CN101524598B - 铀矿浸出矿浆固液分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铀矿石的浸出矿浆固液分离方法。其包括如下步骤：(1)矿浆进料；(2)压榨；(3)交叉多次洗涤；(4)吹风；(5)卸料。本发明方法在矿浆进料结束后，对滤饼进行压榨，压出滤饼孔隙中的水，然后进入洗水，这一过程相当于再制浆洗涤，其不仅洗涤均匀，而且大幅度提高了洗涤效率。本发明采用了对角交叉洗涤方式，从左、右、中交替进水洗涤，避免了洗涤时洗水短路现象；当洗涤液固比大于0.8时，其对渣的洗涤效率可大于99％，浸出渣含水量小于20％，可干堆存放。

Description

铀矿浸出矿浆固液分离方法

技术领域

本发明涉及矿浆分离技术，具体涉及一种放射性铀矿石的浸出矿浆固液分离方法。

背景技术

由于未找到合适的铀矿浆固液分离设备，我国早期(五十年代)的铀水冶厂干脆对浸出矿浆不进行固液分离，而是用水稀释得到稀矿浆，再用离子交换树脂直接从这种稀矿浆中吸附铀，(矿浆吸附法)。但这种方法离子交换树脂损耗太大，成本太高，经济上不合算。

铀矿石浸出矿浆的固液分离通常有两种，一种是浓密沉降，一种是过滤。自然界中的铀是一种稀有的放射性元素，按经济和环保的要求，其浸出尾渣中铀的含量应尽量低，一般应小于0.02％。而浓密沉降其尾渣(浓密底流)液固比通常为1，由于尾渣液固比较大，其储存往往需要建一个庞大的尾矿坝。为了使铀的回收率尽量高，尾渣往往需要洗涤，其洗涤模数通常为3～5，洗涤段数一般为7～11段。这种固液分离方式的缺点是尾矿坝和浓密机占地面积大，而得到的是浓度较低的铀溶液。这种固液分离方式早在六十年代至八十年代我国有几个铀工厂曾采用过这种方法。至于过滤，由于浸出矿浆量大，而且还要对矿渣进行洗涤，一直未能找到合适的过滤机。九十年代曾在某矿做过带式过滤机试验，效果不理想。故在铀矿冶中一直未使用过滤机进行矿浆固液分离。

九十年代以来，鉴于当时的国内天然铀产品收购价格的走低而原材料价格上涨的实际，迫于企业的生存和效益，大部分硬岩铀矿采冶企业逐步将搅拌浸出改为堆浸。即筑堆布液、原液收集、吸附、淋洗沉淀工艺，或筑堆布液、原液收集、萃取、反萃取、沉淀工艺，最后获得重铀酸盐(“111”)产品。堆浸工艺比较原始、粗放，矿石粒度较大，大体积筑堆，自然淋浸。浸出剂难于在较短的时间内与矿石中金属铀充分接触，致使浸出周期长、浸出率低。堆浸工艺的浸出率与高效搅拌浸出率相比较，对于一般酸性矿石而言，普遍要低3～5％；对于碱性矿石和其它较难浸出的矿石来说，甚至要低10％以上(例如若尔盖510矿床碱性矿石，堆浸工艺的浸出率比搅拌浸出工艺要低17％)。因此，堆浸工艺的铀矿资源回收利用率明显低于搅拌浸出工艺，这就造成铀矿资源的浪费，同时由于浸出周期长，限制了企业的产能提高。

随着我国核电的快速发展，作为核燃料的铀产品供不应求，我国铀资源有限，如何在有限的铀资源条件下，最大限度的提高资源利用率，是当前迫切需要解决的问题。堆浸渣的铀含量高，而搅拌浸出的渣含铀量低，但搅拌浸出遇到浸出矿浆固液分离问题，如何解决搅拌浸出矿浆的固液分离问题关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种洗涤均匀、洗涤效率高的铀矿石的浸出矿浆固液分离方法。

