CN107460348A - 一种处理富含萤石铀矿石的方法 - Google Patents

一种处理富含萤石铀矿石的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种处理富含萤石铀矿石的方法，采用低酸浸出技术：当采用搅拌浸出方式时，硫酸以间隔加入的方式，以控制浸出剂硫酸浓度5～20g/L，浸出温度10～35℃；当采用堆浸方式时，连续喷淋期浸出剂硫酸浓度10～20g/L，间歇喷淋期浸出剂硫酸浓度5～10g/L。本发明方法在不影响铀矿物浸出的前提下，选择性地减少矿石中萤石的溶解，一方面降低了浸出试剂消耗，另一方面降低了浸出液中杂质离子浓度。

Description

一种处理富含萤石铀矿石的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金领域中的浸矿技术领域，具体涉及一种处理富含萤石铀矿石的方法。
背景技术
在铀矿石的伴生矿物中，萤石是比较常见的一种矿物，由于萤石在高酸度条件下很容易溶解，并且溶解到溶液中的F离子会促进可溶性的二氧化硅聚合而形成胶体或沉淀，也能加速一些脉石矿物(如绿泥石)的溶解，因此采用传统的常规或强化浸出工艺(如加温搅拌浸出、高酸熟化堆浸、尾渣强化浸出等工艺)，容易导致矿石中伴生的萤石大量溶解，一方面使得浸出液杂质浓度高，给后续浸出液中铀的提取、铀产品沉淀、废水处理等工艺带来较大的难度，另一方面增加了浸出试剂的消耗。
低酸浸出工艺，即常温下采用较低浓度的硫酸溶液(硫酸浓度5～20g/L)，以控制反应过程中的温度和酸度，弱化非目标矿物(如萤石)的反应电位势差，减少其溶出率。在地浸采铀工艺中，有研究将低酸浸出工艺用于碳酸盐含量较高的(以CO2计大于2％)铀矿床，一般使用的硫酸浓度小于2g/L，目的主要是减少高酸地浸过程中产生大量碳酸钙沉淀，而导致岩层渗透性下降。而常规搅拌或堆浸采铀工艺中，一般使用的硫酸浓度远大于20g/L，当处理富含萤石的铀矿石时，必然导致浸出液杂质浓度高，浸出试剂消耗大。
因此，亟需研发、设计一种处理富含萤石铀矿石的方法，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处理富含萤石铀矿石的方法，降低铀矿石浸出的酸耗，减少矿石中脉石矿物的溶出量，从而降低此类铀矿石处理的难度及成本。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种处理富含萤石铀矿石的方法，该方法包括如下步骤：
首先确定提取铀的方式，具体采用搅拌浸出、堆浸两种方式之一；
(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，包括以下步骤：
(1)矿石破磨：
将铀矿石破碎后，磨矿至粒度小于设定要求；
(2)搅拌浸出：
将5～20g/L的硫酸溶液作为初始浸出剂加入铀矿石，浸出剂和铀矿石的液固体积质量比为(1～2)﹕1；
同时加入氧化剂，氧化剂加入量为铀矿石质量的0.1～2％；
余下硫酸在搅拌过程中采用间隔加入的方式，控制硫酸溶液的酸度保持在5～20g/L；
(3)浸出矿浆固液分离：
浸出后的矿浆进行真空抽滤，滤液为浸出液，滤饼用酸化水洗涤2～3次，洗涤后的滤饼为浸出渣；酸化水的液体体积/mL：滤饼质量/g＝1﹕1；
(二)采用堆浸的方式提取铀时，包括以下步骤：
(1)矿石破碎：
将铀矿石破碎至粒度小于10～5mm；
(2)装柱：
拌入铀矿石质量3～5％的水，混匀后装柱；
(3)连续喷淋期：
采用硫酸溶液处理上述铀矿石，不间断喷淋，喷淋时间10～20天；
(4)间歇浸出期：
进一步降低硫酸浓度处理上述铀矿石，间歇喷淋，淋停比2﹕1，喷淋时间20～40天。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(1)矿石破磨步骤中，将铀矿石破碎后，磨矿至粒度小于100～32目。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(2)搅拌浸出步骤中，氧化剂为MnO2、H2O2、NaClO中的一种。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(2)搅拌浸出步骤中，余下硫酸在搅拌过程中采用间隔加入的方式，具体加入过程是间隔时间为0.5～2h，每次硫酸加入量为矿石质量的0.5～2％，硫酸总加入量为铀矿石质量的2～10％。