CN112156884B

CN112156884B - 一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法

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Publication number: CN112156884B
Application number: CN202010785967.0A
Authority: CN
Inventors: 刘志超; 李春风; 李广; 马嘉; 吴永永; 强录德; 钟平汝; 唐宝彬
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: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2040-08-07
Also published as: CN112156884A

Abstract

本发明公开了一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，属于选矿技术领域。该方法将火山岩型铀矿石先进行重选，得到以钛铀矿为主的铀精矿，重选尾矿通过泡沫浮选方法，得到以沥青铀矿为主的铀精矿，该方法根据火山岩型铀矿石的矿物组成和晶相特点，采用重选和浮选结合的方法，将钛铀矿和沥青铀矿分开高效回收，且实现耗酸脉石矿物分离。钛铀矿的精矿产率13.98％，铀品位1.053％，回收率48.22％，钛铀矿的分布率为87.57％，沥青铀矿的浮选精矿产率9.74％，铀品位1.375％，回收率43.87％，不同铀矿分开回收，有利于后续采用不同浸出方法回收铀，难浸出的铌钛铀矿可以采用加压浸出，沥青铀矿可以直接采用常规搅拌浸出，该预处理方法在提高铀的浸出率的同时可以有效降低生产成本。

Description

一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法

技术领域

本发明涉及一种火山岩型铀矿石预处理方法，特别涉及一种将火山岩型铀矿进行重选结合浮选脱除酸耗矿石和实现不同铀矿分类富集的预处理方法，属于选矿技术领域。

背景技术

相山含钛铀矿石属于火山岩型铀矿石，矿石主要由石英、长石、锆石、绿帘石、孔雀石、石榴子石、磷灰石、方解石、黄铁矿、胶硫钼矿、闪锌矿、黄铜矿，方铅矿、方解石、钛铀矿、沥青铀矿等组成，矿石中的铀主要以独立铀矿物的形式存在，包括沥青铀矿、钛铀矿、铀石，少量以类质同像存在于铀钍石中，，这些铀矿物与黄铁矿、萤石、金红石、磷灰石、白云母等关系密切。矿石中由于含有方解石、萤石等耗酸物质，浸出时需要消耗大量的硫酸，同时矿石中还有钛铀矿，钛铀矿石是一种原生铀矿，是铀和钛的复杂氧化物，具有较高的化学稳定性，导致浸出时氧化剂用量大，铀的浸出率低，属于高酸耗难浸出的铀矿。矿石采用搅拌浸出铀时，硫酸用量20％以上，软锰矿用量2.5％以上，浸出渣品位才能降到0.02％以下；采用加压浸出时，硫酸用量只要14％就能使浸出渣品位降到0.015％以下，铀浸出率超过95％。试验表明，该矿石采用常规搅拌浸出时试剂消耗量大，铀的浸出率低，采用加压浸出时，可以降低酸用量，铀的浸出率也明显提高，但加压浸出矿石处理量大，生产成本高。调研国内外相关文献，还未见针对这种高酸耗难浸出的火山岩型铀矿山在浸出之前进行预处理的报道，以达到降低试剂消耗，提高铀的浸出率的目标。

发明内容

针对富含耗酸矿物和难浸铀矿物的火山岩型铀矿石，常规搅拌浸出时试剂消耗量大，铀浸出率低，加压搅拌浸出生产成本高的问题，本发明的目的是在于根据铀矿石组成特点和铀的赋存状态，在矿石浸出之前，采用选矿的办法对矿石进行预处理，根据钛铀矿比重大，具有独立晶型的特点，首先采用重选的办法将大部分钛铀矿富集在重选精矿中，有利于采用加压浸出的方法回收重选精矿中的铀，重选尾矿采用浮选的方法富集沥青铀矿等铀矿物，并抑制耗酸物质，可以采用搅拌浸出的方法回收浮选精矿中的铀，通过选矿的方法将铀矿石分成含钛铀矿为主的重选精矿和含沥青铀矿为主的浮选精矿，然后分别采用加压和搅拌浸出的方法回收铀，既能降低浸出试剂消耗，又能提高铀的浸出率。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，该方法包括以下步骤：