实现本发明目的的技术方案：一种铀矿浸出矿浆固液分离方法，其包括如下步骤：

(1)矿浆进料：在0.3～0.4MPa下将铀矿浸出矿浆进入容器；

(2)压榨：对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5～0.6Mpa，3～4分钟停止压榨，卸去压力；

(3)交叉多次洗涤：

第一次洗涤从容器左边进水，在压力0.5～0.6Mpa，洗水量为0.7～1倍渣重洗涤矿浆；

第二次洗涤从容器右边进水，在压力0.5～0.6Mpa，洗水量为0.7～1倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5～0.6Mpa，3～4分钟后停止压榨，卸去压力；

第三次洗涤从容器中间进水，在压力0.5～0.6Mpa，洗水量为0.7～1倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.9～1.0Mpa，3～4分钟后停止压榨，卸去压力；

(4)吹风：开空气压缩机，从容器中部进风管进风，对矿浆吹风3～4分钟；

(5)卸料：卸出滤饼。

如上所述的一种铀矿浸出矿浆固液分离方法，上述步骤(3)所述的第二次洗水可作为下一循环的第一次洗水，第三次洗水可作为下一循环的第二次洗水，第三次洗涤用新的洗水。上述步骤中矿浆和洗水的温度控制在40～50℃。

本发明的效果在于：本发明方法在矿浆进料结束后，对滤饼进行压榨，压出滤饼孔隙中的水，然后进入洗水，在开始进洗水的前几分钟并没有洗液流出来，此时的洗水进入到滤饼的孔隙中，几分钟后当滤饼的孔隙中充满洗水后，方有洗液流出来，这一过程相当于再制浆洗涤。实际上再制浆洗涤相当于一个稀释过程，如果滤饼含水率n％，用1∶1的液固比洗涤滤饼其洗涤效率为(100-n)％。本发明的这种再制浆洗涤，不仅洗涤均匀，而且大幅度提高了洗涤效率，简化了工艺流程，降低了劳动强度。本发明采用了对角交叉洗涤方式，从左、右、中交替进水洗涤，避免了洗涤时洗水短路现象；当洗涤液固比大于0.8时，其对渣的洗涤效率可大于99％，浸出渣含水量小于20％，可干堆存放。为改善矿浆的过滤性能和洗水的洗涤速度，以提高设备的处理能力，要求矿浆和洗水的温度控制在40～50℃。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的铀矿石的浸出矿浆固液分离方法作进一步详细描述。

实施例1

本发明所述的一种铀矿浸出矿浆固液分离方法，其按如下步骤进行：

(1)矿浆进料：在0.3MPa下将铀矿浸出矿浆进入容器；

(2)压榨：对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5Mpa，3分钟停止压榨，卸去压力；

(3)交叉多次洗涤：

第一次洗涤从容器左边进水，在压力0.5Mpa，洗水量为1倍渣重洗涤矿浆；

第二次洗涤从容器右边进水，在压力0.5Mpa，洗水量为1倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5Mpa，3分钟后停止压榨，卸去压力；

第三次洗涤从容器中间进水，在压力0.5Mpa，洗水量为1倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.9Mpa，3分钟后停止压榨，卸去压力；

(4)吹风：开空气压缩机，从容器中部进风管进风，对矿浆吹风3分钟；

(5)卸料：卸出滤饼。

上述步骤中保持矿浆和洗水的温度在40℃

实施例2

本发明所述的一种铀矿浸出矿浆固液分离方法，其按如下步骤进行：

(1)矿浆进料：在0.4MPa下将铀矿浸出矿浆进入容器；

(2)压榨：对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.6Mpa，4分钟停止压榨，卸去压力；

(3)交叉多次洗涤：

第一次洗涤从容器左边进水，在压力0.6Mpa，洗水量为0.7倍渣重洗涤矿浆；

第二次洗涤从容器右边进水，在压力0.6Mpa，洗水量为0.7倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.6Mpa，4分钟后停止压榨，卸去压力；

第三次洗涤从容器中间进水，在压力0.6Mpa，洗水量为0.7倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在1.0MPa，4分钟后停止压榨，卸去压力；

