CN106507805B

CN106507805B - 一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法

Info

Publication number: CN106507805B
Application number: CN201218007310.8A
Authority: CN
Inventors: 钟平汝; 王高山
Original assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Current assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2032-12-19

Abstract

本发明属于铀矿湿法冶金中的固液分离工艺领域，具体涉及一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法。具体包括以下步骤：(1)选择絮凝剂：一种分子量超过1000万的聚丙烯酰胺；(2)确定絮凝剂类型：①针对铀矿浸出矿浆含固量和其中矿石粒度的不同，选择不同絮凝剂；(3)调整矿浆酸度和温度：pH不低于1.0，温度不高于50℃；(4)配制絮凝剂：用量为20～80g/t矿；(5)加入絮凝剂；(6)输送絮凝后的矿浆：絮凝后的铀矿浸出矿浆用隔膜泵输送到过滤设备。本发明技术方案与常规直接过滤法相比，滤饼的含水率可降低约2个百分点，且滤饼卸料更顺畅，进而降低劳动强度，提高生产效率。

Description

一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法

技术领域

本发明属于铀矿湿法冶金中的固液分离工艺领域，具体涉及一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法。

背景技术

铀矿石搅拌浸出后铀从矿石中转移到溶液中，再通过固液分离得到含铀浸出液。铀湿法冶金行业现有的固液分离手段主要有过滤洗涤和逆流倾析两种方式，其中过滤洗涤一般用压滤机和真空带式过滤机，逆流倾析则是用串联的多台浓密机。固液分离的原理与过程并不复杂，但它在铀水冶过程中却占有重要的地位，因为它直接关系到流程的顺畅、铀回收率的高低、尾矿处置方式、投资大小及生产作业的难易。从某种意义上讲，对于一个铀水冶工程的成败，固液分离往往取着决定性的作用。酸性浸出矿浆由于触变性能的变化以及溶液中总离子浓度高、粘度大，其过滤和洗涤一直是铀矿冶界的一个技术难题。

目前，铀矿浸出矿浆固液分离主要采用逆流倾析和带式过滤机过滤两种工艺，具体选择时主要由矿性所决定。逆流倾析是通过5～6级串联重力沉降分离，能耗小，环境友好，但对过程稳定性要求较高，对矿浆中粗粒级矿砂含量有一定要求。应用较多是在加拿大、澳大利亚、南非、纳米比亚的铀矿山，通常需要加入絮凝剂以提高沉降分离速度，洗涤模数2.5～3，铀回收率99％。真空带式过滤是将液固比约1.2～1.5∶1的浸出后矿浆直接给料到真空带式过滤机过滤段并形成滤饼，再在洗涤段用1.5～2倍矿量的洗水洗涤滤饼。也有用一台带滤机过滤，滤饼再制浆后用另一台过滤机洗涤。该工艺可得到含水率20％左右的滤饼而可直接进行干渣堆坝，且洗涤用水量少，洗涤效率高，铀回收率可达99％以上。但真空带式过滤的能耗较高，清洗滤布的用水量较大。该工艺在由法国公司经营的铀水冶厂应用较多，如尼日尔的Somair和Cominak铀矿。

铀矿石常规酸法搅拌浸出工艺中，通常需要对浸出后的矿浆进行固液分离，获得清澈或含固量很低的浸出液，作为下一工序离子交换或溶剂萃取的进料液。过滤是固液分离分离的一种常用手段，铀矿浸出矿浆的过滤包括压滤和真空抽滤，为了提高铀的回收率，还需要对滤饼进行洗涤。矿浆的过滤速度和滤饼的洗涤速度和效率是影响铀矿水冶工程的关键因素之一。铀矿浆中部分是粒度小于200目的微细颗粒，而且在酸法搅拌浸出过程中又会生成一定量的微细化合物，这些微细物质是造成矿浆过滤困难的主要因素。目前铀矿酸法浸出矿浆过滤中存在的主要问题是：1)过滤和洗涤速度慢，造成生产效率低，能耗和设备损耗大；2)过滤效果差导致滤饼不均匀、含水率高、粘结滤布、卸料和输送困难等，影响生产的连续性和稳定性，并增大劳动强度；3)滤饼洗涤效果差，浸出的铀回收率低。