1)将火山岩型铀矿石依次进行破碎、磨矿和分级处理，各粒级火山岩型铀矿石分别进行重选，所得各粒级重选精矿合并，即得以钛铀矿为主的铀精矿；

2)各粒级重选尾矿合并后，进行调浆，得到矿浆；

3)所述矿浆经过碳酸钠调整后，以水玻璃、硫酸铝和六偏磷酸钠作为抑制剂，苯甲羟肟酸和氧化石蜡皂作为捕收剂，以2号油作为起泡剂，进行泡沫浮选，得到以沥青铀矿为主的铀精矿。

本发明根据火山岩型铀矿石的矿物组成和晶相特点，主要包含钛铀矿和沥青铀矿，而钛铀矿与沥青铀矿浸出难易程度不同，钛铀矿需要加压酸浸，是导致火山岩型铀矿石中铀浸出率低的原因之一，且火山岩型铀矿石中还包含大量的耗酸矿物，这是造成耗酸量较大的主要原因。本发明技术方案预先通过重选将大部分的钛铀矿富集于重选精矿中，重选精矿后续可以采用加压浸出的办法浸出钛铀矿，这样加压浸出处理的矿石量较少，在提高铀的浸出率的同时可以有效降低生产成本，而重选尾矿通过使用特殊的水玻璃、硫酸铝和六偏磷酸钠组合抑制剂，以及苯甲羟肟酸和氧化石蜡皂组合捕收剂，可以有效抑制碳酸盐矿物浮选，提高浮选精矿指标，后续可以采用搅拌浸出的方法回收铀，可以有效减少试剂消耗，降低生产成本。

作为一个优选的技术方案，所述火山岩型铀矿石磨矿细度至-0.2mm～-0.6mm，再按粒级分成3组或4组，分为三组时，各粒级为：-0.3mm～+0.15mm、-0.15mm～+0.074mm、-0.074m；分为4组时，各粒级为-0.6mm～+0.3mm、-0.3mm～+0.15mm、-0.15mm～+0.074mm、-0.074mm。将细磨的火山岩型铀矿石进行分级，有利于获得含钛铀矿为主的重选精矿。

作为一个优选的技术方案，各粒级重选尾矿中粒级为+0.074mm的重选尾矿再磨矿至粒度满足-0.074mm质量百分比含量占40～90％。通过二次磨矿，有利于矿物与脉石矿物的离解，提高浮选分离效率。

作为一个优选的技术方案，所述调浆过程中将矿浆浓度调至10％～50％，温度调至15～60℃。

作为一个优选的技术方案，所述碳酸钠在矿浆中的浓度为500～5000g/t。碳酸钠的作用：一方面有利于捕收剂与矿物发生作用，另一方面碳酸钠解离出的CO3^2-可以消除矿浆中的Ca²⁺、Mg²⁺，提高捕收剂的选择性，降低捕收剂用量，此外，碳酸钠起到调整浆料pH作用

作为一个优选的技术方案，所述泡沫浮选的流程为一次粗选、一次扫选和多次精选。

作为一个较优选的技术方案，所述粗选的浮选药剂制度为：水玻璃200～3000g/t，硫酸铝100～1000g/t，六偏磷酸钠100～1000g/t，苯甲羟肟酸500～2000g/t，氧化石蜡皂200～1000g/t，2号油30～150g/t。

作为一个较优选的技术方案，所述扫选的浮选药剂制度为：苯甲羟肟酸200～600g/t，氧化石蜡皂100～500g/t。

作为一个较优选的技术方案，所述精选的浮选药剂制度为：水玻璃50～600g/t，六偏磷酸钠50～500g/t，硫酸铝50～500g/t。

本发明提供的火山岩型铀矿石的预处理方法，包括以下具体步骤：

I、磨矿：将矿石粒度破碎至-5mm～-10mm，然后将细度磨至-0.2mm～-0.6mm。

II、分级重选：

1)将磨后的矿石按粒级分成3～4组，例如分成4个组，可以按照以下粒度范围进行分组：-0.6mm～+0.3mm、-0.3mm～+0.15mm、-0.15mm～+0.074mm、-0.074mm；

