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某铀矿床残矿堆浸回收铀室内实验研究
2007-04-15
摘要:对某铀矿床残矿进行了柱浸和铀回收室内实验研究,探讨了残矿石的铀浸出率、浸出耗酸、浸出周期、浸出剂用量、实验获得铀产品质量等,为生产工艺设计提供了相关的基本数据。 正文:我国一些用堆浸工艺采铀的矿山铀矿资源面临枯竭,为了延长铀矿山的开采年限,回收还存在一定储量的残铀矿资源,须进行残矿堆浸回收铀工艺研究。 1实验矿样和实验方法 1.1实验矿样 实验矿样经颚式和对辊两段开口破碎,粒度为-10mm,并进行缩分、筛分和取样。矿石属于铝硅酸盐类型,其中Fe、Al、CO2-3 含量较高,主要化学成分见表1,矿样筛分分析结果见......
矿ꢀ业ꢀ快ꢀ报 SerialNo.456ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀEXPRESSINFORMATIONꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ 总 第456期 April.2006 OF MININGINDUSTRY 2007年4月第4期 某铀矿床残矿堆浸回收铀室内实验研究 刘迎九ꢀ王清良ꢀ何少华ꢀ周ꢀ全ꢀ张胜利 (南华大学城市建设学院) ꢀ ꢀ摘ꢀ要:对某铀矿床残矿进行了柱浸和铀回收室内实验研究,探讨了残矿石的铀浸出率、浸出 耗酸、浸出周期、浸出剂用量、实验获得铀产品质量等,为生产工艺设计提供了相关的基本数据。 关键词:铀;浸出率;酸耗;回收 中图分类号:TD853.38ꢀꢀ文献标识码:Aꢀꢀ文章编号:1009-5683(2007)04-0020-03 ExperimentalResearchonRecoveringUraniumfromResidualUraniumStockHeap inaUraniumDepositbyHeapLeaching LiuYingjiuꢀWangQingliangꢀHeShaohuaꢀZhouQuanꢀZhangShengli (SchoolofUrbanConstruction,NanhuaUniversity) Abstract:Torecoveruraniumfromresidualoreinauraniumdeposit,anexperimentalresearchon thecolumnleachingwascarriedoutinthelaboratory.Leachingrateofuranium,acidconsumptionin leaching,leachingperiod,leachantdosageoftheresidualoreaswellasuraniumproductqualityob- tainedintheexperimentwerediscussed,whichprovidedrelatedbasicdatafordesignofproduction process. Keywords:Uranium;Leachingrate;Acidconsumption;Recovery [2] 1.2.1ꢀ柱浸实验 ꢀ ꢀ我国一些用堆浸工艺采铀的矿山铀矿资源面临 枯竭,为了延长铀矿山的开采年限,回收还存在一定 储量的残铀矿资源,须进行残矿堆浸回收铀工艺研 究。 浸 出 柱 为 ꢀ140mmPVC ~ H1000mm,内 装 10mm的矿样,矿层高825mm。采用间歇性喷淋,定 期测量浸出液体积、酸度、铀含量。浸出结束后,尾 渣用清水洗涤、细磨,分析铀品位。柱浸实验装置见 图1。 1 ꢀ实验矿样和实验方法 .1ꢀ实验矿样 实验矿样经颚式和对辊两段开口破碎,粒度为 10mm,并进行缩分、筛分和取样。矿石属于铝硅 1 - 2 - 酸盐类型,其中 Fe、Al、CO 3 含量较高,主要化学成 1] 见表1,矿样筛分分析结果见表2。 [ 分 ꢀ ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ表1ꢀ矿石主要化学成分 (%) 组分 ∑U SiO 2 FeO 2 3 AlO 2 3 CaO MgO CO23- 含量 0.153 62.05 13.48 11.19 0.58 1.82 3.26 表2ꢀ矿样筛析结果 粒级/mm 重量/kg 重量 比(%) 铀品 位(%) 铀 量比(%) - 10~+5 10.22 50.8 26.8 22.4 0.122 0.166 0.214 39.9 28.9 31.2 -5~ +2.5 5.39 4.51 -2.5 图1ꢀ柱浸装置示意图 1.2ꢀ实验方法 1.2.2ꢀ铀回收实验 利用矿山现有的408(Ⅱ)树脂吸附浸出液中的 ꢀ ꢀ刘 迎九(1969-),男,江西 南昌 人,工 程师 ,主 任,421001湖 南省 [3] 4 铀,用1mol/LNH NO 4 3 +0.05mol/LH 2 SO 淋洗 衡阳 市。 1 总第456期ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ矿业快报ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2007年4月第4期 [ 4,5] 饱和树脂,淋洗合格液用氢氧化钠中和沉淀,获得铀 产品。吸附、淋洗均采用溶液自上而下流过树脂层 的顺流工艺,每隔一定体积取样分析铀含量,并分析 树脂饱和容量和贫树脂的残铀含量。吸附、淋洗装 置见图2。 2- 吡啶偶氮)-5- 二乙氨基苯酚分光光度法 。 2ꢀ实验内容及结果 2.1ꢀ柱浸实验 浸出周期为44d,实际喷淋共计33d(每天约喷 淋10h,停14h),实验中、后 期间歇停 止布液 共计 1 1d。 柱浸实验条件、实验结果见表3、表4、图3、图 、图5。结果表明:①在溶浸液的硫酸质量浓度为 0g/L 时,铀 浸出 率 可 达 70% 左 右,平 均 酸 耗 为 .7%,氧化剂双氧水对铀浸出的影响不大;②矿石 4 3 6 粒度对铀浸出的影响明显,粒度为-2.5mm 矿石的 铀浸出率比粒度为-10~+5mm矿石 的铀浸出率 高33%;③浸出中、后期间歇停止喷淋铀质量浓度 可由20~40mg/L提高到100mg/L之多;④在反应 级数5之前,浸出喷淋采用较大布液强度和较高酸 度时,浸出率可提高7%左右。 图2ꢀ吸附、淋洗装置示意图 1 .2.3ꢀ检测方法 2 此外,柱浸结束后,以425L/(m·h)喷淋矿石, 铀含量采用三氯化钛还原/钒酸铵氧化滴定法 和三正辛基氧膦(或三烷基氧膦)萃取分离、2-(5- 溴- 矿层表面未积水,表明实验矿石渗水性能较好。 表3ꢀ柱浸实验条件及实验结果 矿样 重量 /kg H 2 SO 4 每 级 加双 氧水 /mL 浸 出液中 最高 铀质 量浓度 /(g/L) 浸出液 中平 均 铀 质量浓 度 /(g/L) 渣计 浸出 率 (%) 平均 耗 酸率 (%) 初始 布液强 度 每级布 液强 度 项目 质 量浓 度 /(g/L) 液固 比 2 2 /[L/(m·h)] /[L/(m·h)] 柱 1 柱 2 柱 3 柱 4 20 20 20 20 30 30 30 50 0 0 2 0 25.97 12.99 12.99 12.99 12.99 6.49 6.49 6.49 1.95 2.81 3.15 3.69 0.292 0.664 0.662 0.700 3.5∶1 1.7∶1 1.7∶1 1.7∶1 67.1 69.7 70.3 72.9 6.7 表4ꢀ柱1浸出渣矿样筛析结果 粒级/mm 10~+5 5~ +2.5 2.5 重 量比(%) 50.7 矿 石渣铀 品位(%) 浸 出率(%) - 0.060 0.048 0.036 50.1 71.1 83.1 - 22.1 - 27.2 图5ꢀ浸出初期溶浸液酸度对 铀浸出率的影响 2 .2ꢀ铀回收实验 .2.1ꢀ吸附 实验条件:ꢀ10mm×1000mm 吸附柱;408(Ⅱ) 树脂 59mL,树 脂 层 高 为 820mm;接 触 时 间 为 2 图3ꢀ浸出中、后期间歇停止布液对 浸出液铀质量浓度的影响 2- 4 1 0min;常温吸附;吸附原液中铀为990mg/L、SO 为40.2g/L、ΣFe为4.6g/L、pH 为1.8。吸附实验结 果见图6。