối lợng axit tiêu tốn trong quá trình hòa tách là nhỏ nhất.
- Thời gian quá trình hòa tách là nhỏ nhất.
Trong qui trình công nghệ quá trình hòa tách thì đầu ra của dung dịch
có pH = 2, điều này đảm bảo yêu cầu lợng d axit trong dung dịch sau
hòa tách là nhỏ.

Hình 3.34. Sơ đồ phơng pháp tối u hóa quá trình hòa tách.
Lập trình bằng ngôn ngữ Visual Basic thuận lợi hơn, giải bài toán
theo phơng pháp tối u hóa quá trình hòa tách trên hình 3.34 và sơ đồ thuật
toán tổng quát giải bài toán tối u hình 3.35.
3.3.2. Tối u hóa quá trình hòa tách urani từ QBPH
Giải bài toán tối u quá trình hòa tách QBPH tơng tự nh đối với
QPH. Kết quả tính toán và thực nghiệm kiểm tra đối với quá trình hòa tách
quặng phong hóa và quặng bán phong hóa theo qui trình ngợc dòng ở điều
kiện thích hợp nêu trong bảng 3.57.
Bảng 3.57. Kết quả tính toán và thực nghiệm kiểm tra điều kiện thích
hợp đối với quá trình hòa tách QPH và QBPH.

N
1
N
2
N
3
N
4
N
5
Nt

m (kg/T) H
U
(%) H
Fe
(%)
Tính TN Tính TN Tính TN
QPH
1 1 1 1 7 11 55 22,651 22,878 90,327 90,207 17,132 16,546
QBPH
1 1 1 1 4 8 40 20,601 20,925 91,099 92,184 11,831 11,033
pH=2,00
pH=1,75
pH=1,50
pH=1,25
pH=1,00

22
Kết quả tính toán với sai số trong phạm vi cho phép và chế độ công
nghệ xác định trên hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm.
3.3.3. Tối u hóa quá trình trộn ủ hòa tách urani từ QCPH
Điều kiện tối u trong quá trình trộn ủ hòa tách quặng cát kết cha
phong hóa chứa urani phải đạt đợc các yêu cầu nh chi phí axit thấp tơng
ứng với nồng độ axit nhỏ, tỉ lệ R/L lớn, đồng thời thời gian trộn ủ ngắn,
nhng hiệu suất hòa tách urani cao và lợng tạp chất sắt bị hòa tan nhỏ.
Bài toán đặt ra là tìm điều kiện thích hợp trộn ủ hòa tách quặng cát
kết cha phong hóa chứa urani thoả mãn:
- Hiệu suất trộn ủ hòa tách urani: H
U
95 %.
- Hiệu suất trộn ủ hòa tan sắt: H

Fe
60 %.
Với: - Nồng độ axit C min.
- Tỉ lệ R/L max.
- Thời gian trộn ủ hòa tách t min.
Lập trình giải bài toán theo theo phơng pháp sai phân (phơng pháp
duyệt toàn bộ). Đối với quá trình trộn ủ hòa tách quặng cát kết cha phong
hóa chứa urani bằng axit sunfuric với chất oxi hóa KClO
3
dùng 3 kg/T
quặng đợc thực hiện ở điều kiện thích hợp là nồng độ axit C = 40 %, tỉ
lệ R/L = 6 và thời gian trộn ủ t = 24 giờ. Kết quả tính toán và thực nghiệm
kiểm chứng điều kiện thích hợp trộn ủ hòa tách QCPH trong bảng 3.58.
Bảng 3.58. Kết quả tính toán và thực nghiệm kiểm chứng
điều kiện thích hợp trộn ủ hòa QCPH tách.

Kết quả tính Kết quả thực nghiệm
H
U
(%)
95,026 94,800
H
Fe
(%)
57,514 58,640
Nh vậy kết quả tính toán với sai số trong phạm vi cho phép và chế
độ công nghệ xác định trên hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm.

23
Sai

Đún
g
Đún
g
Đún
g
Đún
g
Sai
Sai
Sai

Hình 3.35. Sơ đồ thuật toán tổng quát giải bài toán tối u
(QPH và QBPH).
n
1
: = 1
n
2
: = 1
Ghi n
1
, n
5
, n, t, m, H
U
và H
Fe
vào file KQ
n
5
: = n

5
+1
n
2
>N
2

n
1
>N
1
Bớc lặp n
i
= 1
Tính H
U
, H
Fe
, m và t
H
U
Y
U

H
Fe
Y
Fe

m min

t min
n
5
>N
5

n
2
: = n
2
+1
n
1
: = n
1
+1
Tính H
U1
, H
Fe1
, m
1
và t
1
n
5
: = 1
Tính H
U5
, H