因此，亟需一种改变铀矿酸法浸出矿浆物理化学性质的方法来提高矿浆的过滤和洗涤效率，以解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改变铀矿酸法浸出矿浆物理化学性质的方法，根据浸出矿浆的粒度组成，在浸出后的矿浆中加入不同的絮凝剂，并控制矿浆的液固比、停留时间、酸度、温度、搅拌强度和给料方式等，从而大幅提高矿浆的过滤和洗涤速度，并保证滤饼的含水率和铀的回收率。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，包括以下步骤：

(1)选择絮凝剂：

在铀矿浸出矿浆中加入一种分子量超过1000万的聚丙烯酰胺作为絮凝剂，使矿浆中的细粒度矿石颗粒聚集；这种絮凝剂分为阳离子型和非离子型两种；

(2)确定絮凝剂类型：

①铀矿浸出矿浆含固量大于30％，或其中粒度小于200目的矿石所占比例小于40％时，使用非离子型絮凝剂；

②对于含固量小于10％的铀矿浸出矿浆或悬浊液，当其中粒度小于200目的矿石所占比例大于80％时，用阳离子型絮凝剂；

(3)调整矿浆酸度和温度：

将铀矿浸出矿浆置于搅拌设备中，控制搅拌速度为60～100 rpm；调整铀矿浸出矿浆的pH不低于1.0，温度不高于50℃；

(4)配制絮凝剂：

配制加入到浸出反应结束后的铀矿浸出矿浆中的絮凝剂：用量为20～80g/t矿；

(5)加入絮凝剂：

在搅拌状态下，将配制好的絮凝剂溶液缓慢加入；

①连续操作条件下，将按照步骤(4)中配制用量的絮凝剂溶液连续加入；

②间歇式操作条件下，控制絮凝剂溶液的加入速度，使总加料时间不少于3min，搅拌设备中物料的总停留时间不超过20min；

(6)输送絮凝后的矿浆：

絮凝后的铀矿浸出矿浆用隔膜泵输送到过滤设备。

进一步的，如上所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，步骤(4)中，絮凝剂预先配成浓度为0.025 wt.％～0.05wt.％的水溶液，再加入到铀矿浸出矿浆中。

进一步的，如上所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，铀矿浸出矿浆的液固比在2∶1以内。

进一步的，如上所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，步骤(3)中，搅拌设备的搅拌速度为80rpm。

进一步的，如上所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，步骤(6)中，控制输送管线内物料流速为1～3m/s。

本发明技术方案与常规直接过滤法相比，浸出后矿浆的过滤速度以及形成滤饼后洗涤滤饼的速度提高50％以上；同时由于滤饼的均匀性更好，洗涤滤饼时的洗涤效果也更好，固液分离过程中铀的回收率可稳定在99％以上；并且本发明技术方案过滤过程中的穿滤现象显著减小，与直接过滤法相比，滤液含固量降低70％以上，达到100mg/L以下，有利于浸出液的后续处理。综合分析，本发明技术方案与常规直接过滤法相比，滤饼的含水率可降低约2个百分点，且滤饼卸料更顺畅，进而降低劳动强度，提高生产效率。

具体实施方式

下面结合两个具体实施例来对本发明技术方案进行进一步详细说明。

本发明一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，包括以下步骤：

(1)选择絮凝剂：

在铀矿浸出矿浆中加入一种分子量超过1000万的聚丙烯酰胺作为絮凝剂，使矿浆中的细粒度矿石颗粒聚集；这种絮凝剂分为阳离子型和非离子型两种。同时控制铀矿浸出矿浆的液固比在2∶1以内。

