CN106507810B

CN106507810B - 一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法

Info

Publication number: CN106507810B
Application number: CN201110013220.4A
Authority: CN
Inventors: 周根茂; 曾毅君; 李伟才; 樊保团; 贾秀敏; 刘忠臣; 武翠莲
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: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2031-09-30

Abstract

本发明提供一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其步骤为：(1)将含钼、钒碳质页岩型铀矿石破磨至粒度-60目～-200目；(2)使浸出剂、氧化剂与矿石均匀浸润，在温度5～40℃条件下熟化4h～48h；浸出剂为硫酸，硫酸的加入质量为矿石质量的15～28％，液固比0.05～0.40L/kg；氧化剂加入质量为矿石质量的1～6％；(3)对熟化所得的矿石按液固比0.8～3.0L/kg加入水或酸化水进行制浆搅拌0.5～24h，pH值在1～2；(4)对矿浆进行固液分离，得到浸出液和浸出渣，浸出液进入下一工序进行铀、钼、钒元素回收。本发明方法有选择性的浸出目标元素或高效目标元素破解包裹体，有效地提高含钼、钒碳质页岩型铀矿中目标元素的浸出率，实现铀、钼、钒的综合提取。

Description

一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法

技术领域

本发明涉及铀、钼、钒三种元素的综合提取技术，具体涉及一种提高碳质页岩型铀矿石中铀、钼、钒浸出率的方法。

背景技术

碳质页岩铀矿是一种分布面积极广、低品位(一般为0.01％～0.03％)、富含多种伴生元素(磷、钼、镍、钒、铜等)、可供综合利用或具潜在经济意义的铀矿资源。碳质页岩型铀矿含矿主岩均为黑色至灰黑色的碳质泥岩、碳硅质泥岩、含碳硅质泥岩及富镁泥岩，含矿主岩常含磷结核。由于碳质页岩矿石中含有大量的有机物、黄铁矿等还原物质以及其他耗酸(或耗碱)物质，原矿若直接采用酸法浸出或碱法浸出，所需试剂消耗大，目标元素浸出率低，因此，该类矿石通常采用原矿石先焙烧、焙烧产物用酸法或碱法浸出技术提取目标元素。

前苏联曾采用原矿焙烧、焙烧产物酸浸方法处理含钼碳质页岩铀矿(原矿铀品位为0.026％，钼品位为0.043％)，铀浸出率为70％左右，钼浸出率为45％左右。波兰采用分步浸出的方法从沉积页岩中综合回收铀、钼和钒，即高温浓酸法提取矿石中的钒、钼，浸出尾渣再用碱法浸出提取钼，矿石酸用量达30％左右。

2006年核工业北京化工冶金研究院又对湖南某含钼、钒碳质页岩型铀矿进行了初步评价试验，结果表明该矿直接常压酸浸或碱浸，铀、钼浸出率仅为20％～30％，钒基本未被浸出。

总之，碳质页岩铀矿石中不仅铀和伴生或共生元素品位较低，而且大部分目标元素被大量的有机物、黄铁矿等还原物质以及其他耗酸(或耗碱)物质所包裹，若采用传统的火法冶金技术，加工处理该类矿石能耗大，成本高，且受环境保护限制，在焙烧过程不添加氯盐，矿石中的钒等伴生元素提取效果普遍偏低；若采用一般的湿法冶金技术，矿石中的目标元素不能有效地被同时浸出，效率较低，尤其是伴生金属钒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其有选择性的浸出目标元素或高效目标元素破解包裹体，有效地提高含钼、钒碳质页岩型铀矿中目标元素的浸出率，实现铀、钼、钒的综合提取。

实现本发明目的的技术方案：一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其包括如下步骤：

(1)细磨：将含钼、钒碳质页岩型铀矿石破磨至粒度-60目～-200目；

(2)拌酸熟化：使浸出剂、氧化剂与步骤(1)破磨所得矿石均匀浸润，在温度5～40℃条件下熟化4h～48h；所述的浸出剂为硫酸，硫酸的加入质量为矿石质量的15～28％，液固比0.05～0.40L/kg；所述的氧化剂加入质量为矿石质量的1～6％；

