CN116240374B - 一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，属于铀钼金属冶炼技术领域。本发明方法首先提供了一种尾渣滤饼再制浆以及去除各种大小杂物的工业化生产方法，避免了杂物颗粒对工艺和设备的影响；再采用碳酸铵+氧气在较低温度和微压力下实现难处理硫化钼的氧化，然后将尾渣碱性浸出浆体与铀钼原矿的酸性浸出浆体合并，既实现了碱性浸出矿浆的酸化处理，又节省了酸性浸出矿浆碱中和过程中碱的用量，由此双向降低了试剂消耗，最后再将将铀沉母液和钼沉母液合并后，通过氨回收系统进行氨的回收，实现了NH₄ ⁺的循环再回收利用。本发明方法总体投资和处理成本低，金属回收效率高，操作简便易于自动化控制。

Description

一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法

技术领域

本发明属于铀钼金属冶炼技术领域，涉及一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法。

背景技术

铀和钼均是典型的战略矿产资源，现有的铀钼冶炼技术，主要针对铀钼原矿。专利号为2011100117098的发明专利，公开了一种从铀钼矿中回收铀钼的工艺方法，该方法包括如下步骤：(1)对铀钼矿破磨，然后进行加压碱浸，固液分离后得到碱性浸出液；对含铀钼矿破磨，然后进行强化酸浸，固液分离后得到酸性浸出液；(2)将上述步骤(1)所得碱性浸出液和酸性浸出液按照体积比为1∶(1～8)的比例进行混合后萃取钼；(3)对步骤(2)萃取钼后所得有机相进行反萃取钼，得到钼合格液；(4)对步骤(2)萃取钼后所得萃余水进行萃取铀；(5)对步骤(4)萃取铀后所得有机相进行反萃取铀，得到铀合格液。

铀和钼作为战略性矿产资源，尽管目前储量尚丰富，但是其不可再生性决定了不能单纯依靠从天然矿石中进行无节制开采提取，必须提高冶炼技术，加大资源的综合回收利用。因此，从二次资源中回收铀钼是今后的重要研究方向，并且从二次资源中回收铀钼对环境保护和企业可持续发展具有重要意义。二次含钼资源主要有选钼尾矿、浸出尾渣、含钼废催化剂、含钼废水等，这些含钼废弃物如果直接废弃或排放，不仅会使大量的钼资源流失，影响企业的长远发展，还会对环境造成一定污染，因此回收并资源化利用这些二次资源势在必行。

在铀钼矿的工业生产过程中，过去一段时间受工艺技术水平限制、成本投入和钼市场价格低迷的影响，钼的回收率整体偏低，导致大量搅拌浸出尾渣中仍然存在一定量钼资源。针对这些浸出尾渣中的钼资源，尤其是以包裹型胶硫钼矿形式存在的难处理尾渣，人们尝试采用选矿法、酸法加压浸出、碱法加压浸出、焙烧处理等方法处理。然而，这些方法要么技术不可行、存在环保风险；要么对设备要求高、经济性差；而且尾渣再处理的工业化冶炼，还需要考虑如何除杂制浆，能否与现有酸法浸出铀钼原矿工业生产线有机结合等问题。因此现有的铀钼冶炼方法，难以处理铀钼矿尾渣。

迫切需要一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，能够以经济可行的方法处理铀钼矿尾渣，并且能与现有酸法浸出铀钼原矿工业生产线有机结合，最大限度提高资源回收率，降低企业投资成本和生产成本，提高经济效益。

发明内容

针对现有技术从难处理铀钼矿尾渣中回收铀钼存在的困难和问题，本发明的目的是提供一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，以经济可行的方法处理铀钼矿尾渣，并且与现有酸法浸出铀钼原矿工业生产线有机结合，最大限度提高铀钼资源回收率，降低企业投资成本和生产成本，提高经济效益。本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1 对铀钼矿尾渣进行除杂，然后湿磨制浆，得到矿浆；

