CN115232994B - 一种含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法。所述方法，包括：S1：低品位含铀废石破碎后筑堆；S2：用转型液喷淋至第一破碎废石堆上，调节淋滤液的pH值至碱性；S3：用调节pH值后的淋滤液喷淋第二破碎废石堆，所得溶液去往废水处理；当喷淋第二破碎废石堆后的流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋；S4：将两个破碎废石堆进行互换，重复执行步骤S2及步骤S3，执行次数为i；5≥i≥1；S5：利用清水清洗第二破碎废石堆，然后再用硫酸溶液进行喷淋，回收其中的铀。本发明中将转型液处理配合工业生产中废石中的铀回收，同时实现了铀和氯离子的分离，实用性强，优化产业流程，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法。
背景技术
目前，采用离子交换法从铀矿石浸出液中提取铀是最常用也是最有效的方法之一，典型的离子交换提铀工艺流程为“浸出液—离子交换吸附—酸性氯化钠淋洗饱和树脂—贫树脂硫酸转型—树脂再吸附”。
在工业生产中，由于树脂塔内的树脂经常出现局部板结堵塞等情况，由此导致淋洗、转型工艺往往很难彻底，从而使得树脂转型液中含有较高浓度的铀、氯以及其他杂质，因此，树脂转型液既不能返回配置淋洗剂也不能直接去往废水处理，实际生产中只好将转型液返回浸出系统，从而导致生产系统中氯离子不断积累，研究及生产运行发现，当酸性浸出液中氯离子浓度较高时，常用的阴离子交换树脂不能有效分离铀，极大地影响了生产中树脂吸附工艺的效率。
针对含铀含氯高酸度的树脂转型液，胡军等开发了用SL-406阳离子交换树脂从氯化物含量较高的硫酸浸出液中提取铀、任宇等进行了SAPP提铀螯合树脂的耐氯性能能测试、核工业北京化工冶金研究院研制出的SL406树脂、SLD225b树脂、D816树脂、水合氧化态吸附剂等也可以有效的从高氯离子溶液中提取铀，但以上特种树脂市场化应用程度较低，价格不确定且对其他特定离子的耐受度不高，并未在实际生产中得到广泛应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，配合工业生产中废石中的铀回收，同时实现了铀和氯离子的分离，实用性强，优化产业流程，降低成本。
本发明提供了一种含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，包括：
S1：低品位含铀废石破碎后筑堆；
S2：用转型液喷淋至第一破碎废石堆上，调节淋滤液的pH值至碱性；
S3：用调节pH值后的淋滤液喷淋第二破碎废石堆，所得溶液去往废水处理；当喷淋第二破碎废石堆后的流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋；
S4：将两个破碎废石堆进行互换，重复执行步骤S2及步骤S3，执行次数为i；5≥i≥1；
S5：利用清水清洗第二破碎废石堆，然后再用硫酸溶液进行喷淋，回收其中的铀。
优选地，所述低品位铀废石中含铀质量百分含量为0.01～0.05％。
优选地，所述步骤S2中，喷淋强度为30～50L/m2·h，控制喷淋后的淋滤液酸度0～5g/L。
优选地，所述喷淋后的淋滤液中，加入氢氧化钠溶液或石灰石，调节pH值至10～10.5。
优选地，所述步骤S3中，喷淋强度为30～50L/m2·h。
优选地，所述步骤S5中，利用清水清洗第二破碎废石堆时，固液比为0.05～0.2。
优选地，所述步骤S5中，硫酸溶液的浓度为10～50g/L，喷淋时间为3～10天，日喷淋时间为8～24小时，喷淋强度30～50L/m2·h，以回收其中沉淀的铀；当淋滤液铀浓度小于20mg/L时结束喷淋。
优选地，所述步骤S1中，低品位铀废石破碎至-10～-30mm。
与现有技术相比，本发明的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，具有以下优点：
(1)本发明将原本废弃的低品位铀矿石利用起来，一方面利用废石将转型液中的硫酸中和掉，另一方面又利用废石堆将铀沉淀下来。
(2)本发明利用高pH值条件下铀沉淀的原理，实现了铀和氯离子的有效分离，并且分离在废石堆中进行，无需固液分离。
(3)本发明可以附带回收低品位废石中的铀。
(4)本发明实用性强，总体处理成本低，操作简单可行，易于工业化生产。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明的实施例公开了一种含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，包括：
S1：低品位含铀废石破碎后筑堆；
S2：用转型液喷淋至第一破碎废石堆上，调节淋滤液的pH值至碱性；
S3：用调节pH值后的淋滤液喷淋第二破碎废石堆，所得溶液去往废水处理；当喷淋第二破碎废石堆后的流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋；
