CN106480311A - 一种铀浸出矿浆固液分离方法 - Google Patents

一种铀浸出矿浆固液分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于铀矿石加工技术领域，具体涉及一种铀浸出矿浆固液分离方法。包括如下步骤：(1)铀矿石破磨，以矿浆形式进入硫酸浸出系统，获得铀浸出矿浆；(2)部分中和；(3)部分中和后矿浆进入水力旋流器组进行旋流分级；(4)分级溢流进入浓密机进行浓密；(5)将分级底流与浓密底流搅拌混合均匀得到混合底流；(6)混合底流通过膏体泵送至带式真空过滤机进行过滤、洗涤；(7)过滤洗涤后的尾渣运至尾渣库堆存；(8)将浓密溢流、过滤滤液和末级洗液混合进入离子交换系统回收铀。本发明实现了铀浸出矿浆中大部分粗砂的快速分离，使旋流分级溢流矿浆浓密时不会发生管道堵塞或压耙等问题，保障了流程的顺畅运行。

Description

一种铀浸出矿浆固液分离方法
技术领域
本发明属于铀矿石加工技术领域，具体涉及一种铀浸出矿浆固液分离方法。
背景技术
铀矿石搅拌浸出工艺具有铀回收率高、对矿石适应性强、生产稳定性好等特点，是处理高品位铀矿石、多金属复杂型硬岩铀矿石、低渗透粘土类铀矿石等的首选工艺，铀浸出矿浆固液分离作为该工艺水冶生产中的一个关键环节，直接关系到工艺流程的顺畅、金属回收率的高低、环境治理和尾矿处置方式等。
目前国内外铀矿山进行浸出矿浆固液分离主要有逆流倾析和过滤两种方式。逆流倾析通过多级浓密机串联，洗水和矿浆呈逆流方式而实现，逆流倾析在国外铀水冶厂中应用较多，在我国以前的铀水冶厂也有过应用。该工艺具有稳定性好、洗涤效率和自动化程度高等特点，但要求浸出矿浆具有良好的沉降性能，且需建设湿排尾矿库贮存尾弃矿浆。对于过滤，常用的有真空过滤和压滤两种，国外铀水冶行业多用带式真空过滤机进行铀浸出矿浆的过滤和洗涤，该设备自动化程度和处理能力均较高，但要求浸出矿浆具有较好的过滤性能，由于设备制造水平等限制，国内带式过滤机的应用较晚，现多采用厢式压滤机进行生产。
对于酸性铀浸出矿浆尤其是高余酸浸出矿浆，由于溶液浓度与粘度以及矿浆触变性能的变化，矿浆的过滤和洗涤往往较为困难。酸法浸出的磨矿粒度一般较粗(达到0.5mm)，当用逆流倾析时，浸出矿浆在浓密或过滤过程易出现粗砂沉积压耙和底流排料不均匀的问题，采用压滤时，容易发生泥砂分布不均而堵塞进料管路和滤饼不成型等问题，极大地影响了浸出矿浆固液分离的高效运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铀浸出矿浆固液分离方法，以解决铀浸出矿浆特别是高余酸铀浸出矿浆过滤困难、沉降效果差、粗砂易沉积压耙、甚至管道堵塞等问题，达到铀浸出矿浆的高效固液分离，实现铀溶液的清液吸附、尾渣的干式堆存，进而提高铀回收率和生产效率，降低生产成本，并避免尾矿浆湿式排放带来的安全和环保问题。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种铀浸出矿浆固液分离方法，包括如下步骤：
(1)铀矿石破磨至最大矿石粒径0.5mm，以固体质量浓度为33～56％的矿浆形式进入硫酸浸出系统，完全反应后获得铀浸出矿浆；
(2)铀浸出矿浆中加入石灰乳进行部分中和以中和部分余酸；
(3)部分中和后矿浆进入水力旋流器组进行旋流分级；
水力旋流器组由多个水力旋流器并联组成，进入水力旋流器组的进料压力为0.08～0.12MPa，水力旋流器组处理后得到的产物分为分级溢流、分级底流两部分；
控制分级溢流中粒径大于0.074mm的固体质量浓度不高于5％，分级底流中固体浓度为56～75％；
(4)分级溢流进入浓密机进行浓密；
在浓密机中添加絮凝剂，从浓密机中处理后得到的产物分为浓密溢流和浓密底流两部分，浓密溢流浊度低于200NTU，浓密底流的固体浓度为45～70％；
(5)将步骤(3)中得到的分级底流与步骤(4)中得到的浓密底流搅拌混合均匀得到混合底流；
(6)步骤(5)中得到的混合底流通过膏体泵送至带式真空过滤机进行过滤、洗涤；带式真空过滤机处理得到的产物包括产品液和尾渣两部分；产品液包括过滤滤液和末级洗液；
洗涤采用两级或三级逆流洗涤，一级洗水为3～5g/L的硫酸水溶液；
(7)过滤洗涤后的尾渣运至尾渣库堆存；
(8)将步骤(4)中得到的浓密溢流、步骤(6)中得到的过滤滤液和步骤(6)中得到的末级洗液混合进入离子交换系统回收铀。
