CN106507822B - 从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法 - Google Patents

从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法

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CN106507822B CN200710083173.4A CN200710083173A CN106507822B CN 106507822 B CN106507822 B CN 106507822B CN 200710083173 A CN200710083173 A CN 200710083173A CN 106507822 B CN106507822 B CN 106507822B
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牛玉清
韩青涛
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本发明属于铀矿水冶工艺技术领域,具体地说是采用用阴离子交换树脂吸附D382、负载树脂二次吸附(负载铀的树脂吸附淋洗合格液中的铀)、氯化铵加碳酸钠淋洗、加温沉淀法从高氯子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的工艺。有效地解决了从高氯离子、高矿化度的弱碱性浸出中度高达6g.L-1、矿化度约为10g.L-1的弱碱性浸出液中有效的吸附铀的问题。用NH4Cl+Na2CO3溶液淋洗负载树脂得到满意的淋洗效果。负载树脂进行二次吸附(负载树脂与部分淋洗合格液接触)有效地提高了淋洗合格液的铀浓度。淋洗合格液加温驱除铵和二氧化碳后,得到铀的氧化物沉淀。此沉淀工艺降低了试剂和淡水的消耗、简化了沉淀工艺流程的同时,得到了过滤、脱水性能良好的铀产品。试验条件下所得产品含铀79.96%、氯离子0.046%、硫酸根2.91%。

