CN108149034A - 一种使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于酸法堆浸矿山的废物最小化方法。其步骤：(1)将铀矿石破碎至一定粒度，按照酸法堆浸工艺对铀矿石浸出；(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀；所得的堆浸尾渣转移至尾渣库；(3)将所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；(4)向尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向尾渣库加入中和剂进行中和退役处理。本发明减少废水废渣产生量，提高物料的综合利用率，降低试剂消耗，节约生产成本，并使总体铀的回收率得到提升。

Description

一种使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法
技术领域
本发明属于铀湿法冶金中铀矿石浸出技术领域，具体涉及一种使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法。
背景技术
自上世纪九十年代以来，随着我国铀矿冶结构的调整，酸法堆浸已成为我国硬岩铀矿生产的主要工艺。在浸矿作业结束后，现行的尾渣处理方法是在尾渣进入尾渣库前进行中和处理。即在浸出期结束后加水喷淋冲洗矿堆，然后卸堆，卸出的浸出渣再经过石灰等中和剂的中和处理后即永久堆存与尾矿库。但是由于堆浸的矿石粒度较大，且堆浸周期一般较长，在浸矿过程中，酸性浸矿剂会通过化学浓度差推动或毛细作用逐渐扩散到矿粒内部，而加入的石灰不能及时与尾渣内部的余酸进行中和。在尾渣长期的堆置过程中，暴露在空气中的石灰很快流失或失效。同时尾渣内部的余酸在自然条件下，随着矿渣颗粒内部孔隙的酸性物质会不断析出，并扩散到外部。另一方面，由于堆浸尾渣的粒度小，当长期暴露在空气中时，尾渣中的黄铁矿等硫化物易被空气氧化分解，过程中产生部分硫酸。最终，尾渣内部的余酸与黄铁矿产生的硫酸，溶解夹带着大量放射性或重金属杂质，逸出矿堆，与雨水或表面水形成尾渣库的酸性渗出水，污染地下水及尾渣库周围水源。这种现象在铀矿山尾渣库均有发生，给矿山的安全环保生产工作造成极大的影响。而处理这部分渗出水，更会由于要增加酸性渗水的处理工序或废水处理量而增加企业生产成本。
以上情况说明，在浸出期结束后，尾渣入库前进行中和这一处理工艺，浪费了大量中和剂，增加了废渣的体积，却不能有效的消耗尾渣中的余酸，控制尾渣在堆置中返酸的现象。同时，石灰中和这一工艺，浪费了尾渣中的余酸，过早固结了残留在尾渣中的铀，阻止了其在尾渣库堆置期被二次利用的可能，一定程度上造成了对资源的浪费。
另一方面，铀矿石浸出加工生产中产生的废水和废渣量很大。加工1吨矿石通常会产生1吨废渣和2—3吨废水。铀水冶产生的废水量及其化学组成与工艺流程密切相关。工艺废水主要来自树脂吸附后的贫液或萃取后的萃余水相。一般来说，工艺废水中除了放射性外，还含有害的无机离子和有机毒物。对于大部分铀生产企业来说,工艺水的循环利用或减少用水工序已成为降低废水量，达到废水最小化目标的重要途径，是铀矿加工工艺开发一个重要方向。早在前苏联时期，一些有色冶金的浮选厂,除采取废水局部净化外，大都将尾矿坝的废水经二次沉淀池净化后返回工厂。上世纪中后期，美国、加拿大、法国等国家的铀水冶厂，也将吸附工序的吸附尾液，和萃取或淋萃流程的萃余水相经澄清、过滤等处理后返回至浓密机、过滤机等洗涤工序和滤渣制浆工序。但与此同时，工艺废水的返回利用也带来一些问题,其中最重要的一点是废水中杂质元素的积累对设备及管道造成的腐蚀、结疤和阻塞。尤其由于酸法浸铀工艺中，SO4 2-、Na+等离子在循环利用中会大量积累，给铀生产的闭路工艺流程带来严重的影响，也降低了废水最小化的程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于酸法堆浸矿山的废物最小化方法，将吸附尾液或萃余水引入尾渣库对尾渣进行补充浸出，再将尾渣库的渗排出液返回到浸出阶段，完成工艺水的循环利用，从而解决了现行的尾渣库中和处置工序复杂、中和效率低、渗出水返酸现象严重等情况，提高了铀矿石的回收率，减少了酸法堆浸铀矿山的废水和废渣产生量，为酸法堆浸铀矿山实现废物最小化提供了一种新方法。
实现本发明目的的技术方案：一种使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其包括如下步骤：
(1)将铀矿石破碎至一定粒度，按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出；
(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；
所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀；
所得的堆浸尾渣转移至尾渣库；
(3)将步骤(2)中所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对步骤(2)中转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；
(4)向步骤(3)中尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回至步骤(1)中用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；