2)将分组的各个粒级的矿石分别用摇床进行重选，各个粒级的重选精矿合并得到摇床重选精矿，大部分钛铀矿富集在重选精矿中，部分沥青铀矿也进入到重选精矿中。+0.074mm粒级的重选尾矿合并为重选尾矿1，-0.074mm粒级的重选尾矿为重选尾矿2。

III、重选尾矿粗选铀矿物：

1)将重选尾矿1细度磨至-0.074mm占40～90％，与重选尾矿2合并，将矿浆浓度调至10％～50％，转移至浮选槽中，矿浆温度调至15～60℃；

2)在矿浆中加入500～5000g/t的碳酸钠，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min；

3)在矿浆中加入200～3000g/t的水玻璃，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min，加入100～1000g/t的硫酸铝，100～1000g/t的六偏磷酸钠，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min。

4)在矿浆中加入500～1500g/t苯甲羟肟酸，200～1000g/t氧化石蜡皂，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min；

5)在矿浆中加入起泡剂2号油30～150g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min；

6)药剂与铀矿物充分接触后充气浮选铀矿物，得到粗选精矿和粗选尾矿。

7)在粗选尾矿中加入200～600g/t的苯甲羟肟酸，100～500g/t的氧化石蜡皂，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min，扫选1次，得到扫选精矿和浮选尾矿，扫选精矿返回上一级粗选。

IV、浮选粗精矿精选

1)在步骤(3)中得到的浮选粗精矿中加入50～600g/t的水玻璃，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min，加入50～500g/t的硫酸铝，50～500g/t的六偏磷酸钠，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min，精选1次，得到精选1精矿和精选1尾矿，精选1尾矿返回上一级粗选流程；

2)将精选1精矿进行多次精选，精选尾矿依次返回上一级浮选流程，直至达到理想的浮选指标。

相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果：

本发明根据火山岩型铀矿石中主要矿物组成及矿物晶相特点，首先通过重选将大部分的钛铀矿富集于重选精矿中，精矿产率13.98％，铀品位1.053％，回收率48.22％，钛铀矿的分布率为87.57％，重选精矿后续可以采用加压浸出的办法浸出钛铀矿，这样加压浸出处理的矿石量较少，在提高铀的浸出率的同时可以有效降低生产成本；然后在重选尾矿通过优化浮选药剂制度，实现了沥青铀矿的有效富集，浮选精矿产率9.74％，铀品位1.375％，回收率43.87％，浮选精矿后续可以采用搅拌浸出的方法回收铀，可以有效减少试剂消耗，降低生产成本。综上所述，本发明的方法根据火山岩型铀矿石中铀矿物的特点和浸出特性，采用重选和浮选结合的办法，将不同的铀矿物分别在重选精矿和浮选精矿中富集，然后分别采用不同的方法回收铀，是降低高酸耗难浸出火山岩型铀矿石开发成本的一种有效预处理方法。

附图说明

图1为火山岩型铀矿石预处理工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制权利要求的保护范围。

实施例1

某含钛铀矿石为火山岩型铀矿石，矿石主要由白云母、石英、方解石、绿帘石、金红石、萤石、磷灰石、锆石、沥青铀矿、钛铀矿、黄铁矿、金红石、闪锌矿、钛铁矿、胶硫钼矿、方铅矿、磁铁矿、铀石等组成，铀主要以独立铀矿物形式存在，包括钛铀矿、沥青铀矿、铀石，少量以类质同像形式存在于铀钍石中。矿石中铀品位0.31％。

(1)将矿石粒度破碎至-8mm，磨矿磨至细度-0.6mm，然后按照矿石粒度分成-0.6mm～+0.3mm、-0.3mm～+0.15mm、-0.15mm～+0.074mm、-0.074mm四组。