S4：将两个破碎废石堆进行互换，重复执行步骤S2及步骤S3，执行次数为i；5≥i≥1；
S5：利用清水清洗第二破碎废石堆，然后再用硫酸溶液进行喷淋，回收其中的铀。
本发明针对的转型液为贫树脂硫酸转型液，其中铀，氯的含量较高，主要成分范围为：铀0.05～0.500g/L，氯离子5～35g/L，硫酸30～60g/L。本发明采用将转型液与贫铀废石的联合处理方法，将原本废弃的低品位铀矿石利用起来，一方面利用废石将转型液中的硫酸中和掉，另一方面又利用废石堆将铀沉淀下来。利用高pH值条件下铀沉淀的原理，实现了铀和氯离子的有效分离，并且分离在废石堆中进行，无需固液分离。本发明既回收了转型液中的铀，又可以有效解决转型液中氯离子对生产系统的影响，并且可附带回收低品位废石中的铀，总体实用性强，处理成本低，具有一定经济效益，操作简单可行，易于工业化生产。
以下按照步骤详细说明所述的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法：
S1：低品位含铀废石破碎后筑堆；
所述低品位铀废石中含铀质量百分含量为0.01～0.05％。
低品位铀废石破碎至-10～-30mm。
S2：用转型液喷淋至第一破碎废石堆上，调节淋滤液的pH值至碱性；
喷淋强度为30～50L/m2·h，利用铀废石中和转型液中的硫酸，控制喷淋后的淋滤液酸度0～5g/L。
所述喷淋后的淋滤液中，加入氢氧化钠溶液或石灰石，调节pH值至10～10.5。
S3：用调节pH值后的淋滤液喷淋第二破碎废石堆，所得溶液去往废水处理；当喷淋第二破碎废石堆后的流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋；
喷淋强度为30～50L/m2·h，使转型液中的铀沉淀在第二破碎废石堆中，实现铀和氯离子的分离。
S4：将两个破碎废石堆进行互换，重复执行步骤S2及步骤S3，执行次数为i；5≥i≥1；
S5：利用清水清洗第二破碎废石堆，然后再用硫酸溶液进行喷淋，回收其中的铀。
利用清水清洗第二破碎废石堆时，固液比为0.05～0.2。
硫酸溶液的浓度为10～50g/L，喷淋时间为3～10天，日喷淋时间为8～24小时，喷淋强度30～50L/m2·h，以回收其中沉淀的铀；当淋滤液铀浓度小于20mg/L时结束喷淋。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
某铀矿山采用堆浸-离子交换工艺处理硬岩铀矿石，现有生产工艺中将树脂转型液返回浸出使用，使得生产体系中氯离子长期处于1～3g/L，极大地降低了树脂吸附能力，其转型液主要成分范围为：铀～0.120g/L，氯离子～22g/L，硫酸～40g/L，为此采用本发明所述方法进行含铀含氯高酸度树脂转型液的处理包括以下工艺步骤：
(1)将铀矿山开采出来的低品位铀废石破碎至-15mm后筑堆2个，依次为堆A和堆B，单堆矿石量约1200t，低品位铀废石含铀为0.025％；
(2)将高酸度含铀转型液喷淋至堆A，喷淋强度～40L/m2·h，利用铀废石中和转型液中的硫酸，控制流出液酸度0～5g/L；
(3)对步骤(2)所得淋滤液加氢氧化钠溶液进行调pH值至10～10.5；
(4)将步骤(3)调pH值后的溶液喷淋堆B，喷淋强度～30L/m2·h，使转型液中的铀沉淀在堆B中，实现铀和氯离子的分离；
(5)将步骤(4)喷淋所得溶液去往废水处理后外排；
(6)当堆B流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋，将堆B返回用作堆A，此时堆A移做堆B；
(7)当堆A、B循环使用3次后停止喷淋，对堆B控水后以清水洗堆，洗水液固比0.1，再用50g/L硫酸溶液喷淋7d，日喷淋时间16h，喷淋强度～40L/m2·h，以回收其中沉淀的铀，当淋滤液铀浓度小于20mg/L时结束喷淋，喷淋后的矿石废弃，再将破碎后的含铀废石新装堆B继续处理。
实施效果，经过约一年半的运行，共处理树脂转型液10800m3，使用铀废石4800t，从转型液及铀废石中共回收金属铀约1728kg，生产体系中氯离子从约1.5g/L降至0.5g/L以下，废石铀品位从0.025％降低至0.014％。
实施例2
某铀矿山采用搅拌浸出-离子交换工艺处理火山岩型铀矿石，在室内台架试验中考察本发明的技术可行性及处理效果，配制转型液的主要成分为：铀～0.080g/L，氯离子～18g/L，硫酸～30g/L，为此采用本发明所述方法进行含铀含氯高酸度树脂转型液的处理包括以下工艺步骤：
(1)将铀矿山开采出来的低品位铀废石破碎至-20mm后筑装柱2个，依次为柱A和柱B，单柱矿石量约20kg，低品位铀废石含铀为0.030％；
(2)将高酸度含铀转型液喷淋至柱A，喷淋强度～35L/m2·h，利用铀废石中和转型液中的硫酸，控制流出液酸度0～5g/L；