(4)吹风：开空气压缩机，从容器中部进风管进风，对矿浆吹风4分钟；

(5)卸料：卸出滤饼。

上述步骤(3)所述的第二次洗水可作为下一循环的第一次洗水，第三次洗水可作为下一循环的第二次洗水，第三次洗涤用新的洗水。保持矿浆和洗水的温度在50℃。

实施例3

本发明所述的一种铀矿浸出矿浆固液分离方法，其按如下步骤进行：

(1)矿浆进料：在0.4MPa下将铀矿浸出矿浆进入容器；

(2)压榨：对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5Mpa，4分钟停止压榨，卸去压力；

(3)交叉多次洗涤：

第一次洗涤从容器左边进水，在压力0.6Mpa，洗水量为1倍渣重洗涤矿浆；

第二次洗涤从容器右边进水，在压力0.5Mpa，洗水量为0.7倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5～0.6Mpa，3～4分钟后停止压榨，卸去压力；

第三次洗涤从容器中间进水，在压力0.6Mpa，洗水量为1倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.9Mpa，4分钟后停止压榨，卸去压力；

(4)吹风：开空气压缩机，从容器中部进风管进风，对矿浆吹风4分钟；

(5)卸料：卸出滤饼。

上述步骤(3)所述的第二次洗水可作为下一循环的第一次洗水，第三次洗水可作为下一循环的第二次洗水，第三次洗涤用新的洗水。保持矿浆和洗水的温度在45℃。

实施例4

为实现本发明所述的铀矿石的浸出矿浆固液分离方法，可采用隔膜压滤机对铀矿浸出矿浆进行固液分离，压滤机为60m²的暗流隔膜压滤机XAG60/1000-u，具体步骤如下：

(1)矿浆进料

开启矿浆进料泵，调节矿浆进料阀和回流阀，使进料压力维持在0.3MPa。当出料口流量变小时，板框内已充满矿渣，按电钮停止进料。同时关闭矿浆的进料阀和回流阀。

(2)压榨

开启压榨泵，维持压力0.6Mpa，3分钟后停止压榨，并松开压榨的出水(气)阀，卸去压力。

压榨过程中，取水样50ml，分析U。

(3)交叉多次洗涤

第一次洗涤：洗水从左上进，右下出；

①关闭右上角进水阀和左下角出水阀；

②开左上角进水阀和右下角出水阀；

③开启洗水泵，调节进水阀和回流阀，控制压力0.5Mpa，当洗水量为0.8倍渣重时，停止进洗水。

第二次洗涤：洗水从右上进，左下出，并且出来的二次洗水可作为下一循环的一次洗水；

①关闭左上角进水阀和右下角出水阀；

②开右上角进水阀和左下角出水阀；

③开启洗水泵，调节进水阀和回流阀，控制压力0.5Mpa，当洗水量为0.8倍渣重时，停止进洗水；

④开启压榨泵，维持压力0.6Mpa，3分钟后停止压榨，并松开压榨的出水(气)阀，卸去压力；

⑤取样压榨过程中，取水样50ml，分析U以确定交叉洗涤的效率。

第三次洗涤：洗水从中间进，左、右下出；

①关闭左右上角进水阀；

②开左右下角出水阀，开中部进洗水阀；

③开启洗水泵，调节进水阀和回流阀，控制压力0.5Mpa，当洗水量为0.8倍渣重时，停止进洗水；

④开启压榨泵，维持压力1.0Mpa，3分钟后停止压榨，并松开压榨的出水(气)阀，卸去压力；

⑤取样压榨过程中，取水样50ml，分析U；

(4)吹风

开空气压缩机，从中部进风管吹风3分钟。

(5)卸料

①松开压虑机的压紧装置；

②卸滤饼，并将滤布四周用木掀或塑料铲刮去残渣；

③取样，在卸下的滤饼中任意取4个点样，烘干、混合、缩分取50g渣样，分析U；

④运走滤饼。

实施例5

为实现本发明所述的铀矿石的浸出矿浆固液分离方法，可采用隔膜压滤机对铀矿浸出矿浆进行固液分离，压滤机为60m²的暗流隔膜压滤机XAG60/1000-u，具体步骤如下：

