CN112774870B - 一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法 - Google Patents

一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，该方法是将泥质砂岩型铀矿石先通过抑制碳酸盐矿物将独立铀矿物浮选出来，这部分浮选铀精矿中碳酸盐矿物含量低，后续易于采用酸法浸出回收铀，酸耗量低，然后浮选回收吸附状态含铀矿物，这一部分浮选铀精矿中铀容易浸出且碳酸盐矿物含量高，后续易于采用碱法浸出回收，而浮选尾矿可以直接尾弃；该方法根据矿石的浸出特性和铀的赋存特点，将矿石进行了浮选分组，可以有效降低后续浸出的试剂消耗，提高铀的浸出率，并且能够实现浮选尾矿抛尾，为经济开发此类铀矿资源提供了技术支撑。

Description

一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法
技术领域
本发明涉及一种泥质砂岩型铀矿石预处理方法，特别涉及一种将泥质砂岩型铀矿石分步浮选出碳酸盐含量低易于酸浸出的铀精矿和碳酸盐含量高易于碱浸出的吸附状态铀精矿的预处理方法，属于铀矿选矿技术领域。
背景技术
目前，在我国北方所探明的砂岩铀矿资源中，存在大量难以采用地浸方法开采的砂岩型铀矿床，通常这些矿床具有渗透性差、承压水头过低、地下水枯竭等特点，具有“软、松、散、胀”等软岩特性，称之为泥质砂岩型铀矿。此类铀矿石一般泥化严重，矿石遇水易膨胀及泥化，矿石中铀矿物赋存状态复杂，四价铀含量高，与脉石矿物共生关系密切，有机物和碳酸盐矿物含量高，渗透性及过滤性能差，固液分离困难，属于难处理矿石。采用常规搅拌酸法浸出时，酸耗高达到32％，采用碱法浸出时铀的浸出率较低，仅有65.8％。(“某粘土质砂岩型铀矿石选冶工艺研究”，孟广寿、赵满常、吴培生，铀矿冶，1985年2月)公开了采用选矿-水冶联合流程处理，能大幅度地降低酸耗，硫酸用量由200公斤/吨矿石降低至80公斤/吨矿石以下，铀浸出率由85％提高到90％，但是该方法硅酸盐矿物中铀含量高，不能直接实现抛尾，为了提高铀回收率，尾矿需采用酸浸处理，提高了酸耗量。中国专利(CN106944243B)公开了一种泥质铀矿石的预处理方法，该方法先将富含石膏的粗粒级矿石分离出来，这部分粗粒级矿石可以采用堆浸方法回收铀；而富含碳酸盐矿物的细粒级矿石通过浮选的方法分成高碳酸盐含铀矿石和低碳酸盐含铀矿石两部分，后续浸出时可以分别采用减法浸出和酸法浸出回收铀，该方法虽然能够节省试剂消耗，提高浸出率，但是操作流程复杂。
发明内容
针对现有技术中难以地浸的泥质砂岩型铀矿石直接采用酸法浸出时硫酸和氧化剂用量大，生产成本高，而采用碱法浸出时铀的浸出率低等问题，本发明技术方案根据泥质砂岩型铀矿石中铀的赋存特点，在矿物浸出之前，利用分步浮选的方法先分离富集碳酸盐含量较低，易于采用酸法浸出回收铀的独立铀矿物，再浮选分离碳酸盐含量较高，易于采用碱法浸出回收铀的吸附状态铀精矿，从而可以减少后续水冶的矿石处理量，克服现有技术泥质砂岩型铀矿石采用单一酸浸或碱浸存在的技术问题。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其包括以下步骤：
1)将泥质砂岩型铀矿石进行磨矿和调浆后，以水玻璃和焦磷酸钠作为抑制剂，水杨羟肟酸作为捕收剂以及2号油作为起泡剂，经过一次粗选+一次扫选+多次精选流程，得到含独立铀矿物的浮选精矿和和扫选尾矿；
2)所述扫选尾矿以油酸钠和十二胺作为捕收剂，经过一次粗选+一次扫选流程，得到含吸附状态铀矿物的浮选精矿和浮选尾矿，浮选尾矿直接抛尾。
本发明涉及的泥质砂岩型铀矿石主要由斜长石、泥质物、微斜长石、石英、白云石、方解石、石膏、沥青铀矿、黄铁矿、针铁矿、褐铁矿、炭质物、黄铁矿等组成。铀以独立矿物及吸附状态2种形式存在，铀矿物包括沥青铀矿、铀石、钛铀矿，大部分铀矿物的产出均与黄铁矿、长石、石英、有机炭关系密切，矿石中铀品位0.128％，其中四价铀占40％，二氧化碳品位9.67％。