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(2)搅拌浸出步骤中，浸出温度为10～35℃，搅拌时间为2～8h。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(3)浸出矿浆固液分离步骤中，浸出后的矿浆用布氏漏斗进行真空抽滤。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(3)浸出矿浆固液分离步骤中，酸化水是浓度2～5g/L的硫酸溶液。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(1)矿石破磨步骤中，将铀矿石破碎后，磨矿至粒度小于100～32目；
(2)搅拌浸出步骤中，氧化剂为MnO2、H2O2、NaClO中的一种；余下硫酸在搅拌过程中采用间隔加入的方式，具体加入过程是间隔时间为0.5～2h，每次硫酸加入量为矿石质量的0.5～2％，硫酸总加入量为铀矿石质量的2～10％；浸出温度为10～35℃，搅拌时间为2～8h；
(3)浸出矿浆固液分离步骤中，浸出后的矿浆用布氏漏斗进行真空抽滤；酸化水是浓度2～5g/L的硫酸溶液。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(二)采用堆浸的方式提取铀时，(3)连续喷淋期步骤中，硫酸浓度为10～20g/L；(4)间歇浸出期步骤中，硫酸浓度为5～10g/L。
进一步的，如上所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，(二)采用堆浸的方式提取铀时，(3)连续喷淋期步骤中，喷淋强度为16～32L/(m2·h)；(4)间歇浸出期步骤中，喷淋强度为16～32L/(m2·h)。
由于萤石在高温高硫酸浓度下会急剧分解，并在矿石颗粒表面生成大量硫酸钙沉淀，从而影响浸出效果，同时溶解的F离子促进了硅铝酸盐和含铁化合物的溶解，一方面增加了矿石的酸耗，另一方面增加了溶液中杂质离子浓度。基于上述原理，本发明通过控制浸出反应过程中的温度和硫酸浓度，在常温低酸条件下选择性抑制萤石的溶解，可以达到如下效果：(1)在不影响铀浸出率的前提下，浸出酸耗降低10～50％。(2)浸出液中F降低50％以上，Fe降低40％以上，Al降低30％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
本发明一种处理富含萤石铀矿石的方法，该方法包括如下步骤：
首先确定提取铀的方式，具体采用搅拌浸出、堆浸两种方式之一；
(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，包括以下步骤：
(1)矿石破磨：
将铀矿石破碎后，磨矿至粒度小于100～32目；
(2)搅拌浸出：
将5～20g/L的硫酸溶液作为初始浸出剂加入铀矿石，浸出剂和铀矿石的液固体积质量比为(1～2)﹕1；
同时加入氧化剂，氧化剂加入量为铀矿石质量的0.1～2％；
氧化剂为MnO2、H2O2、NaClO中的一种；
余下硫酸在搅拌过程中采用间隔加入的方式，控制硫酸溶液的酸度保持在5～20g/L；具体加入过程是间隔时间为0.5～2h，每次硫酸加入量为矿石质量的0.5～2％，硫酸总加入量为铀矿石质量的2～10％；浸出温度为10～35℃，搅拌时间为2～8h；
(3)浸出矿浆固液分离：
浸出后的矿浆用布氏漏斗进行真空抽滤，滤液为浸出液，滤饼用酸化水洗涤2～3次，洗涤后的滤饼为浸出渣；酸化水的液体体积/mL：滤饼质量/g＝1﹕1；酸化水是浓度2～5g/L的硫酸溶液。
(二)采用堆浸的方式提取铀时，包括以下步骤：
(1)矿石破碎：
将铀矿石破碎至粒度小于10～5mm；
(2)装柱：
拌入铀矿石质量3～5％的水，混匀后装柱；
(3)连续喷淋期：
采用硫酸溶液处理上述铀矿石，硫酸浓度为10～20g/L，不间断喷淋，喷淋强度为16～32L/(m2·h)，喷淋时间10～20天；
(4)间歇浸出期：
进一步降低硫酸浓度处理上述铀矿石，硫酸浓度为5～10g/L，间歇喷淋，淋停比2﹕1，喷淋强度为16～32L/(m2·h)，喷淋时间20～40天。
实施例1
粤北某富含萤石的花岗岩型铀矿石，矿石铀品位0.080％，萤石含量2.73％。
当采用搅拌浸出方式处理时，该方法包括如下步骤：