S2 将步骤S1得到的矿浆加入浸出剂碳酸铵，通入氧气后微压浸出，得到铀钼矿尾渣碱性浸出矿浆；

S3 将步骤S2得到的铀钼矿尾渣碱性浸出矿浆与铀钼原矿酸性浸出矿浆合并，并充分混合，得到混合矿浆；

S4 将步骤S3得到的混合矿浆液固分离，得到铀钼酸性溶液；

S5 将步骤S4得到的铀钼酸性溶液进行钼的萃取和反萃取，得到钼反萃取液和钼萃余液，钼反萃取液经过酸沉得到钼产品和钼沉淀母液；

S6 将步骤S5得到的钼萃余液进行铀的萃取和反萃取，得到铀反萃取液和铀萃余液，铀反萃取液经过碱沉得到铀产品和铀沉淀母液。

进一步地，还包括步骤S7：

S7 将步骤S4得到的钼沉淀母液和步骤S5得到的铀沉淀母液合并，然后进行氨的回收。

进一步地，所述铀钼矿尾渣粒度为80目以下，尾渣中的钼主要以难浸出包裹型胶硫钼矿的形式存在，其铀品位在0.01%~0.04%、钼品位在0.4%~1.2%。本发明中，除另有说明的以外，百分比、比例、倍，均以质量为基准。

进一步地，步骤S1具体为：将铀钼矿尾渣运输到自动给料仓中，通过无轴螺旋给料机向滚筒筛持续给料，滚筒筛筛网尺寸大小范围-5~-30cm（“-5cm”表示5cm以下，“-30cm”表示30cm以下，下同），去除大块杂物后的物料通过皮带机运输到磨矿机中进行湿法磨矿制浆，磨矿液固比（0.5~1.5）︰1，湿磨时间10~60min，湿磨后的浆体通过磨矿机出口处的磨头筛去除小颗粒杂物，磨头筛筛网大小为-1~-3mm。

对于生产上多年来堆存的尾渣，一方面以压实滤饼的形式存在，另一方面往往混有各种大小杂物。为了回收尾渣中的铀钼资源，工业化冶炼时既要将尾渣饼重新打散制成浆体，又要将混入的各种杂物有效去除，以满足工艺及设备运转要求。为此，本发明提供了上述尾渣除杂制浆工艺：首先采用滚筒筛自动去除大块杂物，然后采用湿法球磨将尾渣饼打散以获得浆体，同时在磨矿机出口出处设计滚动磨头筛，进一步自动去除小颗粒状杂物，由此解决了尾渣中夹杂的大小杂物对工艺设备的影响，获得了干净的尾渣浆体。

进一步地，步骤S2中微压浸出的条件为：浸出剂加入量为矿石质量的3～15％，氧气通入量为矿石质量的4～12%，浸出液固比（1~3）︰1，反应总压力0.1~0.2MPa，反应温度70~95℃，反应时间1~5h。

尾渣中的钼是铀钼原矿常规搅拌浸出工艺难以浸出或氧化的部分，该部分难处理的钼需要采用一定的强化工艺才能实现有效提取。如果采用酸法加压工艺处理低品位含钼尾渣，生产成本高而没有经济性；如果采用氢氧化钠碱性氧压浸出工艺，一是氢氧化钠本身试剂价格高，二是将导致尾渣中的铀得不到回收。现有技术专利2011100117098处理铀钼矿，采用碳酸钠做浸出剂，在高温和高压（220℃、3.0MPa的压力）下浸出长达10h。本发明创造性地提出“碳酸铵+氧气”微压浸出新工艺，在较低温度（70~95℃）和微压力条件（0.1~0.2MPa）条件下短时间浸出（1~5h），即可实现尾渣中铀钼资源的低成本高效回收，既降低了对浸出设备的要求，又提高了浸出效率。