Fe5
, m
5
và t
5
Tính H
U2
, H
Fe2
, m
2
và t
2
H
U20
: = H
U1
H
U50
: = H
U4
Nhập số liệu
In n
1
, ,n
5
, n, t, m, H
U
và H
Fe

ra file KQ

24
Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu của luận án rút ra những kết luận sau:
1. QPH và QBPH vùng Nông Sơn - Quảng Nam thích hợp với phơng
pháp hòa tách tĩnh thông thờng theo qui trình nhiều bậc ngợc dòng, dùng
tác nhân axit sunfuric. QCPH khu vực đó tiến hành hòa tách theo phơng
pháp trộn ủ dùng tác nhân axit sunfuric có chất oxi hóa là phù hợp. Quặng
cát kết chứa urani với mức độ phong hóa khác nhau dẫn tới những khác nhau
về tính chất hóa lý, thành phần khoáng vật và hóa học của quặng đòi hỏi
phải hòa tách trong các điều kiện khác nhau mới đạt đợc hiệu quả cần thiết.
2. Hiệu suất hòa tách urani phụ thuộc đồng thời vào các yếu tố ảnh
hởng đợc mô tả bằng các phơng trình (3.4), (3.8) và đạt 90,327% đối với
QPH ở điều kiện hòa tách thích hợp là 11 bậc trong thời gian 55 ngày; các
phơng trình (3.28), (3.32) và đạt 91,099% đối với QBPH ở điều kiện hòa
tách thích hợp là 8 bậc trong thời gian 40 ngày; phơng trình (3.56) và đạt
95,026% đối với QCPH ở điều kiện trộn ủ hòa tách thích hợp là nồng độ
axit 40%, tỉ lệ R/L bằng 6, thời gian 24 giờ. Các điều kiện hòa tách thích
hợp cho mỗi loại hình quặng cát kết chứa urani đã đợc kiểm chứng bằng
kết quả thực nghiệm.
3. Hiệu suất hòa tan sắt phụ thuộc đồng thời vào các yếu tố ảnh hởng
đối với quá trình hòa tách QPH đợc mô tả bằng các phơng trình (3.12),
(3.16) và ở mức 17,132% với điều kiện thích hợp là 11 bậc trong thời gian 55
ngày; đối với quá trình hòa tách QBPH đợc mô tả bằng các phơng trình
(3.36), (3.40) và ở mức 11,831% với điều kiện thích hợp là 8 bậc trong thời
gian 40 ngày; đối với quá trình trộn ủ hòa tách QCPH đợc mô tả bằng
phơng trình (3.60) và ở mức 57,514% trong điều kiện thích hợp là nồng độ
axit 40%, tỉ lệ R/L bằng 6, thời gian 24 giờ.
4. Lợng axit tiêu tốn phụ thuộc đồng thời vào các yếu tố ảnh hởng

đối với quá trình hòa tách QPH đợc mô tả bằng các ph
ơng trình (3.20),
(3.24) và chi phí 22,651 kg/T ở điều kiện thích hợp là 11 bậc trong thời gian
55 ngày; đối với quá trình hòa tách QBPH đợc mô tả bằng các phơng
trình (3.44), (3.48) và chi phí 20,601 kg/T ở điều kiện thích hợp là 8 bậc
trong thời gian 40 ngày.
5. Hiệu suất hòa tách quặng cát kết chứa urani trong những chế độ
hòa tách khác nhau xác định đợc trên cơ sở phần mềm đã thiết lập.

25
Danh mục các công trình liên quan tới luận án
1. Cao Hùng Thái, Phan Đình Tuấn, Đinh Mạnh Thắng, Trần Văn Sơn,
Trần Danh Tuấn (2001), Nghiên cứu qui trình nhiều bậc ngợc chiều
để xử lý quặng cát kết chứa urani khu vực Pà Lừa, Hội nghị Khoa học
và Công nghệ Hạt nhân lần thứ IV, Hà Nội.
2. Trần Danh Tuấn (2001), Nghiên cứu quá trình chuyển urani từ mẫu
quặng cát kết vùng Nông Sơn vào dung dịch, Hội nghị Khoa học lần thứ 13,
Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội, Tr. 151 - 158.
3. Đặng Văn Đờng, Nguyễn Văn Thơi, Trần Danh Tuấn, Nguyễn Vĩ
Hoàn (2003), Quá trình trao đổi hai loại cation Na
+
,Cs
+
trên zeolit
NaA và ứng dụng thử nghiệm xử lý mẫu nớc nhiễm xạ
137
Cs, Hội nghị
Hóa học toàn quốc lần thứ IV, Hà Nội, Tr. 125 - 130.
4. Trần Danh Tuấn, Đặng Văn Đờng, Cao Hùng Thái (2006), Khảo sát
quặng urani có độ phong hóa khác nhau bằng phơng pháp phân tích nhiệt,

Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội,
Số 116, Tr. 52 - 55.
5. Trần Danh Tuấn, Đặng Văn Đờng, Cao Hùng Thái (2006), Khảo sát
lợng axit sử dụng trong quá trình ngâm chiết urani từ mẫu quặng cát kết
phong hóa và bán phong hóa vùng Nông Sơn - Quảng Nam, Hội nghị
Khoa học lần thứ 14, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội, Tr. 72 - 77.
6. Trần Danh Tuấn, Cao Hùng Thái, Đặng Văn Đờng (2007), Mô hình
thống kê mô tả sự hoà tan sắt trong quá trình phân huỷ quặng urani cha
phong hoá, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự,
Hà Nội, Số 119, Tr. 19 - 24.
7. Trần Danh Tuấn, Cao Hùng Thái, Đặng Văn Đờng (2007), Xác định chế
độ hoà tách thích hợp đối với quặng urani cha phong hoá, Tạp chí nghiên
cứu Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ Quân sự, Hà Nội, Số 20, Tr. 105 - 110.