(1)矿石破磨：将铀矿石破碎后磨矿至粒度小于32目；
(2)搅拌浸出：首先将10g/L的硫酸溶液作为浸出剂加入铀矿石，浸出剂与铀矿石的液固体积质量比为1﹕1，同时加入矿石质量0.2％的二氧化锰作为氧化剂，浸出温度为室温(约20℃)，搅拌1h后，补加矿石质量1％的硫酸，接着搅拌3h，硫酸总加入量为铀矿石质量的2％；
(3)浸出矿浆固液分离：浸出后的矿浆用布氏漏斗真空抽滤，滤液即为浸出液，滤饼分别用液固体积质量比1﹕1的酸化水洗涤2次，酸化水硫酸浓度3g/L，洗涤后的滤饼即为浸出渣。
结果：铀浸出率95.0％，与一次加酸4％、60℃下、浸出2h的结果相比，在铀浸出率基本相同的条件下，浸出酸耗降低14.7％，浸出液中的F降低72％、Fe降低90％、Al降低53％。
当采用堆浸方式处理时，该方法包括如下步骤：
(1)矿石破碎：将铀矿石破碎至粒度小于8mm；
(2)装柱：拌入矿石质量3％的水，混匀后装柱；
(3)连续酸化期：采用硫酸溶液处理上述铀矿石，硫酸浓度为10g/L，不间断喷淋，喷淋强度16L/(m2·h)，喷淋时间10天；
(4)间歇浸出期：再采用硫酸溶液处理上述铀矿石，硫酸浓度降为5g/L，间歇喷淋，淋停比2﹕1，喷淋强度16L/(m2·h)，喷淋时间20天。
结果：铀浸出率86.3％，酸耗2.5％，与初始浸出剂使用30g/L的硫酸相比，浸出酸耗降低45.2％，矿石中溶出的F降低66％、Fe降低87％、Al降低44％。
实施例2
某富含萤石的火山岩型铀矿石，矿石铀品位0.120％，萤石含量2.6％。
当采用搅拌浸出方式处理时，该方法包括如下步骤：
(1)矿石破磨：将铀矿石破碎后细磨至粒度小于100目；
(2)搅拌浸出：首先将20g/L的硫酸溶液作为浸出剂加入铀矿石，浸出剂与铀矿石的液固体积质量比为1﹕1，再加入矿石质量1％的二氧化锰作为氧化剂，浸出温度为室温(约25℃)，当搅拌至1h、2h、3h时，分别补加矿石质量2％的硫酸，硫酸总加入量为铀矿石质量的8％，总搅拌时间5h；
(3)浸出矿浆固液分离：浸出后的矿浆用布氏漏斗真空抽滤，滤液即为浸出液，滤饼分别用液固体积比1﹕1的酸化水洗涤2次，酸化水硫酸浓度5g/L，洗涤后的滤饼即为浸出渣。
结果：铀浸出率90.0％，与一次加酸10％、50℃下、浸出3h的结果相比，在铀浸出率基本相同的条件下，浸出酸耗降低21.4％，浸出液中的F降低80％、Fe降低85％、Al降低62％。
当采用堆浸方式处理时，该方法包括如下步骤：
(1)矿石破碎：将铀矿石破碎至粒度小于5mm；
(2)装柱：拌入矿石质量4％的水，混匀后装柱；
(3)连续喷淋期：采用硫酸溶液处理上述铀矿石，硫酸浓度为20g/L，不间断喷淋，喷淋强度16L/(m2·h)，喷淋时间15天；
(4)间歇浸出期：再采用硫酸溶液处理上述铀矿石，硫酸浓度分别降为10g/L、5g/L，间歇喷淋，淋停比2﹕1，喷淋强度16L/(m2·h)，喷淋时间分别为25天、10天。
结果：铀浸出率87.5％，酸耗7.5％，与初始浸出剂使用30g/L的硫酸相比，浸出酸耗降低20.0％，矿石中溶出的F降低57％、Fe降低43％、Al降低31％。
实施例3
赣南某含萤石的花岗岩型铀矿石，矿石铀品位0.085％，萤石含量1.05％。
当采用搅拌浸出方式处理时，该方法包括如下步骤：
(1)矿石破磨：将铀矿石破碎后磨矿至粒度小于60目；
(2)搅拌浸出：首先将20g/L的硫酸溶液作为浸出剂加入铀矿石，浸出剂与铀矿石的液固质量比为1﹕1，再加入矿石质量0.5％的二氧化锰作为氧化剂，浸出温度为室温(约20℃)，搅拌1h、2h后，分别补加矿石质量2％、1％的硫酸，接着搅拌2h，硫酸总加入量为铀矿石质量的5％；
(3)浸出矿浆固液分离：浸出后的矿浆用布氏漏斗真空抽滤，滤液即为浸出液，滤饼分别用液固体积质量比1﹕1的酸化水洗涤2次，酸化水硫酸浓度5g/L，洗涤后的滤饼即为浸出渣。
结果：铀浸出率88.2％，与一次加酸7％、50℃下、浸出3h的结果相比，在铀浸出率基本相同的条件下，浸出酸耗降低12.5％，浸出液中的F降低66％、Fe降低70％、Al降低50％。
当采用堆浸方式处理时，该方法包括如下步骤：
(1)矿石破碎：将铀矿石破碎至粒度小于10mm；
(2)装柱：拌入矿石质量3％的水，混匀后装柱；
(3)连续酸化期：采用硫酸溶液处理上述铀矿石，硫酸浓度为15g/L，不间断喷淋，喷淋强度25L/(m2·h)，喷淋时间12天；