(2)将分组的各个粒级的矿石分别用摇床进行重选，各个粒级的重选精矿合并得到摇床重选精矿，大部分钛铀矿富集在重选精矿中，部分沥青铀矿也进入到重选精矿中。+0.074mm粒级的重选尾矿合并为重选尾矿1，-0.074mm粒级的重选尾矿为重选尾矿2。

(3)将重选尾矿1细度磨至-0.074mm占55％，与重选尾矿2合并得到重选尾矿，取5份相同质量的重选尾矿，分别编号为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5，将矿浆浓度均调至20％，转移至浮选槽中，矿浆温度调至25℃；

(4)在五份矿浆中分别加入2000g/t的碳酸钠，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min；加入600g/t的水玻璃，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，加入300g/t的硫酸铝，200g/t的六偏磷酸钠，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min。

(5)在5份矿浆中分别加入不同种类的捕收剂及其组合，捕收剂用量保持1000g/t不变。1-1中加入丁基黄药，1-2中加入醚胺，1-3中加入苯甲羟肟酸，1-4中加入氧化石蜡皂，1-5中加入苯甲羟肟酸700g/t，氧化石蜡皂300g/t。在浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min；加入起泡剂2号油50g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min；药剂与铀矿物充分接触后分别充气浮选铀矿物，得到粗选精矿和粗选尾矿。

实例1试验结果见表1。

表1实例1试验结果

由表1试验试验结果可知，苯甲羟酸和氧化石蜡皂对铀矿物都有一定的捕收能力。但单独用氧化石蜡皂时，粗选精矿产率高，铀品位低；单独用苯甲羟肟酸时，对铀矿物的选择性较好，粗选精矿品位较高，但苯甲羟肟酸捕收能力较弱，铀的回收率较低；苯甲羟肟酸和氧化石蜡皂联合使用时，两个药剂可以发生协同捕收效果，能得到高品位和高回收率的粗选精矿。

实施例2

某含钛铀矿石为火山岩型铀矿石，矿石主要由白云母、石英、方解石、绿帘石、金红石、萤+石、磷灰石、锆石、沥青铀矿、钛铀矿、黄铁矿、金红石、闪锌矿、钛铁矿、胶硫钼矿、方铅矿、磁铁矿、铀石等组成，铀主要以独立铀矿物形式存在，包括钛铀矿、沥青铀矿、铀石，少量以类质同像形式存在于铀钍石中。矿石中铀品位0.31％。

(1)将矿石粒度破碎至-5mm，磨矿磨至细度-0.3mm，然后按照矿石粒度分成-0.3mm～+0.15mm、-0.15mm～+0.074mm、-0.074mm三组。

(3)将重选尾矿1细度磨至-0.074mm占65％，与重选尾矿2合并得到重选尾矿，取4份相同质量的重选尾矿，分别编号为2-1、2-2、2-3、2-4，将矿浆浓度调至25％，转移至浮选槽中，矿浆温度调至30℃；

(4)在矿浆中加入2500g/t的碳酸钠，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min；在四份矿浆中不加或者加入不同的抑制剂，2-1不加抑制剂；2-2加入800g/t的水玻璃，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min；2-3加入400g/t的硫酸铝，400g/t的六偏磷酸钠，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min；2-4加入400g/t水玻璃，200g/t的硫酸铝，200g/t的六偏磷酸钠，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min。

(5)在矿浆中加入750g/t苯甲羟肟酸，350g/t氧化石蜡皂，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min；加入起泡剂2号油60g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min；药剂与铀矿物充分接触后充气浮选铀矿物，得到粗选精矿和粗选尾矿。

(6)测定了2-1、2-2、2-3、2-4得到的四种粗选精矿的硫酸消耗量。

实例2试验结果见表2。

表2实例2试验结果

由表2试验结果可知，不加抑制剂，粗选精矿产率高，铀的品位高，硫酸消耗量大；单独加水玻璃，粗选精矿产率较低，铀品位也较低，酸耗也较高，说明耗酸物质进入到了粗选精矿；浮选加入硫酸铝和六偏磷酸钠，粗选精矿产率较高，但酸耗较低，说明硅酸盐矿物进入精矿，抑制了碳酸盐矿物；浮选加入水玻璃、硫酸铝和六偏磷酸钠时，浮选产率较低，铀品位较高，酸耗也较低，取得了较好的效果。