(2)确定絮凝剂类型：

②对于含固量小于10％的铀矿浸出矿浆或悬浊液，当其中粒度小于200目的矿石所占比例大于80％时，用阳离子型絮凝剂。

(3)调整矿浆酸度和温度：

将铀矿浸出矿浆置于搅拌设备中，控制搅拌速度为60～100 rpm，可进一步选取优选值为80 rpm；调整铀矿浸出矿浆的pH不低于1.0，温度不高于50℃。

(4)配制絮凝剂：

配制加入到浸出反应结束后的铀矿浸出矿浆中的絮凝剂：用量为20～80g/t矿；配制时絮凝剂预先配成浓度为0.025 wt.％～0.05wt.％的水溶液，再加入到铀矿浸出矿浆中。

(5)加入絮凝剂：

在搅拌状态下，将配制好的絮凝剂溶液缓慢加入；

②间歇式操作条件下，控制絮凝剂溶液的加入速度，使总加料时间不少于3min，搅拌设备中物料的总停留时间不超过20min。

(6)输送絮凝后的矿浆：

絮凝后的铀矿浸出矿浆用隔膜泵输送到过滤设备，控制输送管线内物料流速为1～3m/s。

应用以上方案的矿浆过滤方法，可在以下两个具体实例中得以体现：

(1)某铀水冶厂，原矿为含铀硼铁矿石通过重选后得到的铀精矿，铀品位0.116％，粒度为95％且小于100目，液固比2∶1。加入铀精矿量10％的浓硫酸作浸出剂、2％的软锰矿作氧化剂。浸出4小时后，矿浆pH＝1.1，温度t＝42℃。加入配制浓度为0.05％的非离子型絮凝剂，用量为30g/L，随即将絮凝后的物料泵到2m×14m带式过滤机过滤。在带式过滤机上，矿浆经一段过滤、两段酸化水洗涤，每段末尾滤饼表面无积水。过滤真空度为0.055MPa，过滤能力为270kg/(m2.h)。滤饼含水率15.6％，滤液含固量120mg/L，洗液含固量＜30mg/L，末段洗液铀浓度7mg/L。当浸出后矿浆未加絮凝剂直接过滤时，在给料量为150kg/(m²·h)时，过滤段后滤饼表面积水，无法进行第一段洗涤。

(2)某花岗岩型铀矿石，经三段一闭路破碎到-6mm，再通过螺旋分级机分离成-6mm～+100目的粗粒矿石和-100目粒级的泥矿，前者去堆浸，后者经浓密后获得液固比为1.5∶1的矿浆。该矿浆铀品位0.210％(干计)，二氧化硅含量65％，碳酸盐含量6.5％，加入矿石量9％的浓硫酸作浸出剂、0.3％的氯酸钠作氧化剂，浸出4小时后，矿浆pH＝1.2，温度t＝35℃。加入配制浓度为0.05％的非离子型和阳离子型混合絮凝剂，总用量为50g/L。絮凝后的物料泵到200m²厢式压滤机过滤，之后用2倍滤饼量的酸化水在机上洗涤。过滤时间25min，洗涤时间2.5h，滤饼含水率21.5％。当浸出后矿浆未加絮凝剂直接过滤时，过滤时间35min，洗涤时间3.5h，滤饼含水率22.3％。

Claims

1.一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选择絮凝剂：

(2)确定絮凝剂类型：

(3)调整矿浆酸度和温度：

将铀矿浸出矿浆置于搅拌设备中，控制搅拌速度为60～100rpm；调整铀矿浸出矿浆的pH不低于1.0，温度不高于50℃；

(4)配制絮凝剂：

(5)加入絮凝剂：

在搅拌状态下，将配制好的絮凝剂溶液缓慢加入；

(6)输送絮凝后的矿浆：

絮凝后的铀矿浸出矿浆用隔膜泵输送到过滤设备。

2.如权利要求1所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，其特征在于，步骤(4)中，絮凝剂预先配成浓度为0.025wt.％～0.05wt.％的水溶液，再加入到铀矿浸出矿浆中。

3.如权利要求1所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，其特征在于：铀矿浸出矿浆的液固比在2∶1以内。

4.如权利要求1所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，其特征在于：步骤(3)中，搅拌设备的搅拌速度为80rpm。

5.如权利要求1所述的一种提高铀矿浸出矿浆过滤效率的方法，其特征在于：步骤(6)中，控制输送管线内物料流速为1～3m/s。