(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向步骤(2)中尾渣库加入中和剂进行中和退役处理。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(1)所述的铀矿石破碎粒度小于或等于8mm。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(1)所述的按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出，具体为采用的浸出剂为浓度10～50g/L硫酸溶液，氧化剂为二氧化锰。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(2)所述的堆浸尾渣转移至尾渣库，按照尾渣库管理方法堆置和存放。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(2)所述的离子交换吸附提取铀，使用强碱性阴离子树脂201x7，使用固定床或移动床清液离子交换工艺，最终合格液中铀浓度大于10g/L；溶剂萃取法提取铀，使用P204萃取剂，硫酸反萃取剂，使用单级或多级萃取—反萃取工艺流程，合格液中铀浓度大于10g/L。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(3)所述的离子交换吸附尾液或萃余水，其pH值范围在1.0～1.8，铀浓度在2mg/L以下。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(4)所述的尾渣库渗排出液pH值范围小于1.8，铀浓度大于或等于进堆铀浓度。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(4)所述的补充浸出剂为硫酸，氧化剂为二氧化锰，补充量为酸法堆浸浸出剂用量减去尾渣库渗排出液的残余量。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其步骤(5)所述的尾渣库加入中和剂为石灰，加入量视尾渣库中尾渣残留余酸量而定，中和方式为搅拌方式或覆盖方式。
如上所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，该方法包括如下步骤：
(1)将铀矿石破碎至粒度小于或等于8mm，按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出；采用的浸出剂为浓度10～50g/L硫酸溶液，氧化剂为二氧化锰，二氧化锰加入量为0～2wt％；
(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；
所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀，使用强碱性阴离子树脂201x7，使用固定床或移动床清液离子交换工艺，最终合格液中铀浓度大于10g/L；溶剂萃取法提取铀，使用P204萃取剂，硫酸反萃取剂，使用单级或多级萃取—反萃取工艺流程，合格液中铀浓度大于10g/L；所得的离子交换吸附尾液或萃余水pH值范围在1.0～1.8，铀浓度在2mg/L以下；
所得的堆浸尾渣转移至尾渣库，按照尾渣库管理方法堆置和存放；
(3)将步骤(2)中所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对步骤(2)中转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；
(4)向步骤(3)中尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回至步骤(1)中用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；补充的浸出剂为硫酸，氧化剂为二氧化锰，补充量为堆浸浸出剂用量减去排出液的残余量；所得尾渣库渗排出液pH值范围小于1.8，铀浓度大于或等于进堆铀浓度；
(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向步骤(2)中尾渣库加入中和剂石灰进行中和退役处理，中和方式为搅拌方式或覆盖方式。
本发明的效果如下：本发明所述的一种适用于酸法堆浸矿山的废物最小化方法，将吸附尾液或萃余水引入尾渣库对酸性尾渣进行补充浸出，再将尾渣库的渗排出液返回到浸出阶段，从而完成了工艺水的循环利用。具体效果如下：(1)在对尾渣的补充浸出过程，简化了尾渣入库前的清洗和中和工序，同时使尾渣保持酸性，其中的目标矿物经历二次浸出，内部的余酸得到了利用，减少了废水废渣产生量，提高了物料的综合利用率。(2)吸附尾液和萃余水在喷淋尾渣堆的过程中，通过与尾渣残留浸出液的反应，使达到饱和的离子可以沉淀，从而减少了工艺废水中的杂质含量，为设备和管道的利用。(3)简化了尾渣处置工艺和单独渗出水处理工艺，降低了试剂消耗，从而节约了生产成本，并使总体铀的回收率得到提升。
附图说明
图1为本发明所述的一种使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法流程图。
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使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法作进一步描述。
实施例1
如图1所示，本发明所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其包括如下步骤：