实施例3

(1)将矿石粒度破碎至-6mm，磨矿磨至细度-0.4mm，然后按照矿石粒度分成-0.4～+0.2mm、-0.2～+0.074mm、-0.074mm三组。

(3)将重选尾矿1细度磨至-0.074mm占70％，与重选尾矿2合并，将矿浆浓度调至30％，转移至浮选槽中，矿浆温度调至35℃；

(4)在矿浆中加入3000g/t的碳酸钠，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min；加入850g/t的水玻璃，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min，加入350g/t的硫酸铝，250g/t的六偏磷酸钠，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min。

(5)在矿浆中加入850g/t苯甲羟肟酸，400g/t氧化石蜡皂，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min；加入起泡剂2号油60g/t，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min；药剂与铀矿物充分接触后充气浮选铀矿物，得到粗选精矿和粗选尾矿。

(6)在粗选选尾矿中加入300g/t的苯甲羟肟酸，150g/t的氧化石蜡皂，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min，扫选1次，得到扫选精矿和浮选尾矿，扫选精矿返回上一级粗选。

(7)在浮选粗精矿中加入200g/t的水玻璃，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min，加入150g/t硫酸铝，150g/t的六偏磷酸钠，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min，精选1次，得到精选精矿1，精选精矿1再精选2次，得到浮选精矿，精选尾矿依次返回上一级浮选。

实例3试验结果见表3。

表3实例3试验结果

由表3试验结果可以看出，通过重选-浮选联合预处理工艺流程可以将矿石中的大部分钛铀矿富集于重选精矿中，这部分难浸出矿物可以采用加压浸出方法回收；重选尾矿通过浮选可以回收大部分其他含铀矿物，可以最终抛弃76.28％的尾矿，能够大大减少后续水冶矿石处理量，浮选精矿中的铀可以通过常规搅拌浸出回收。

Claims

1.一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将火山岩型铀矿石依次进行破碎、磨矿和分级处理，各粒级火山岩型铀矿石分别进行重选，所得各粒级重选精矿合并，即得以钛铀矿为主的铀精矿；所述火山岩型铀矿石磨矿细度至-0.2mm～-0.6mm，再按粒级分成3组或4组，分为三组时，各粒级为：-0.3mm～+0.15mm、-0.15mm～+0.074mm、-0.074m；分为4组时，各粒级为-0.6mm～+0.3mm、-0.3mm～+0.15mm、-0.15mm～+0.074mm、-0.074mm；

2)各粒级重选尾矿合并后，进行调浆，得到矿浆；

2.根据权利要求1所述的一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：各粒级重选尾矿中粒级为+0.074mm的重选尾矿再磨矿至粒度满足-0.074mm质量百分比含量占40～90％。

3.根据权利要求1所述的一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：所述调浆过程中将矿浆浓度调至10％～50％，温度调至15～60℃。

4.根据权利要求1所述的一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：所述碳酸钠在矿浆中的浓度为500～5000g/t。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：所述泡沫浮选的流程为一次粗选、一次扫选和多次精选。

6.根据权利要求5所述的一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：所述粗选的浮选药剂制度为：水玻璃200～3000g/t，硫酸铝100～1000g/t，六偏磷酸钠100～1000g/t，苯甲羟肟酸500～2000g/t，氧化石蜡皂200～1000g/t，2号油30～150g/t。

7.根据权利要求5所述的一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：所述扫选的浮选药剂制度为：苯甲羟肟酸200～600g/t，氧化石蜡皂100～500g/t。

8.根据权利要求5所述的一种高酸耗难浸出火山岩型铀矿石的预处理方法，其特征在于：所述精选的浮选药剂制度为：水玻璃50～600g/t，六偏磷酸钠50～500g/t，硫酸铝50～500g/t。