(4)间歇浸出期：再采用硫酸溶液处理上述铀矿石，硫酸浓度分别降为10g/L、5g/L，间歇喷淋，淋停比2﹕1，喷淋强度16L/(m2·h)，喷淋时间分别为25天、12天。
结果：铀浸出率86.3％，酸耗6.78％，与初始浸出剂使用30g/L的硫酸相比，浸出酸耗降低29.5％，矿石中溶出的F降低52％、Fe降低48％、Al降低35％。

Claims (10)

1.一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
首先确定提取铀的方式，具体采用搅拌浸出、堆浸两种方式之一；
(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，包括以下步骤：
(1)矿石破磨：
将铀矿石破碎后，磨矿至粒度小于设定要求；
(2)搅拌浸出：
将5～20g/L的硫酸溶液作为初始浸出剂加入铀矿石，浸出剂和铀矿石的液固体积质量比为(1～2)﹕1；
同时加入氧化剂，氧化剂加入量为铀矿石质量的0.1～2％；
余下硫酸在搅拌过程中采用间隔加入的方式，控制硫酸溶液的酸度保持在5～20g/L；
(3)浸出矿浆固液分离：
浸出后的矿浆进行真空抽滤，滤液为浸出液，滤饼用酸化水洗涤2～3次，洗涤后的滤饼为浸出渣；酸化水的液体体积/mL：滤饼质量/g＝1﹕1；
(二)采用堆浸的方式提取铀时，包括以下步骤：
(1)矿石破碎：
将铀矿石破碎至粒度小于10～5mm；
(2)装柱：
拌入铀矿石质量3～5％的水，混匀后装柱；
(3)连续喷淋期：
采用硫酸溶液处理上述铀矿石，不间断喷淋，喷淋时间10～20天；
(4)间歇浸出期：
进一步降低硫酸浓度处理上述铀矿石，间歇喷淋，淋停比2﹕1，喷淋时间20～40天。
2.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(1)矿石破磨步骤中，将铀矿石破碎后，磨矿至粒度小于100～32目。
3.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(2)搅拌浸出步骤中，氧化剂为MnO2、H2O2、NaClO中的一种。
4.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(2)搅拌浸出步骤中，余下硫酸在搅拌过程中采用间隔加入的方式，具体加入过程是间隔时间为0.5～2h，每次硫酸加入量为矿石质量的0.5～2％，硫酸总加入量为铀矿石质量的2～10％。
5.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(2)搅拌浸出步骤中，浸出温度为10～35℃，搅拌时间为2～8h。
6.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(3)浸出矿浆固液分离步骤中，浸出后的矿浆用布氏漏斗进行真空抽滤。
7.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(3)浸出矿浆固液分离步骤中，酸化水是浓度2～5g/L的硫酸溶液。
8.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(一)采用搅拌浸出的方式提取铀时，(1)矿石破磨步骤中，将铀矿石破碎后，磨矿至粒度小于100～32目；
(2)搅拌浸出步骤中，氧化剂为MnO2、H2O2、NaClO中的一种；余下硫酸在搅拌过程中采用间隔加入的方式，具体加入过程是间隔时间为0.5～2h，每次硫酸加入量为矿石质量的0.5～2％，硫酸总加入量为铀矿石质量的2～10％；浸出温度为10～35℃，搅拌时间为2～8h；
(3)浸出矿浆固液分离步骤中，浸出后的矿浆用布氏漏斗进行真空抽滤；酸化水是浓度2～5g/L的硫酸溶液。
9.如权利要求1所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(二)采用堆浸的方式提取铀时，(3)连续喷淋期步骤中，硫酸浓度为10～20g/L；(4)间歇浸出期步骤中，硫酸浓度为5～10g/L。
10.如权利要求9所述的一种处理富含萤石铀矿石的方法，其特征在于：(二)采用堆浸的方式提取铀时，(3)连续喷淋期步骤中，喷淋强度为16～32L/(m2·h)；(4)间歇浸出期步骤中，喷淋强度为16～32L/(m2·h)。
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