进一步地，步骤S3中铀钼原矿酸性浸出矿浆是铀钼矿尾渣碱性浸出矿浆的3倍以上，混合方式为机械搅拌或空气搅拌。

现有生产工艺对铀钼原矿的处理通常采用酸法浸出，其浸出矿浆的酸度较高，需要先碱性中和改性后再过滤。本发明采用尾渣碱性浸出体系与原矿酸性浸出体系的结合改性的技术方案，与现有酸法浸出铀钼原矿工业生产线有机结合，具有以下优势：一方面利用酸性浸出矿浆中的余酸实现了碱性浸出矿浆的酸化处理，以满足在弱酸性环境下萃取工艺的要求；另一方面节省了酸性浸出矿浆碱中和过程中碱的用量，由此双向降低了试剂消耗。

进一步地，步骤S4中所述液固分离为板框压滤。

进一步地，步骤S5中所述钼的萃取和反萃取具体为：采用三脂肪胺萃取钼、氨水反萃取钼，所述酸沉采用的酸为硫酸。

进一步地，步骤S6中所述铀的萃取和反萃取具体为：采用三脂肪胺萃取铀、碳酸铵反萃取铀，所述碱沉使用的碱为氨水。

进一步地，步骤S7回收得到的氨水，返回步骤S5用于反萃取钼和步骤S6用于碱沉铀反萃取液。

本发明采用“铵盐浸出尾渣-氨水反萃取钼-铵盐反萃取铀-氨水沉淀铀-氨回收”的氨体系循环新工艺，实现了NH₄ ⁺的循环再回收利用，降低试剂消耗并且减少废水排放。

本发明具有以下有益技术效果：

（1）对尾渣中铀钼资源回收率高，处理成本低，经济可行，实用性强。

（2）与现有酸法浸出铀钼原矿工业生产线有机结合，降低试剂消耗，同时总体投资少。

（3）实现了NH₄ ⁺的循环再回收利用，降低试剂消耗并且减少废水排放。

（4）操作简便，易于自动化控制。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明的保护范围。

实施例1

由于2008年以来钼市场价格持续走低，某铀钼矿采用酸法常规搅拌浸出工艺，以双氧水为氧化剂、硫酸为浸出剂处理高品位铀钼矿石。该工艺设备投资小，但对钼的浸出率不高，导致尾渣中钼的含量达到0.89%，铀品位也有0.25%。随着近年来钼价格的持续上涨，迫切需要从原常规搅拌浸出尾渣中再回收铀钼资源。采用本发明提供的方法从该尾渣中综合回收铀钼金属，流程如图1所示，包括以下步骤：

S1 该尾渣持续十余年来一直堆存于尾渣库中，粒度为-100目，呈压实滤饼状，且混有各种大小杂物。首先将铀钼矿尾渣运输到自动给料仓中，通过无轴螺旋给料机向滚筒筛持续给料，滚筒筛筛网尺寸为-20cm，去除大块杂物后的物料通过皮带运输到磨矿机中进行湿法磨矿制浆，磨矿液固比1:1，湿磨时间30min，湿磨后的浆体通过磨矿机出口处的磨头筛去除小颗粒杂物，磨头筛筛网大小为-1mm。

S2 对步骤S1所得矿浆，进行碱性加压氧化浸出铀钼，浸出剂为碳酸铵溶液，浸出剂加入量为矿石质量的12％；氧化剂为氧气，通入量为矿石质量的5％，浸出液固比2︰1，反应总压力0.12MPa，反应温度90℃，反应时间1h。

S3 将步骤S2所得碱性矿浆与生产线上酸性浸出矿浆合并且充分混合，两者混合比例为1︰4，混合方式为机械搅拌。

S4 将步骤S3所得混合矿浆按照正常板框压滤、洗涤操作后得到铀钼酸性溶液。

S5 将步骤S4所得铀钼酸性溶液，采用三脂肪胺萃取钼、氨水反萃取钼得到反萃取液和萃余液，反萃取液经过硫酸酸沉得到钼产品和沉淀母液。

S6 将步骤S5所得萃余液，采用三脂肪胺萃取铀、碳酸铵反萃取铀得到反萃取液和萃余液，反萃取液经过氨水碱沉得到铀产品和沉淀母液。

S7 将步骤S5、S6所得沉淀母液合并后，通过氨回收系统进行氨的回收，所得氨水返回生产自用。

采用现有技术的各种方法回收实施例1尾渣中的铀钼，与实施例1的对比见下表（经济效益以2023年4月产品价格和试剂价格计算）。

实施例2

某铀钼矿搅拌浸出尾渣，粒度为-80目，呈压实滤饼状，钼的含量为0.61%，铀的含量为0.15%，随着近年来钼价格的持续上涨，迫切需要从该尾渣中再回收铀钼资源。采用本发明所述的方法，从该尾渣中综合回收铀钼金属，流程如图1所示，包括以下步骤：