本发明根据泥质砂岩型铀矿石的四价铀含量高，与脉石矿物共生关系密切，有机物和碳酸盐矿物含量高，渗透性及过滤性能差，固液分离困难等特点，而现有技术采用常规酸法浸出时，酸耗高，而采用碱法浸出时铀的浸出率较低。本发明技术方案采用分步浮选的方法，先通过抑制碳酸盐浮选独立铀矿物，优先选出部分碳酸盐含量低的浮选铀精矿，这部分浮选铀精矿易于采用酸法浸出回收铀，且酸耗量大幅度降低，铀资源得到有效回收，然后再通过浮选回收吸附状态含铀矿物，得到吸附态铀矿物浮选精矿，吸附状态含铀浮选精矿中的铀易于采用碱法浸出回收，而这一部分浮选精矿虽然碳酸盐矿物含量高，但是并不消耗碱，因此在保持较高铀回收率的同时，降低碱耗量。综上所述，本发明将泥质砂岩型铀矿石进行分步浮选获得不同类型的浮选铀精矿，结合浮选分组获得的铀精矿特点采用不同的浸出方法回收铀，可以有效降低后续浸出的试剂消耗，提高铀的浸出率，而且能够实现了浮选尾矿抛尾，为经济开发此类铀矿资源提供了技术支撑。
作为一个优选的方案，所述泥质砂岩型铀矿石磨矿至粒度满足粒径小于0.074mm粒级的质量百分比含量占40～90％。将泥质砂岩型铀矿石磨矿磨矿至适当粒度有利于铀矿物与脉石矿物的解离。
作为一个优选的方案，所述调浆调节矿浆的质量百分比浓度为10～40％。
作为一个优选的方案，步骤1)中，粗选过程中，水玻璃的用量为200～2000g/t，焦磷酸钠的用量为100～1000g/t，水杨羟肟酸的用量为200～1500g/t，丁基黄药的用量为100～1000g/t，2号油的用量为30～150g/t。水玻璃主要用于抑制硅酸盐矿物浮选，而焦磷酸钠主要抑制碳酸盐矿物浮选。
作为一个优选的方案，步骤1)中，扫选过程中，水杨羟肟酸的用量为100～600g/t，丁基黄药的用量为50～400g/t。
作为一个优选的方案，步骤1)中，精选过程中，水玻璃的用量为0～100g/t，焦磷酸钠的用量为0～500g/t。
作为一个优选的方案，步骤2)中，粗选过程中，油酸钠的用量为200～1500g/t，十二胺的用量为100～1000g/t。本发明首次采用油酸钠和十二胺组合用于吸附状态含铀矿物浮选，两者组合使用能够相互促进在与铀密切共生矿物表面的吸附，提高对吸附态含铀矿物的捕收能力，进而提高扫选尾矿中吸附钛铀矿物的回收率，且浮选尾矿中铀含量低，可以直接抛尾。
作为一个优选的方案，步骤2)中，扫选过程中，油酸钠的用量为100～800g/t，十二胺的用量为50～500g/t。
本发明提供了一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其包括以下步骤：
(1)矿石破磨：将矿石粒度破磨至细度-0.074mm占40～90％，将矿浆浓度调至10～40％。
(2)浮选独立铀矿物：
1)在矿浆中加入硅酸盐矿物抑制剂水玻璃，用量为200～2000g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min，加入碳酸盐矿物抑制剂焦磷酸钠，用量为100～1000g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min。
2)在矿浆中加入捕收剂水杨羟肟酸，用量为200～1500g/t，丁基黄药，用量为100～1000g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min，加入起泡剂2号油，用量为30～150g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min；药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿I和粗选尾矿I。
3)在粗选尾矿I中加入水杨羟肟酸，用量为100～600g/t，丁基黄药，用量为50～400g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min，扫选一次，得到扫选精矿I和扫选尾矿I，扫选精矿I返回上一级粗选。
4)上述步骤2)中得到的粗选精矿I再进行多次精选，每次精选加入0～100g/t的水玻璃和0～500g/t的焦磷酸钠，直至达到理想的浮选指标，精选尾矿依次返回上一级浮选。
(3)浮选吸附态存在的铀：
1)在上述步骤(2)中得到的扫选尾矿I中加入捕收剂油酸钠，用量为200～1500g/t，十二胺，用量为100～1000g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿II和粗选尾矿II。
2)在粗选尾矿II中加入油酸钠，用量为100～800g/t，十二胺，用量为50～500g/t，浮选机转子转速1000～2500r/min条件下，搅拌3～15min；扫选一次，得到扫选精矿II和尾矿；扫选尾矿直接抛尾。
3)将粗选精矿II和扫选精矿合并，作为吸附状态铀浮选精矿。