(3)对步骤(2)所得淋滤液加氢氧化钠溶液进行调pH值至10～10.5；
(4)将步骤(3)调pH值后的溶液喷淋柱B，喷淋强度～35L/m2·h，使转型液中的铀沉淀在柱B中，实现铀和氯离子的分离；
(5)将步骤(4)喷淋所得溶液去往废水处理后外排；
(6)当柱B流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋，将柱B返回用作堆A，此时柱A移做柱B；
(7)当柱A、B循环使用2次后停止喷淋，对柱B控水后以清水洗堆，洗水液固比0.1，再用50g/L硫酸溶液喷淋5d，日喷淋时间24h，喷淋强度～30L/m2·h，以回收其中沉淀的铀，当淋滤液铀浓度小于20mg/L时结束喷淋，喷淋后的矿石废弃。
实施效果，台架试验经过约3个月的运行，共处理树脂转型液220L，使用铀废石40kg，从转型液及铀废石中共回收金属铀约89.6g，实现了转型液中铀的回收及氯离子的外排，并且将废石铀品位从0.030％降低至0.012％。
实施例3
某铀矿山采用搅拌浸出-离子交换工艺处理火山岩型铀矿石，现有生产工艺中采用吸附尾液对树脂进行转型，尽管有大量外排生产水，但生产体系中氯离子仍然长期处于0.5～1g/L，影响了树脂吸附铀的能力，其转型液主要成分范围为：铀～0.080g/L，氯离子～18g/L，硫酸～30g/L，为此采用本发明所述方法进行含铀含氯高酸度树脂转型液的处理包括以下工艺步骤：
(1)将矿山开采出来的低品位铀废石破碎至-20mm后筑堆2个，依次为堆A和堆B，单堆矿石量约1000t，低品位铀废石含铀为0.030％；
(2)将高酸度含铀转型液喷淋至堆A，喷淋强度～35L/m2·h，利用铀废石中和转型液中的硫酸，控制流出液酸度0～5g/L；
(3)对步骤(2)所得淋滤液加氢氧化钠溶液进行调pH值至10～10.5；
(4)将步骤(3)调pH值后的溶液喷淋堆B，喷淋强度～35L/m2·h，使转型液中的铀沉淀在堆B中，实现铀和氯离子的分离；
(5)将步骤(4)喷淋所得溶液去往废水处理后外排；
(6)当堆B流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋，将堆B返回用作堆A，此时堆A移做堆B；
(7)当堆A、B循环使用2次后停止喷淋，对堆B控水后以清水洗堆，洗水液固比0.1，再用50g/L硫酸溶液喷淋5d，日喷淋时间24h，喷淋强度～30L/m2·h，以回收其中沉淀的铀，当淋滤液铀浓度小于20mg/L时结束喷淋，喷淋后的矿石废弃，再将破碎后的含铀废石新装堆B继续处理。
实施效果，经过十个月的运行，共处理树脂转型液约1万m3，使用铀废石2000t，从转型液及铀废石中共回收金属铀约900kg，生产体系中氯离子从约0.9g/L降至0.05g/L，废石铀品位从0.030％降低至0.015％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，其特征在于，包括：
S1：低品位含铀废石破碎后筑堆；低品位铀废石中含铀质量百分含量为0.01～0.05％；
S2：用转型液喷淋至第一破碎废石堆上，调节淋滤液的pH值至碱性；喷淋强度为30～50L/m2·h，控制喷淋后的淋滤液酸度0～5g/L；
S3：用调节pH值后的淋滤液喷淋第二破碎废石堆，所得溶液去往废水处理；当喷淋第二破碎废石堆后的流出液中铀含量大于5mg/L时停止喷淋；
S4：将两个破碎废石堆进行互换，重复执行步骤S2及步骤S3，执行次数为i；5≥i≥1；
S5：利用清水清洗第二破碎废石堆，然后再用硫酸溶液进行喷淋，回收其中的铀。
2.根据权利要求1所述的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，其特征在于，所述喷淋后的淋滤液中，加入氢氧化钠溶液或石灰石，调节pH值至10～10.5。
3.根据权利要求1所述的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，其特征在于，所述步骤S3中，喷淋强度为30～50L/m2·h。
4.根据权利要求1所述的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，其特征在于，所述步骤S5中，利用清水清洗第二破碎废石堆时，固液比为0.05～0.2。
5.根据权利要求4所述的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，其特征在于，所述步骤S5中，硫酸溶液的浓度为10～50g/L，喷淋时间为3～10天，日喷淋时间为8～24小时，喷淋强度30～50L/m2·h，以回收其中沉淀的铀；当淋滤液铀浓度小于20mg/L时结束喷淋。
6.根据权利要求1所述的含铀含氯高酸度树脂转型液处理的方法，其特征在于，所述步骤S1中，低品位铀废石破碎至-10～-30mm。
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