S1 该尾渣多年来属于临时堆放，由于管理不到位导致混有各种大小杂物，如砖头、废石颗粒物等，首先将铀钼矿尾渣运输到自动给料仓中，通过无轴螺旋给料机向滚筒筛持续给料，滚筒筛筛网尺寸为-25cm，去除大块杂物后的物料通过皮带运输到磨矿机中进行湿法磨矿制浆，磨矿液固比0.8:1，湿磨时间约20min，湿磨后的浆体通过磨矿机出口处的磨头筛去除小颗粒杂物，磨头筛筛网大小为-1mm。

S2 对步骤S1所得矿浆，进行碱性加压氧化浸出铀钼，浸出剂为碳酸铵溶液，浸出剂加入量为矿石质量的10％；氧化剂为氧气，通入量为矿石质量的6％，浸出液固比2︰1，反应总压力0.13MPa，反应温度95℃，反应时间1.5h。

S3 将步骤S2所得碱性矿浆与生产线上酸性浸出矿浆合并且充分混合，酸性矿浆的酸度约为25g/L，两者混合比例约为1︰5，混合方式为机械搅拌。

S4 对步骤S3所得混合矿浆按照正常板框压滤、洗涤操作后得到铀钼酸性溶液。

S5 对步骤S4所得铀钼酸性溶液，采用三脂肪胺萃取钼、氨水反萃取钼得到反萃取液和萃余液，反萃取液经过硫酸酸沉得到钼产品和沉淀母液。

S6 对步骤S5所得萃余液，采用三脂肪胺萃取铀、碳酸铵反萃取铀得到反萃取液和萃余液，反萃取液经过氨水碱沉得到铀产品。

S7 对步骤S5、S6所得沉淀母液合并后，通过氨回收系统进行氨的回收，所得氨水返回生产自用。

本实施例最终效果：铀浸出率58.5%，钼浸出率78.5%，以2023年4月产品价格和试剂价格计算，产生经济效益为110元/吨尾渣。

实施例3

某铀钼矿采用硫酸浸出、双氧水氧化的加温搅拌浸出工艺，多年来堆存了100余万吨铀钼矿浸出尾渣，粒度为-100目，呈压实滤饼状，钼的平均含量为0.55%，铀的平均含量为0.17%。随着近年来钼价格的持续上涨，迫切需要从该尾渣中再回收铀钼资源。采用本发明所述的方法从该尾渣中综合回收铀钼金属，流程如图1所示，包括以下步骤：

S1 该尾渣多年来临时堆放于尾渣库中，混有各种大小杂物，如木头、砖头、废石颗粒物等，首先将铀钼矿尾渣运输到自动给料仓中，通过无轴螺旋给料机向滚筒筛持续给料，滚筒筛筛网尺寸为-30cm，去除大块杂物后的物料通过皮带运输到磨矿机中进行湿法磨矿制浆，磨矿液固比1.2:1，湿磨时间约25min，湿磨后的浆体通过磨矿机出口处的磨头筛去除小颗粒杂物，磨头筛筛网大小为-2mm。

S2 对步骤S1所得矿浆，进行碱性加压氧化浸出铀钼，浸出剂为碳酸铵溶液，浸出剂加入量为矿石质量的8％；氧化剂为氧气，通入量为矿石质量的5％，浸出液固比2︰1，反应总压力0.12MPa，反应温度85℃，反应时间2h。