相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果：
本发明技术方案关键在于对泥质砂岩型铀矿石进行分步浮选，将铀矿分选为适合于酸浸的独立铀矿物浮选精矿和适合于碱浸的吸附态铀矿物浮选精矿，从而可以在大幅度降低浸出试剂耗量的条件下获得较高的铀资源回收效率。本发明首先抑制碳酸盐矿物，将独立铀矿物浮选出来，铀矿物浮选精矿产率11.73％，铀品位0.325％，回收率29.74％，二氧化碳品位2.52％，回收率3.06％，这部分浮选精矿中碳酸盐矿物含量低，后续可以采用酸法浸出回收铀；然后浮选吸附状态的铀，吸附状态铀浮选精矿产率44.15％，铀品位0.186％，回收率64.06％，二氧化碳品位10.12％，回收率46.21％，这一部分浮选精矿中铀容易浸出且碳酸盐矿物含量高，后续可以采用碱法浸出回收；浮选尾矿产率44.12％，铀品位0.018％，回收率6.20％，可以直接尾弃。综上所述，本发明根据矿石的浸出特性和铀的赋存特点，将矿石进行了浮选分组，可以有效降低后续浸出的试剂消耗，提高铀的浸出率，并且能够实现了浮选尾矿抛尾，为经济开发此类铀矿资源提供了技术支撑。
附图说明
图1为泥质砂岩型铀矿石的分选预处理工艺流程图。
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
某泥质砂岩型铀矿石主要有斜长石、泥质物、微斜长石、石英、白云石、方解石、石膏、沥青铀矿、黄铁矿、针铁矿、褐铁矿、炭质物、黄铁矿等组成。铀以独立矿物及吸附状态2种形式存在，铀矿物包括沥青铀矿、铀石、钛铀矿，大部分铀矿物的产出均与黄铁矿、长石、石英、有机炭关系密切。矿石中铀品位0.128％，二氧化碳品位9.67％。
开展了4组药剂制度对比试验，具体为：
(1)将矿石粒度破磨至细度-0.074mm占60％，矿浆浓度调至15％。
在矿浆中加入硅酸盐矿物抑制剂水玻璃1～4号试验用量分别为1000g/t、800g/t、800g/t、800g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，加入碳酸盐矿物抑制剂焦磷酸钠1～4号试验用量分别为0g/t、200g/t、200g/t、200g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min。
(3)在矿浆中加入捕收剂水杨羟肟酸1～4号试验用量分别为500g/t、500g/t、650g/t、500g/t，丁基黄药1～4号试验用量分别为150g/t、150g/t、0g/t、150g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，加入起泡剂2号油1～4号试验用量均为50g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到独立铀矿物粗选精矿1和粗选尾矿1。
(4)在粗选尾矿1中加入捕收剂油酸钠1～4号试验用量分别为500g/t、500g/t、500g/t、600g/t，十二胺1～4号试验用量分别为100g/t、100g/t、100g/t、0g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到吸附态铀矿物粗选精矿2和粗选尾矿2。
实例1试验结果见表1。
表1 实例1试验结果
Figure BDA0002932279310000051
Figure BDA0002932279310000061
实施例2
某泥质砂岩型铀矿石主要有斜长石、泥质物、微斜长石、石英、白云石、方解石、石膏、沥青铀矿、黄铁矿、针铁矿、褐铁矿、炭质物、黄铁矿等组成。铀以独立矿物及吸附状态2种形式存在，铀矿物包括沥青铀矿、铀石、钛铀矿，大部分铀矿物的产出均与黄铁矿、长石、石英、有机炭关系密切。矿石中铀品位0.128％，二氧化碳品位9.67％。
(1)将矿石粒度破磨至细度-0.074mm占65％，矿浆浓度调至20％。
(2)在矿浆中加入硅酸盐矿物抑制剂水玻璃600g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，加入碳酸盐矿物抑制剂焦磷酸钠300g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min。