Description

从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法
技术领域
[0001] 本发明属于铀矿水冶工艺技术领域,具体地说是用阴离子交换树脂吸附、负载树 脂二次吸附(负载铀的树脂吸附淋洗合格液中的铀)、氯化物加碳酸盐淋洗、加温沉淀法从 高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的工艺。
背景技术
[0002] 铀矿水冶工艺通常采用硫酸溶液或碳酸盐溶液浸出、强碱性阴离子交换树脂或胺 类萃取剂分离、浓缩铀,氯化物或硝酸盐溶液淋洗或反萃取、氢氧化钠沉淀,生产重铀酸盐 的工艺过程。由于氯化物或硝酸盐是有效的淋洗(反萃取)剂,浸出液中含有较高的氯离 子、硝酸根离子时,将严重影响萃取或吸附的效率。据文献报导,氯离子或硝酸根浓度大于 2g. L 1时对生成硫酸铀酰阴离子络合物产生不利影响;并且随着浓度的增加,树脂对铀的 吸附量成比例地下降。吸附原液氯离子浓度为〇. lmol. L 1时,树脂的吸附容量下降32%。 另有文献报导,在碱性溶液中氯离子浓度为4g. L 1时,树脂容量下降40%。
[0003] 为了从含有较高氯化物的铀矿床和从地下水为Cl -Na+-S042型苦咸水的砂岩铀矿 床回收铀,各国的科研工作者进行了大量的研究工作,提出了用磷类阳离子交换树脂(如 SLD-406)或用磷类萃取剂(D2EHPA)从酸性浸出液中分离、浓缩铀的水冶流程;或先用淡水 洗去矿石中的氯化物后,再按常规水冶流程提取铀。从理论上讲这些工艺都是可行的,但是 要工业生产应用还有许多问题需解决。如用阳离子交换树脂从酸性浸出液中吸附(萃取) 时,浸出液中的阳离子对铀的吸附有严重的干扰,尤其是高价铁离子。为了吸附(萃取)铀 必须对浸出液中的阳离子进行处理,这必将导致流程较长、生产成本较高。地浸液的特点是 处理量大、铀浓度较低,如采用萃取法浓缩铀不但萃取剂损耗较大,更为严重的是当萃余水 返回地下时,矿石会将溶解或夹带在萃余水相的有机物吸附在矿层表面,这将严重的影响 浸出过程的效率。
[0004] 由于地下水含有较高的钙、镁离子,所以常规的酸法或碱法浸出工艺用于此矿床, 必导致硫酸钙(Ksp = 9. IX 10 6)或碳酸钙(Ksp = 2. 8X 10 9)沉淀堵塞矿层,迫使浸出工 艺无法进行。当有氧化剂存在的条件下,四价铀被氧化成六价,能与地下水中的碳酸氢根中 的碳酸根形成络合物,由固相转入液相,达到浸出的目的。因此用天然试剂(地下水中的 HC03)浸出该类铀矿是最佳浸出方案。此时浸出液呈弱碱性而且铀浓度较低。
[0005] 铀矿水冶工艺中多数采用氢氧化钠从淋洗合格液中沉淀重铀酸盐。从碱性淋洗合 格液中沉淀铀时,为了沉淀完全,必须加入过量的氢氧化钠,所以在碱法沉淀过程中试剂的 耗量较高,而且此工艺所得产品粒度较细,产品的过滤脱水性能较差。要从氯离子浓度较高 的淋洗合格液中沉淀出一级产品难度极大。
[0006] 用离子交换法从溶液中吸附铀时,由于液相铀浓度较低,树脂的工作容量也低,由 此导致淋洗合格液铀浓度偏低。为了提高淋洗合格液中铀的浓度,将负载铀的树脂与淋洗 合格液接触进行负载树脂的二次吸附铀(以下简称二次吸附),是提高淋洗合格液铀浓度 的有效措施之一。目前此工艺已应用于工业生产。二次吸附的尾液含有一定量的铀和较高 的淋洗剂,通常用离子交换法回收二次吸附尾液中的铀和淋洗剂。如此操作虽然是增加了 负载树脂的含铀量即提高了淋洗合液中铀的浓度,但是增加了操作过程、试剂消耗,而且还 产生了污染环境的废水。
[0007] 由于矿床处于淡水严重缺乏的戈壁滩中,如果按常规碱性氯化钠溶液淋洗、氢氧 化钠沉淀重铀酸盐,不仅试剂和水耗量大,而且沉淀物粒度较细,要使产品中氯离子小于 0. 3%必须用大量的淡水洗涤产品,这必将增加生产成本。该矿床铀品位不高,而且采用天 然试剂(HC03)浸出,导致浸出液中铀浓度较低,从而引起树脂工作容量和淋洗合格铀浓度 较低,这将增加沉淀时的试剂耗量。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供一种方法,该方法可以最大限度的降低生产成本、生产合 格的铀产品。
[0009] 实现本发明目的技术方案:一种从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的 方法,包括以下步骤:
[0010] (1)采用丙烯酸系列弱碱性大孔阴离子交换树脂D382吸附高氯离子高矿化度的 弱喊性浸出液中的袖;
[0011] ⑵采用
Figure CN106507822BD00041
;溶液淋 洗,得到合格液;
[0012] (3)负载铀的树脂,采用一定量的淋洗合格液进行负载树脂二次吸附,吸附尾液作 为贫淋洗剂返回淋洗;
[0013] (4)合格液加温驱除氨和二氧化碳后,得到铀的沉淀物;
[0014] (5)沉淀物过滤;
[0015] (6)洗涤;
[0016] (7)产品。
[0017] 本发明的效果:(1)选择了在高氯离子、高矿化度的弱碱性溶液中对铀具有良好 的选择性、较高的工作容量及抗氯离子干扰能力较强的弱碱性阴离子交换树脂D382。由于 矿床地下水含有较高的氯离子,铀矿水冶工艺中常用浓缩铀的强碱性阴离子交换树脂不能 经济、有效地从浸出液中回收铀。为了从地下水为Cl-Na+-S042型苦咸水,同时含有较高 的钙、镁离子和一定量的碳酸氢根离子的砂岩铀矿床回收铀,经过大量的试验证实,丙烯酸 系列弱碱性大孔阴离子交树脂(D382)能从氯离子、矿化度较高的弱碱性浸出液中吸附铀; (2)采用
Figure CN106507822BD00042
复合淋洗剂、加温 沉淀工艺,不但能够满足淋洗工艺的要求,而且此工艺所得合格液铀浓度高出目前工业生 产合格液铀浓度一倍左右;(3)采用负载树脂二次吸附、二次吸附的尾液作为贫淋洗剂返 回淋洗,可有效地提高合格液铀浓度。不仅简化了现有流程、降低了试剂消耗、提高了企业 的经济效益。更为重要的是减少了外排工艺废水,防止了对环境的污染;(4)采用加温淋洗 合格液驱除氨和二氧化碳的沉淀工艺,降低了沉淀过程试剂和淡水的消耗,得到了过滤、脱 水性能良好的铀产品。试验条件下所得产品含铀79. 96%、氯离子0. 046%、硫酸根2. 91%, 优于部颁一级品标准。
附图说明
[0018] 图1为本发明提供的一种从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法 的流程图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本发明的内容进一步详细说明。
[0020] 实施例1
[0021] (1)采用丙烯酸系列弱碱性大孔阴离子交换树脂D382吸附高氯离子高矿化度的 弱喊性浸出液中的袖;
[0022] (2)采用53g. L iNHfl+TOg. L iNafOs溶液淋洗,淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流 出液铀浓度峰值> 20g. L \贫树脂含铀0• 380mg. g 1 (d)、淋洗效率99. 47%,得到合格液。
[0023] (3)负载铀的树脂,采用一定量的淋洗合格液进行负载树脂二次吸附,吸附尾液作 为贫淋洗剂返回淋洗;
[0024] (4)合格液加温驱除铵和二氧化碳后,得到沉淀物;
[0025] 合格液加温到沸点(正常情况下温度为102土 1°C ),维持10〜20min。然后在搅 拌条件下,自然冷却到常温。为了得到更好的产品,采用了大量多次返渣的沉淀方法。
[0026] (5)沉淀物过滤;
[0027] 采用普通过滤设备(例如板框压滤机)对沉淀物进行过滤处理,沉淀母液视各厂 所采用的淋洗剂和具体生产情况,全部或部分沉淀母液返回配置淋洗剂。
[0028] (6)洗涤;
[0029] 产品采用盘上淋滤洗涤,采用少量淡水洗涤沉淀物,洗涤尾水返回配淋洗剂。
[0030] (7)产品。
[0031] 加温淋洗合格液驱除氨和二氧化碳后得到的铀沉淀物,经上述步骤(5)过滤、(6) 洗涤后,可得到优质铀产品。
[0032] 实施例2
[0033] 与实施例1不同在于:
[0034] 采用53g. L iNHfl+SOg. L iNafOs溶液淋洗,淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出 液铀浓度峰值> 15g. L \贫树脂含铀1. 23mg. g 1 (d)、淋洗效率98. 30%,得到合格液;
[0035] 实施例3
[0036] 与实施例1不同在于:
[0037] 采用53g. L iNHfl+SOg. L iNafOs溶液淋洗,淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出 液铀浓度峰值> 17g. L \贫树脂含铀0• 946mg. g 1 (d)、淋洗效率98. 69%,得到合格液;
[0038] 实施例4
[0039] 与实施例1不同在于:
[0040] 采用80g. L iNHfl+SOg. L iNafOs溶液淋洗,淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出 液铀浓度峰值> 17g. L \贫树脂含铀0• 590mg. g 1 (d)、淋洗效率99. 18%,得到合格液;
[0041] 实施例5
[0042] 与实施例1不同在于:
[0043] 采用100g. L iN&NOfSOg. L iNafOp淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓度 峰值> Kg.L1,得到合格液;
[0044] 实施例6
[0045] 与实施例1不同在于:
[0046] 米用 _ _
Figure CN106507822BD00061
|淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓度 峰值> Kg.L1,得到合格液;
[0047] 实施例7
[0048] 与实施例1不同在于:
[0049] 米用
Figure CN106507822BD00062
,淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓度 峰值> Kg.L1,得到合格液;
[0050] 实施例8
[0051] 与实施例1不同在于:
[0052] 米用
Figure CN106507822BD00063
淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀 浓度峰值> 15g. L \得到合格液;
[0053] 实施例9
[0054] 与实施例1不同在于:
[0055] 米用
Figure CN106507822BD00064
,淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓 度峰值> 15g. L \得到合格液;
[0056] 实施例10
[0057] 与实施例1不同在于:
[0058] 米用
Figure CN106507822BD00065
,淋洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓 度峰值> 10g. L \得到合格液。
[0059] 实施例11
[0060] 与实施例1不同在于:
[0061] 配制淋洗剂
Figure CN106507822BD00066
_ 溶液,其中C1含量在200g/L ;HC03含量在20g/L ;淋 洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓度峰值> 15g. L \得到合格液。
[0062] 实施例12
[0063] 与实施例1不同在于:
[0064] 配制淋洗剂
Figure CN106507822BD00067
溶液,其中CL含量在100g/L ;HC03含量在10g/L ;淋 洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓度峰值> 15g. L \得到合格液。
[0065] 实施例13
[0066] 与实施例1不同在于:
[0067] 配制淋洗剂
Figure CN106507822BD00068
溶液,其中CL含量在170g/L ;HC03含量在15g/L ;淋 洗1〜10倍树脂床体积,淋洗流出液铀浓度峰值> 15g. L \得到合格液。