结果表明:①408(Ⅱ)树脂适合吸附该堆 浸工艺浸出液中铀,饱和床体积105VR,吸附穿透 床体积为41VR,穿透比为2.5;②树脂饱和容量为 80mg/mL湿树脂,穿透容量为50mg/mL湿树脂。 图4ꢀ浸出初期溶浸液布液强度对 铀浸出率的影响 2.2.2ꢀ淋洗 实验 条件:淋洗 剂为 1mol/L NH4NO3 +0.05 2 ꢀ ꢀꢀ刘迎九ꢀ王清良等:某铀矿床残矿堆浸回收铀室内实验研究ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2007年4月第4期 mol/LH 实验结果见图7。结果表明:①该淋洗剂是合适的; 合格液体积(V)为5个床体积(VR),合格液中铀 2 SO 4 ;接触时间为30min;常温淋洗。淋洗 3ꢀ结论 (1)该矿床残矿石适合采用硫酸堆浸采铀工艺, ② 硫酸质量浓度30g/L 时,铀 浸出率可达到 70% 左 右,平均酸耗为6.7%。 的最高质量浓度为12.29g/L,平均质量浓度为9.03 g/L;③贫树脂的残铀量为0.26mg/mL湿树脂。 (2)浸出初期喷淋宜采用较大布液强度和较高 酸度,可以提高铀浸出率,缩短浸出周期,并且在浸 出中、后期采用间歇、停止喷淋有利于提高浸出液中 的铀含量。 ( 3)矿石粒度对浸出有明显影响,浸出率相差 3%,建议生产时采用小粒度矿石,以提高金属浸出 率。 3 ( 4)浸出液中铀的回收可采用矿山现有的408 Ⅱ)树脂吸附,树脂饱和容量可达80mg/mL湿树 脂。 图6ꢀ吸附曲线 ( (5)用1mol/LNH NO +0.05mol/LHSO 淋 4 3 2 4 洗饱和树脂,合格液用氢氧化钠中和沉淀,铀产品质 量可达到二级品以上。 参ꢀ考ꢀ文ꢀ献: 图7ꢀ淋洗曲线 [1]ꢀ李 尚远等 .铀 、金 、铜矿石 堆浸 原理与 实践[M].北京:原 子 能出 2.2.3ꢀ中和沉淀 版 社,1997. 取 铀 质 量 浓 度 为 9.03g/L 的 淋 洗 合 格 液 [ 2]ꢀ 周 锡堂 ,梁志 武 ,阙为 民.地 浸 采铀 中 硝酸 盐 的吸 附- 淋 洗 性能 3 60mL,置于500mL烧杯中,常温下加入氢氧化钠 进行中和沉淀,终点pH 为7.5。真空抽滤,分析沉 淀母液和产品,实验结果见表5。结果表明,在常温 下利用氢氧化钠中和沉淀铀,获得的铀产品质量可 达到二级品以上。 研 究[J].过 滤与 分离,2000.10(2),18~20. [ 3]ꢀ铀矿 石中 铀 的测 定 . 三 氯 化 钛 还 原/钒 酸 铵 氧 化 滴 定 法[S]. EJ/T267.3-1984. [ 4]ꢀ低 品位铀 矿石 中铀的 测定 .三 正 辛基 氧 膦(或三 烷 基 氧 膦)萃 取 分离、2-(5- 溴-2- 吡 啶偶氮)-5- 二乙氨 基苯 酚分光 光度 法[S], EJ/T267.4-1984. 表5ꢀ铀产品质量 (收稿日期2006-12-18) 耗氢 氧 化钠 量 母 液铀 含量 /(g/g) 铀沉 淀 产 品干 基 铀 含量 (%) 产品 干基 含 产 品干 基含 2- ΣFe (%) SO 4 /(mg/L) 5.3 (%) 0.91 51.0 4.2 10.8 ·信息平台· 联合国拟投入1400万美元帮助中国 改善 煤矿 安全 ꢀ ꢀ联合国开发计划署2007-03-21日称,将在中国 面:①加强安全标准和规定的执行;②改善煤矿管 理、特别是乡村煤矿的安全管理;③为矿工提供教育 机会,增强他们的安全意识;④支持甲烷捕集方面的 技术转让。 启动一项题为“加强中国煤矿安全能力”的项目,该 项目为期4a,预计投入1400万美元。 这个项目计划在安徽、贵州、河南、辽宁和山西 五省试点,在提高煤矿安全方面提供咨询服务、能力 建设和技术转让等支持。项目将主要致力于加强有 关煤矿安全方面的法律和政策,具体集中在以下方 中国是世界上最大的煤炭生产和消费国之一, 大约有500多万煤矿工人。煤矿业是中国经济社会 发展的支柱,为国家提供了70%的能源。 3
标签:   浸出率 酸耗 回收 
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