(1)矿浆进料

开启矿浆进料泵，调节矿浆进料阀和回流阀，使进料压力维持在0.4MPa。当出料口流量变小时，板框内已充满矿渣，按电钮停止进料。同时关闭矿浆的进料阀和回流阀。

(2)压榨

开启压榨泵，维持压力0.6Mpa，4分钟后停止压榨，并松开压榨的出水(气)阀，卸去压力。

压榨过程中，取水样100ml，分析U。

(3)交叉多次洗涤

第一次洗涤：洗水从左上进，右下出；

①关闭右上角进水阀和左下角出水阀；

②开左上角进水阀和右下角出水阀；

③开启洗水泵，调节进水阀和回流阀，控制压力0.5Mpa，当洗水量为0.8倍渣重时，停止进洗水。

第二次洗涤：洗水从右上进，左下出，并且出来的二次洗水可作为下一循环的一次洗水；

①关闭左上角进水阀和右下角出水阀；

②开右上角进水阀和左下角出水阀；

③开启洗水泵，调节进水阀和回流阀，控制压力0.5Mpa，当洗水量为0.8倍渣重时，停止进洗水；

④开启压榨泵，维持压力0.6Mpa，4分钟后停止压榨，并松开压榨的出水(气)阀，卸去压力；

⑤取样压榨过程中，取水样100ml，分析U。

第三次洗涤：洗水从中间进，左、右下出；

①关闭左右上角进水阀；

②开左右下角出水阀，开中部进洗水阀；

③开启洗水泵，调节进水阀和回流阀，控制压力0.5Mpa，当洗水量为0.8倍渣重时，停止进洗水；

④开启压榨泵，维持压力1.0Mpa，4分钟后停止压榨，并松开压榨的出水(气)阀，卸去压力；

⑤取样压榨过程中，取水样100ml，分析U；

(4)吹风

开空气压缩机，从中部进风管吹风3分钟。

(5)卸料

①松开压虑机的压紧装置；

②卸滤饼，并将滤布四周用木掀或塑料铲刮去残渣；

③取样，在卸下的滤饼中任意取10个点样，烘干、混合、缩分取50-100g渣样，分析U；

④运走滤饼。

上述步骤(3)所述的第二次洗水可作为下一循环的第一次洗水，第三次洗水可作为下一循环的第二次洗水，第三次洗涤用新的洗水。保持矿浆和洗水的温度在40～50℃，例如40℃、45℃或50℃。

下面将采用本发明所述的铀矿石的浸出矿浆固液分离方法进行铀矿浆固液分离结果列于表1中。

表1数据汇总表

注：对比渣品位为200mL浸出矿浆倒入布氏漏斗，经真空抽滤后，按液固比1∶1盘上洗涤三次，分析测得的渣中铀含量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种铀矿浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)矿浆进料：在0.3～0.4MPa下将铀矿浸出矿浆进入容器；

(2)压榨：对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5～0.6MPa，3～4分钟停止压榨，卸去压力；

(3)交叉多次洗涤：

第一次洗涤从容器左边进水，在压力0.5～0.6MPa，洗水量为0.7～1倍渣重洗涤矿浆；

第二次洗涤从容器右边进水，在压力0.5～0.6MPa，洗水量为0.7～1倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.5～0.6MPa，3～4分钟后停止压榨，卸去压力；

第三次洗涤从容器中间进水，在压力0.5～0.6MPa，洗水量为0.7～1倍渣重洗涤矿浆；再对容器内的矿浆进行压榨，保持压力在0.9～1.0MPa，3～4分钟后停止压榨，卸去压力；

(4)吹风：开空气压缩机，从容器中部进风管进风，对矿浆吹风3～4分钟；

(5)卸料：卸出滤饼。

2.根据权利要求1所述的一种铀矿浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：上述步骤中矿浆和洗水的温度控制在40～50℃。