(3)浸出：对步骤(2)熟化所得的矿石按液固比0.8～3.0 L/kg加入水或酸化水进行制浆搅拌0.5～24h，控制pH值在1～2；

(4)固液分离：对步骤(3)所得的矿浆进行固液分离，得到浸出液和浸出渣，其中浸出液进入下一工序进行铀、钼、钒元素回收。

如上所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其步骤(4)所述的浸出渣采用酸水进行洗涤后再送入尾渣库，其中洗水用于配制浸出剂循环利用。

如上所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其所述的氧化剂采用软锰矿、高锰酸钾或氯酸钠。

如上所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其步骤(3)浸出，所述的酸水为硫酸水溶液。

本发明的效果在于：

本发明方法针对含钼、钒碳质页岩型铀矿中目标元素难以浸出以及耗酸物质含量高的特点，利用浓硫酸的强氧化性和强酸特性，采用拌酸熟化强化手段，使浓硫酸与原矿预先拌和与熟化，破解矿石中杂质元素对目标元素所形成的包裹体，使矿石中的铀、钼、钒目标矿物充分暴露，增加目标元素与酸反应的速度和几率，从而实现铀、钼、钒3种元素浸出率大幅提升。

本发明技术的关键之处在于：第一，采用合适预处理技术(破磨、拌酸和熟化)对矿石中存在的包裹体进行有效的破解，使目标元素充分暴露，为下一步浸出工艺提供有利的条件；第二，采用适当的强化浸出方法，增加浸出剂与目标元素反应速度和几率，从而达到提高目标浸出率的目的。

附图说明

图1为本发明所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法作进一步描述。

实施例1

本发明工艺方法用于湖南某含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取。矿样矿物特征测试和电子探针测试结果表明，试验样品中含矿岩性主要为深灰色结核状磷块岩和浅灰色含钙碳质页岩。脉石矿物主要有碳质物15％，粘土矿物60％，胶磷矿20～35％，少量磷灰石、磷铝矿、石英、锆石、方解石、重晶石、水云母等；金属矿物主要为黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿、黄铜矿等；矿石矿物为钙铀云母。矿石中铀存在形式主要有3种：1)呈吸附质状态存在的铀约占40～50％，吸附剂为碳质物、粘土矿物和胶磷矿；2)呈铀矿物机械混入物状态存在的铀约占30～40％，主要是磷块岩胶磷矿中钙铀云母微细包裹体；3)呈类质同象机械混入物状态存在的铀约占1～3％，主要存在于胶磷矿、锆石中。

该矿石化学全分析见表1。

表1试验样品主要组分的质量分数％

如图1所示，采用本发明所述的含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其包括如下步骤：

(1)破磨：将该矿石破磨至粒度-0.175mm；

(2)拌酸熟化：使浸出剂、氧化剂与步骤(1)破磨所得矿石均匀浸润，在温度20℃条件下熟化24h；所述的浸出剂为浓硫酸，硫酸的加入质量为矿石质量的10～20％(具体见表2)，液固比0.2L/kg；所述的氧化剂为软锰矿，加入质量为矿石质量的3％；

(3)浸出：对步骤(2)熟化所得的矿石按液固比1.5L/kg加入酸化水进行制浆搅拌2h；所述的酸为硫酸，控制pH值在1。

(4)固液分离：对步骤(3)所得的矿浆进行固液分离，得到浸出液和浸出渣，其中浸出液进入下一工序进行铀、钼、钒元素回收。浸出渣采用酸水进行洗涤后再送入尾渣库，其中洗水用于配制浸出剂循环利用。

试验结果见表2。

表2

试验结果表明，采用本发明方法对矿石中铀、钼、钒3种元素的浸出性能具有较大的改善，当酸用量为18％时，铀品位降低至0.01％以下，钼的品位降至0.02％左右，钒的浸出率也可提升至50％左右。