(1)将铀矿石破碎至粒度小于或等于6mm，按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出；采用的浸出剂为浓度30g/L硫酸溶液，氧化剂为二氧化锰，二氧化锰加入量为1wt％；
(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；
所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀，使用强碱性阴离子树脂201x7，使用固定床或移动床清液离子交换工艺，最终合格液中铀浓度大于10g/L；溶剂萃取法提取铀，使用P204萃取剂，硫酸反萃取剂，使用单级或多级萃取—反萃取工艺流程，合格液中铀浓度大于10g/L；所得的离子交换吸附尾液或萃余水pH值范围在1.5，铀浓度在2mg/L以下；
所得的堆浸尾渣转移至尾渣库，按照尾渣库管理方法堆置和存放；
(3)将步骤(2)中所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对步骤(2)中转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；
(4)向步骤(3)中尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回至步骤(1)中用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；补充的浸出剂为硫酸，氧化剂为二氧化锰，补充量为堆浸浸出剂用量减去排出液的残余量；所得尾渣库渗排出液pH值范围小于1.8，铀浓度大于或等于进堆铀浓度；
(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向步骤(2)中尾渣库加入中和剂石灰进行中和退役处理，中和方式为搅拌方式或覆盖方式。
实施例2
如图1所示，本发明所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其包括如下步骤：
(1)将铀矿石破碎至粒度小于或等于4mm，按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出；采用的浸出剂为浓度1g/L硫酸溶液；
(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；
所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀，使用强碱性阴离子树脂201x7，使用固定床或移动床清液离子交换工艺，最终合格液中铀浓度大于10g/L；溶剂萃取法提取铀，使用P204萃取剂，硫酸反萃取剂，使用单级或多级萃取—反萃取工艺流程，合格液中铀浓度大于10g/L；所得的离子交换吸附尾液或萃余水pH值范围在1.8，铀浓度在2mg/L以下；
所得的堆浸尾渣转移至尾渣库，按照尾渣库管理方法堆置和存放；
(3)将步骤(2)中所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对步骤(2)中转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；
(4)向步骤(3)中尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回至步骤(1)中用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；补充的浸出剂为硫酸，氧化剂为二氧化锰，补充量为堆浸浸出剂用量减去排出液的残余量；所得尾渣库渗排出液pH值范围小于1.8，铀浓度大于或等于进堆铀浓度；
(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向步骤(2)中尾渣库加入中和剂石灰进行中和退役处理，中和方式为搅拌方式或覆盖方式。
实施例3
如图1所示，本发明所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其包括如下步骤：
(1)将铀矿石破碎至粒度小于或等于8mm，按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出；采用的浸出剂为浓度50g/L硫酸溶液，氧化剂为二氧化锰，二氧化锰加入量为2wt％；
(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；
所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀，使用强碱性阴离子树脂201x7，使用固定床或移动床清液离子交换工艺，最终合格液中铀浓度大于10g/L；溶剂萃取法提取铀，使用P204萃取剂，硫酸反萃取剂，使用单级或多级萃取—反萃取工艺流程，合格液中铀浓度大于10g/L；所得的离子交换吸附尾液或萃余水pH值范围在1.0，铀浓度在2mg/L以下；
所得的堆浸尾渣转移至尾渣库，按照尾渣库管理方法堆置和存放；
(3)将步骤(2)中所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对步骤(2)中转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；