进一步的，如上所述的一种铀浸出矿浆固液分离方法，步骤(1)中，进入硫酸浸出系统的矿浆中，矿石粒径大于0.074mm的固体质量浓度为40～60％；
步骤(2)中，部分中和的终点pH值为1.6～1.8；
步骤(3)中，水力旋流器筒体直径为100～150mm，锥角为15°，角锥比0.4～0.6；水力旋流器的数量根据生产能力确定；
步骤(4)中，浓密机为高效深锥浓密机；在浓密机中添加的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂，絮凝剂相对分级溢流的用量50～300ppm；
步骤(6)中，带式真空过滤机真空度大于0.05MPa。
本发明技术方案的有益效果在于：本发明所述的一种铀浸出矿浆固液分离新工艺，利用水力旋流器高效的分级能力，实现了铀浸出矿浆中大部分粗砂的快速分离，使旋流分级溢流矿浆浓密时不会发生管道堵塞或压耙等问题，保障了流程的顺畅运行；分级后溢流矿浆中固体大量减少，大幅减轻了浓密时的生产压力，利用高效深锥浓密机良好的絮凝和浓缩效果，既获得了低浊度的铀溶液，又得到了较高固体浓度和较好过滤性能的浓缩膏体；浓缩膏体与分级底流混合后过滤不仅避免了二者各自过滤时设备和人员的重复设置，而且由于混合底流的固含量和黏度与浸出矿浆相比大幅提高，故粗砂不再离析，易输送，过滤性能好、洗涤用水量少，过滤后尾渣泥砂分布均匀、含水率低、可干式堆存，避免了尾矿浆湿式排放带来的安全和环保问题。
具体讲，本发明的优点如下：
(1)铀浸出矿浆使用石灰乳进行余酸部分中和，在保证已溶解的铀离子不沉淀的同时，既获得了适合离子交换的酸度条件，又能改善矿浆后续的固液分离性能，且石灰价格低廉。
(2)铀浸出矿浆旋流分级溢流中+200目颗粒含量不高于5％，保证了分级溢流浓密作业的顺畅运行；分级底流的固体质量浓度达56％～75％，固体质量产率(分级底流固体质量流量与旋流器进料固体质量流量之比)可达到50％～70％，预示着进入浓密机的固体量仅为原浸出矿浆的30％～50％，大幅降低了浓密机的生产压力。
(3)旋流分级溢流浓密后溢流铀溶液浊度可降至200NTU以下，底流固体质量浓度可达60％，与常规浓密机相比底流固体质量浓度可提高50％以上，与铀浸出矿浆直接浓密相比，絮凝剂用量可降低30％～50％。
(4)混合底流带式真空过滤时过滤速率可达200～450kg(干渣)/(m2·h)，尾渣含水率可降至30％以下，可干式堆存；且洗水用量(洗水体积与尾渣固体质量之比)可降至0.5，仅为常规错流洗涤时洗水用量的25％～30％。
(5)进入离子交换系统的溶液铀浓度与常规逆流倾析操作相比提高一倍以上，可大幅提高离子交换吸附容量，降低树脂用量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过附图和具体实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种铀浸出矿浆固液分离新工艺，具体实施方式为：
(1)铀矿石破磨至-32目后，以固体质量浓度33％～56％的矿浆形式进入硫酸浸出系统，反应后获得铀浸出矿浆，浸出矿浆中+200目固体质量浓度40％～60％。
(2)浸出矿浆中加入石灰乳中和部分余酸，中和终点pH值为1.6～1.8。
(3)部分中和后矿浆进入由同规格的高效水力旋流器并联组成水力旋流器组进行旋流分级，高效水力旋流器筒体直径100～150mm，锥角15°，角锥比0.4～0.56，进料压力0.08～0.12MPa，分级溢流中+200目颗粒固体质量含量不高于5％，分级底流固体浓度56％～75％。
(4)旋流分级后溢流进入高效深锥浓密机进行浓密，添加的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂，絮凝剂用量50ppm～300ppm，浓密溢流浊度低于200NTU，浓密底流固体浓度约60％。
(5)旋流分级底流与浓密后底流搅拌混合均匀。
(6)混合底流用膏体泵送至带式真空过滤机进行深度过滤及洗涤，过滤洗涤真空度0.05～0.075MPa，洗涤采用两级或三级逆流洗涤，一级洗水为3～5g/L的硫酸水溶液。
(7)过滤洗涤后尾渣含水率低于30％，通过皮带或汽车运至尾渣库干式堆存；
(8)浓密溢流液、过滤滤液和洗涤一级洗液混合进入离子交换系统回收铀。