为进行本发明综合提取方法与传统常压酸法或碱法浸出的效果对比，进行了常压酸浸或碱浸出试验。

对原矿矿石进行的常压酸碱浸出试验结果分别列于表3、表4、表5。

表3原矿酸浸时硫酸用量对铀浸出率的影响

表4原矿碱浸时碳酸钠用量对铀浸出率的影响

碳酸钠用量％	渣含铀/％	渣计收率/％
			6	0.0253	36.8
9	0.0250	37.5
			12	0.0249	37.8
15	0.0247	38.3

表5常压酸、碱浸出时伴生元素钼的浸出效果

矿石常压酸碱浸出试验结果表明：

常压酸浸时，硫酸试剂消耗高达15％，即使硫酸用量为20％，铀的浸出率也很低；

常压碱浸时，矿石中的大部分铀不溶解在碳酸纳溶液中，浸出率低；

常压酸浸或碱浸出时，矿石中与铀伴生元素大钼绝大部分不能转入溶液中。

由此可见，本发明的综合提取方法与常规酸法或碱法浸出相比，铀的浸出率可提高50％，钼的浸出率可提高40％～60％，钒的浸出率可提高50％。

实施例2

含钼、钒碳质页岩型铀矿中铀品位为0.054％，钼品位为0.063％，钒品位为0.147％。

采用本发明所述的含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其包括如下步骤：

(1)破磨：将该矿石破磨至粒度-60目。

(2)拌酸熟化：使浸出剂、氧化剂与步骤(1)破磨所得矿石均匀浸润，在温度5℃条件下熟化4h；所述的浸出剂为硫酸，硫酸的加入质量为矿石质量的15％，液固体积比0.4L/kg；所述的氧化剂为高锰酸钾，加入质量为矿石质量的1％；

(3)浸出：对步骤(2)熟化所得的矿石按液固比3.0L/kg加入酸水进行制浆搅拌0.5h；所述的酸为硫酸，控制pH值在2。

最终渣中铀品位为0.019％，钼品位为0.026％，钒品位为0.072％。

实施例3

(1)破磨：将该矿石破磨至粒度-100目。

(2)拌酸熟化：使浸出剂、氧化剂与步骤(1)破磨所得矿石均匀浸润，在温度20℃条件下熟化24h；所述的浸出剂为硫酸，硫酸的加入质量为矿石质量的20％，液固体积比0.2L/kg；所述的氧化剂为NaClO₃(氯酸钠)，加入质量为矿石质量的3％；

(3)浸出：对步骤(2)熟化所得的矿石按液固比2.0L/kg加入酸水进行制浆搅拌12h；所述的酸为硫酸，控制pH值在1.5。

最终渣中铀品位为0.0067％，钼品位为0.019％，钒品位为0.073％。

实施例4

(1)破磨：将该矿石破磨至粒度-200目。

(2)拌酸熟化：使浸出剂、氧化剂与步骤(1)破磨所得矿石均匀浸润，在温度40℃条件下熟化48h；所述的浸出剂为硫酸，硫酸的加入质量为矿石质量的28％，液固体积比0.05L/kg；所述的氧化剂为软锰矿，加入质量为矿石质量的6％；

(3)浸出：对步骤(2)熟化所得的矿石按液固比0.8L/kg加入酸水进行制浆搅拌24h；所述的酸为硫酸，控制pH值在2。

最终渣中铀品位为0.0067％，钼品位为0.021％，钒品位为0.068％。

Claims

1.一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(3)浸出：对步骤(2)熟化所得的矿石按液固比0.8～3.0L/kg加入水或酸化水进行制浆搅拌0.5～24h，控制pH值在1～2；

2.根据权利要求1所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其特征在于：步骤(4)所述的浸出渣采用酸水进行洗涤后再送入尾渣库，其中洗水用于配制浸出剂循环利用。

3.根据权利要求1或2所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其特征在于：所述的氧化剂采用软锰矿、高锰酸钾或氯酸钠。

4.根据权利要求1或2所述的一种含钼、钒碳质页岩型铀矿综合提取方法，其特征在于：步骤(3)浸出，所述的酸化水为硫酸水溶液。