(4)向步骤(3)中尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回至步骤(1)中用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；补充的浸出剂为硫酸，氧化剂为二氧化锰，补充量为堆浸浸出剂用量减去排出液的残余量；所得尾渣库渗排出液pH值范围小于1.8，铀浓度大于或等于进堆铀浓度；
(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向步骤(2)中尾渣库加入中和剂石灰进行中和退役处理，中和方式为搅拌方式或覆盖方式。

Claims (10)

1.一种使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)将铀矿石破碎至一定粒度，按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出；
(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；
所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀；
所得的堆浸尾渣转移至尾渣库；
(3)将步骤(2)中所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对步骤(2)中转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；
(4)向步骤(3)中尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回至步骤(1)中用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；
(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向步骤(2)中尾渣库加入中和剂进行中和退役处理。
2.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(1)所述的铀矿石破碎粒度小于或等于8mm。
3.根据权利要求1或2所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(1)所述的按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出，具体为采用的浸出剂为浓度10～50g/L硫酸溶液，氧化剂为二氧化锰。
4.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(2)所述的堆浸尾渣转移至尾渣库，按照尾渣库管理方法堆置和存放。
5.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(2)所述的离子交换吸附提取铀，使用强碱性阴离子树脂201x7，使用固定床或移动床清液离子交换工艺，最终合格液中铀浓度大于10g/L；溶剂萃取法提取铀，使用P204萃取剂，硫酸反萃取剂，使用单级或多级萃取—反萃取工艺流程，合格液中铀浓度大于10g/L。
6.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(3)所述的离子交换吸附尾液或萃余水，其pH值范围在1.0～1.8，铀浓度在2mg/L以下。
7.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(4)所述的尾渣库渗排出液pH值范围小于1.8，铀浓度大于或等于进堆铀浓度。
8.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(4)所述的补充浸出剂为硫酸，氧化剂为二氧化锰，补充量为酸法堆浸浸出剂用量减去尾渣库渗排出液的残余量。
9.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：步骤(5)所述的尾渣库加入中和剂为石灰，加入量视尾渣库中尾渣残留余酸量而定，中和方式为搅拌方式或覆盖方式。
10.根据权利要求1所述的使酸法堆浸矿山尾渣库废物最小化的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)将铀矿石破碎至粒度小于或等于8mm，按照酸法堆浸工艺对铀矿石进行浸出；采用的浸出剂为浓度10～50g/L硫酸溶液，氧化剂为二氧化锰，二氧化锰加入量为0～2wt％；
(2)当铀矿石的浸出液的铀浓度降至5mg/L以下后，结束浸出；
所得的浸出液进行离子交换吸附提取铀，使用强碱性阴离子树脂201x7，使用固定床或移动床清液离子交换工艺，最终合格液中铀浓度大于10g/L；溶剂萃取法提取铀，使用P204萃取剂，硫酸反萃取剂，使用单级或多级萃取—反萃取工艺流程，合格液中铀浓度大于10g/L；所得的离子交换吸附尾液或萃余水pH值范围在1.0～1.8，铀浓度在2mg/L以下；
所得的堆浸尾渣转移至尾渣库，按照尾渣库管理方法堆置和存放；
(3)将步骤(2)中所得的离子交换吸附尾液或萃余水，对步骤(2)中转移至尾渣库的堆浸尾渣进行喷淋作业；
(4)向步骤(3)中尾渣库渗排出液补充浸出剂和氧化剂后，返回至步骤(1)中用于酸法堆浸工艺中对铀矿石进行浸出；补充的浸出剂为硫酸，氧化剂为二氧化锰，补充量为堆浸浸出剂用量减去排出液的残余量；所得尾渣库渗排出液pH值范围小于1.8，铀浓度大于或等于进堆铀浓度；
(5)待铀矿山整体浸出作业结束后，向步骤(2)中尾渣库加入中和剂石灰进行中和退役处理，中和方式为搅拌方式或覆盖方式。
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