Claims (7)

1.一种铀浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)铀矿石破磨至最大矿石粒径0.5mm，以固体质量浓度为33～56％的矿浆形式进入硫酸浸出系统，完全反应后获得铀浸出矿浆；
(2)铀浸出矿浆中加入石灰乳进行部分中和以中和部分余酸；
(3)部分中和后矿浆进入水力旋流器组进行旋流分级；
水力旋流器组由多个水力旋流器并联组成，进入水力旋流器组的进料压力为0.08～0.12MPa，水力旋流器组处理后得到的产物分为分级溢流、分级底流两部分；
控制分级溢流中粒径大于0.074mm的固体质量浓度不高于5％，分级底流中固体浓度为56～75％；
(4)分级溢流进入浓密机进行浓密；
在浓密机中添加絮凝剂，从浓密机中处理后得到的产物分为浓密溢流和浓密底流两部分，浓密溢流浊度低于200NTU，浓密底流的固体浓度为45～70％；
(5)将步骤(3)中得到的分级底流与步骤(4)中得到的浓密底流搅拌混合均匀得到混合底流；
(6)步骤(5)中得到的混合底流通过膏体泵送至带式真空过滤机进行过滤、洗涤；带式真空过滤机处理得到的产物包括产品液和尾渣两部分；产品液包括过滤滤液和末级洗液；
洗涤采用两级或三级逆流洗涤，一级洗水为3～5g/L的硫酸水溶液；
(7)过滤洗涤后的尾渣运至尾渣库堆存；
(8)将步骤(4)中得到的浓密溢流、步骤(6)中得到的过滤滤液和步骤(6)中得到的末级洗液混合进入离子交换系统回收铀。
2.如权利要求1所述的一种铀浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：步骤(1)中，进入硫酸浸出系统的矿浆中，矿石粒径大于0.074mm的固体质量浓度为40～60％。
3.如权利要求1所述的一种铀浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：步骤(2)中，部分中和的终点pH值为1.6～1.8。
4.如权利要求1所述的一种铀浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：步骤(3)中，水力旋流器筒体直径为100～150mm，锥角为15°，角锥比0.4～0.6；水力旋流器的数量根据生产能力确定。
5.如权利要求1所述的一种铀浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：步骤(4)中，浓密机为高效深锥浓密机；在浓密机中添加的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂，絮凝剂相对分级溢流的用量50～300ppm。
6.如权利要求1所述的一种铀浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：步骤(6)中，带式真空过滤机真空度大于0.05MPa。
7.如权利要求1所述的一种铀浸出矿浆固液分离方法，其特征在于：步骤(1)中，进入硫酸浸出系统的矿浆中，矿石粒径大于0.074mm的固体质量浓度为40～60％；步骤(2)中，部分中和的终点pH值为1.6～1.8；步骤(3)中，水力旋流器筒体直径为100～150mm，锥角为15°，角锥比0.4～0.6；水力旋流器的数量根据生产能力确定；步骤(4)中，浓密机为高效深锥浓密机；在浓密机中添加的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂，絮凝剂相对分级溢流的用量50～300ppm；步骤(6)中，带式真空过滤机真空度大于0.05MPa。
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