S3 将步骤S2所得碱性矿浆与生产线上酸性浸出矿浆合并且充分混合，酸性矿浆的酸度约为30g/L，两者混合比例不小于1︰3，混合方式为机械搅拌。

S4 对步骤S3所得混合矿浆按照正常板框压滤、洗涤操作后得到铀钼酸性溶液。

S5 对步骤S4所得铀钼酸性溶液，采用三脂肪胺萃取钼、氨水反萃取钼得到反萃取液和萃余液，反萃取液经过硫酸酸沉得到钼产品和沉淀母液。

S6 对步骤S5所得萃余液，采用三脂肪胺萃取铀、碳酸铵反萃取铀得到反萃取液和萃余液，反萃取液经过氨水碱沉得到铀产品和沉淀母液。

S7 对步骤S5、S6所得沉淀母液合并后，通过氨回收系统进行氨的回收，所得氨水返回生产自用。

本实施例最终效果：铀浸出率52.9%，钼浸出率81.5%，以2023年4月产品价格和试剂价格计算，产生经济效益约为95元/吨尾渣。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。本发明的保护范围由权利要求书及其等同技术方案限定。

Claims (8)

1.一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1 对铀钼矿尾渣进行除杂，然后湿磨制浆，得到矿浆；所述铀钼矿尾渣粒度为80目以下，尾渣中的钼主要以难浸出包裹型胶硫钼矿的形式存在，其铀品位在0.01%~0.04%、钼品位在0.4%~1.2%；

S2 将步骤S1得到的矿浆加入浸出剂碳酸铵，通入氧气后微压浸出，得到铀钼矿尾渣碱性浸出矿浆；微压浸出的条件为：浸出剂加入量为矿石质量的3～15％，氧气通入量为矿石质量的4～12%，浸出液固比（1~3）︰1，反应总压力0.1~0.2MPa，反应温度70~95℃，反应时间1~5h；

S3 将步骤S2得到的铀钼矿尾渣碱性浸出矿浆与铀钼原矿酸性浸出矿浆合并，并充分混合，得到混合矿浆；

S4 将步骤S3得到的混合矿浆液固分离，得到铀钼酸性溶液；

S5 将步骤S4得到的铀钼酸性溶液进行钼的萃取和反萃取，得到钼反萃取液和钼萃余液，钼反萃取液经过酸沉得到钼产品和钼沉淀母液；

S6 将步骤S5得到的钼萃余液进行铀的萃取和反萃取，得到铀反萃取液和铀萃余液，铀反萃取液经过碱沉得到铀产品和铀沉淀母液。

2.根据权利要求1所述的一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，还包括步骤S7：

S7 将步骤S4得到的钼沉淀母液和步骤S5得到的铀沉淀母液合并，然后进行氨的回收。

3.根据权利要求1或2所述的一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，步骤S1具体为：将铀钼矿尾渣运输到自动给料仓中，通过无轴螺旋给料机向滚筒筛持续给料，滚筒筛筛网尺寸大小范围5~30cm，去除大块杂物后的物料通过皮带机运输到磨矿机中进行湿法磨矿制浆，磨矿液固比（0.5~1.5）︰1，湿磨时间10~60min，湿磨后的浆体通过磨矿机出口处的磨头筛去除小颗粒杂物，磨头筛筛网大小为1~3mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，步骤S3中铀钼原矿酸性浸出矿浆是铀钼矿尾渣碱性浸出矿浆的3倍以上，混合方式为机械搅拌或空气搅拌。

5.根据权利要求1或2所述的一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，步骤S4中所述液固分离为板框压滤。

6.根据权利要求1或2所述的一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，步骤S5中所述钼的萃取和反萃取具体为：采用三脂肪胺萃取钼、氨水反萃取钼，所述酸沉采用的酸为硫酸。

7.根据权利要求1或2所述的一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，步骤S6中所述铀的萃取和反萃取具体为：采用三脂肪胺萃取铀、碳酸铵反萃取铀，所述碱沉使用的碱为氨水。

8.根据权利要求2所述的一种低成本高收率的铀钼矿尾渣工业化冶炼方法，其特征在于，步骤S7回收得到的氨水，返回步骤S5用于反萃取钼和步骤S6用于碱沉铀反萃取液。