Claims (7)

1. 一种从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法,包括以下步骤: (1)采用丙烯酸系列弱碱性大孔阴离子交换树脂D382吸附高氯离子高矿化度的弱碱 性浸出液中的铀; ⑵采用 NH4Cl+Na2C03、NH4N03+ (NH4) 2C03、NH4N03+Na2C03 或 NaCl+ (NH4) 2C03 溶液淋洗,得 到合格液; (3) 负载铀的树脂,采用一定量的淋洗合格液进行负载树脂二次吸附,吸附尾液作为贫 淋洗剂返回淋洗; (4) 合格液加温驱除氨和二氧化碳后,得到铀的沉淀物; (5) 沉淀物过滤; (6) 洗涤; (7) 产品。
2. 如权利要求1所述的从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法,其特征 在于:采用50〜80g. L iNH^l+SO〜70g. L 溶液淋洗。
3. 如权利要求1所述的从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法,其特征 在于:采用 50 〜100g. L 41^03+30 〜50g. L 1 (NH4)2C03 溶液淋洗。
4. 如权利要求1所述的从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法,其特征 在于:采用60〜100g. L 〜70Na2C03溶液淋洗。
5. 如权利要求1所述的从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法,其特征 在于:采用似(:1+(順4)20)3溶液淋洗,其中C1含量在100-200g/L,C032含量在10-20g/L。
6. 如权利要求1所述的从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法,其特征 在于:高铀浓度的淋洗流出液作为合格液,一部分返回进行负载树脂二次吸附,其余合格液 送去加温沉淀工序生产铀产品;其余低铀浓度淋洗流出液作为贫淋洗剂返回淋洗工序。
7. 如权利要求1所述的从高氯离子高矿化度的弱碱性浸出液中回收铀的方法,其特征 在于:沉淀物过滤洗涤后的洗涤尾水与沉淀母液返回利用配制淋洗剂,防止了废水排放。
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