(3)在矿浆中加入捕收剂水杨羟肟酸500g/t，丁基黄药100g/t，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。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿1和粗选尾矿1。
(4)在粗选尾矿1中加入水杨羟肟酸150g/t，丁基黄药50g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，扫选1次，得到扫选精矿1和扫选尾矿1，扫选精矿1返回上一级粗选。
(5)在粗选精矿1加入水玻璃200g/t，焦磷酸钠100g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，精选1次，得到铀矿物浮选精矿和精选尾矿，精选尾矿返回上一级粗选1。
(6)在扫选尾矿1中加入捕收剂油酸钠500g/t，十二胺100g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿2和粗选尾矿2。
(7)在粗选尾矿2中加入捕收剂油酸钠150g/t，十二胺50g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，扫选1次，得到扫选精矿2和浮选尾矿。将粗选精矿2和扫选精矿合并，作为吸附状态铀浮选精矿。
实例2试验结果见表2。
表2 实例2试验结果
Figure BDA0002932279310000071
实施例3
某泥质砂岩型铀矿石主要有斜长石、泥质物、微斜长石、石英、白云石、方解石、石膏、沥青铀矿、黄铁矿、针铁矿、褐铁矿、炭质物、黄铁矿等组成。铀以独立矿物及吸附状态2种形式存在，铀矿物包括沥青铀矿、铀石、钛铀矿，大部分铀矿物的产出均与黄铁矿、长石、石英、有机炭关系密切。矿石中铀品位0.128％，二氧化碳品位9.67％。
(1)将矿石粒度破磨至细度-0.074mm占70％，矿浆浓度调至25％。
(2)在矿浆中加入硅酸盐矿物抑制剂水玻璃800g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min，加入碳酸盐矿物抑制剂焦磷酸钠300g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min。
(3)在矿浆中加入捕收剂水杨羟肟酸550g/t，丁基黄药150g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min，加入起泡剂2号油55g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌10min。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿1和粗选尾矿1。
(4)在粗选尾矿1中加入水杨羟肟酸200g/t，丁基黄药80g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，扫选1次，得到扫选精矿1和扫选尾矿1，扫选精矿1返回上一级粗选。
(5)在粗选精矿1加入水玻璃250g/t，焦磷酸钠150g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，精选1次，得到铀矿物浮选精矿和精选尾矿，精选尾矿返回上一级粗选1。
(6)在扫选尾矿1中加入捕收剂油酸钠550g/t，十二胺150g/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿2和粗选尾矿2。
(7)在粗选尾矿2中加入捕收剂油酸钠150g/t，十二胺80/t，浮选机转子转速1500r/min条件下，搅拌15min，扫选1次，得到扫选精矿2和浮选尾矿。将粗选精矿2和扫选精矿合并，作为吸附状态铀浮选精矿。
实例3验结果见表3。
表3 实例3试验结果
Figure BDA0002932279310000081
Figure BDA0002932279310000091
实施例4
某泥质砂岩型铀矿石主要有斜长石、泥质物、微斜长石、石英、白云石、方解石、石膏、沥青铀矿、黄铁矿、针铁矿、褐铁矿、炭质物、黄铁矿等组成。铀以独立矿物及吸附状态2种形式存在，铀矿物包括沥青铀矿、铀石、钛铀矿，大部分铀矿物的产出均与黄铁矿、长石、石英、有机炭关系密切。矿石中铀品位0.128％，二氧化碳品位9.67％。
(1)将矿石粒度破磨至细度-0.074mm占75％，矿浆浓度调至30％。
(2)在矿浆中加入硅酸盐矿物抑制剂水玻璃1000g/t，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min，加入碳酸盐矿物抑制剂焦磷酸钠500g/t，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min。
(3)在矿浆中加入捕收剂水杨羟肟酸600g/t，丁基黄药200g/t，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。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿1和粗选尾矿1。
(4)在粗选尾矿1中加入水杨羟肟酸250g/t，丁基黄药100g/t，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1和扫选尾矿1，扫选精矿1返回上一级粗选。
(5)在粗选精矿1加入水玻璃300g/t，焦磷酸钠150g/t，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min，精选1次，然后对精选精矿再精选1次，得到铀矿物浮选精矿和精选尾矿，两次精选尾矿依次返回上一级浮选。
(6)在扫选尾矿1中加入捕收剂油酸钠600g/t，十二胺200g/t，浮选机转子转速2000r/min条件下，搅拌5min。药剂与矿物充分接触后充气浮选，得到粗选精矿2和粗选尾矿2。
(7)在粗选尾矿2中加入捕收剂油酸钠200g/t，十二胺100/t，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2和浮选尾矿。将粗选精矿2和扫选精矿合并，作为吸附状态铀浮选精矿。
实例4验结果见表4。
表4 实例4试验结果
Figure BDA0002932279310000101

Claims (8)

1.一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将泥质砂岩型铀矿石进行磨矿和调浆后，以水玻璃和焦磷酸钠作为抑制剂，水杨羟肟酸作为捕收剂以及2号油作为起泡剂，经过一次粗选+一次扫选+多次精选流程，得到含独立铀矿物的浮选精矿和扫选尾矿；
2)所述扫选尾矿以油酸钠和十二胺作为捕收剂，经过一次粗选+一次扫选流程，得到含吸附状态铀矿物的浮选精矿和浮选尾矿，浮选尾矿直接抛尾。
2.根据权利要求1所述的一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：所述泥质砂岩型铀矿石磨矿至粒度满足粒径小于0.074mm粒级的质量百分比含量占40～90％。
3.根据权利要求1所述的一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：所述调浆调节矿浆的质量百分比浓度为10～40％。
4.根据权利要求1所述的一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：步骤1)中，粗选过程中，水玻璃的用量为200～2000g/t，焦磷酸钠的用量为100～1000g/t，水杨羟肟酸的用量为200～1500g/t，丁基黄药的用量为100～1000g/t，2号油的用量为30～150g/t。
5.根据权利要求1所述的一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：步骤1)中，扫选过程中，水杨羟肟酸的用量为100～600g/t，丁基黄药的用量为50～400g/t。
6.根据权利要求1所述的一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：步骤1)中，精选过程中，水玻璃的用量为0～100g/t，焦磷酸钠的用量为0～500g/t。
7.根据权利要求1所述的一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：步骤2)中，粗选过程中，油酸钠的用量为200～1500g/t，十二胺的用量为100～1000g/t。
8.根据权利要求1所述的一种高酸耗泥质砂岩型铀矿石的分选预处理方法，其特征在于：步骤2)中，扫选过程中，油酸钠的用量为100～800g/t，十二胺的用量为50～500g/t。
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