CS227258B1

CS227258B1 - Method of neutralizing residual acid in the process of leaching low leachable ores

Info

Publication number: CS227258B1
Application number: CS690182A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Kopecky; Konstantin Ing Martinek; Otto Ing Hinterholzinger
Original assignee: Jan Ing Kopecky; Konstantin Ing Martinek; Hinterholzinger Otto
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynález se týká postupu neutralizace zbytkové kyseliny sírové při úpravě těžce loužitelných rud, zejména uranových alumosilikátových typů, kterým se řeší náhrada nákladných neutralizačních materiálů.The invention relates to a process for the neutralization of residual sulfuric acid in the treatment of hardly leachable ores, in particular of uranium alumosilicate types, by which the replacement of expensive neutralizing materials is solved.

Loužení těžce loužitelných rud je nutno provádět při vysoké koncentraci kyseliny sírové. Po loužení zůstvává ve rmutu značné množství kyseliny, které je nutno před separačními procesy neutralizovat. Neutralizaci lze provádět přídavkem lehce loužitelných rud s vysokým obsahem karbonátů a v konečné fázi suspenzí hydroxidu vápenatého. Pokud není tento druh rud k dispozici v dostatečném množství, je zbytková kyselina nákladným způsobem neutralizována pouze suspenzí hydroxidu vápenatého.Leaching of hardly leachable ores must be carried out at a high concentration of sulfuric acid. After leaching, a considerable amount of acid remains in the mash, which must be neutralized before the separation processes. Neutralization can be accomplished by the addition of easily leachable ores with a high carbonate content and finally calcium hydroxide slurries. If this type of ore is not available in sufficient quantities, the residual acid is only costly neutralized with a calcium hydroxide slurry.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob neutralizace zbytkové kyseliny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na zbytkový rmut po loužení se působí v míchaných reaktorech rozemletým a zahuštěným popelem získaným fluidním spálením uranonosného uhlí v poměru 0,2 až 0,8 t popela na 1 t těžce loužitelné rudy, podle koncentrace volné kyseliny sírové, měrné hmotnosti zbytkového rmutu po loužení těžce loužitelných rud a podle neutralizační schopnosti popela.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the method of neutralizing residual acid according to the invention, which consists in treating residual mash after leaching in stirred reactors with ground and concentrated ash obtained by fluidized-bed combustion of uranium-carbon at a rate of 0.2 to 0.8 t hardly leachable ores, according to the concentration of free sulfuric acid, the specific gravity of the residual mash after leaching of the hardly leachable ores, and the neutralization capacity of the ash.

Fluidní spalování umožňuje dodržet zvolenou tepl-otu při spalovacím procesu, která má vliv na loužitelnost popela. Popel získaný při fluidním spalování v rozmezí teplot 800 až 900 °C poskytuje při loužení kyselinou sírovou nejlepší výtěžnost uranu do roztoku. Při vyšší teplotě spalování než 900 °C dochází ke slinování silikátové matrice popela a vznikají ve větší míře obtížně rozpustné silikáty, které mají v krystalové mřížce pevně zabudované ionty uranu. Při nižší teplotě spalování než 800 °C je organický uhlík z uhelné hmoty odstraněn jen neúplně, pórovitost popelovin je nízká, navíc je zbylý uhlík aktivován a působí při loužení negativně svými redukujícími a sorpčními vlastnostmi.Fluidized combustion makes it possible to maintain the selected temperature during the combustion process, which affects the leachability of the ash. The ash obtained in fluidized bed combustion at temperatures of 800 to 900 ° C provides the best recovery of uranium into solution when leached with sulfuric acid. At a combustion temperature higher than 900 ° C, the silicate ash matrix is sintered and hardly soluble silicates are formed which have uranium ions firmly incorporated in the crystal lattice. At a combustion temperature of less than 800 ° C, organic carbon is removed from the coal mass only incompletely, the ash porosity is low, and the remaining carbon is activated and has a negative leaching and sorption properties when leaching.

Pro fluidní spalování uranonosného uhlí je vhodná například kotlová jednotka s jednostupňovým fluidním spalováním se zajištěnou maximální teplotou ve spalovacím prostoru pod 900 °C, a rozsahem výkonové regulace 60 až 100 θ/ο. Příznivou skutečností při spalování uhlí tímto způsobem je vysoké zachycení popela v kotli a v mechanickém odlučovači. Účinnost zachycení úletu popela lze ještě zvýšit použitím dvoustupňového odlučovače (například s textilním filtrem). Před spalováním je možno uhlí nabohatit radiometrickým způsobem a získat tak produkt s vysokou neutralizační schop227258 ností a vhodným obsahem uranu. Obsah účinných neutralizujících složek (oxid vápenatý CaO a oxid hořečnatý MgO) je v původním uhlí 4,9 % CaO a 2,8 % MgO. Spálením se obsah těchto účinných neutralizačních složek zvýší téměř třikrát.For fluidized-bed combustion of uranium-coal, for example, a single-stage fluidized-bed boiler unit with a maximum combustion chamber temperature below 900 ° C and a power regulation range of 60 to 100 θ / ο is suitable. The advantage of burning coal in this way is the high ash retention in the boiler and in the mechanical separator. The efficiency of catching ash drift can be further increased by using a two-stage separator (eg with a textile filter). Prior to incineration, the coal can be enriched in a radiometric manner to obtain a product having a high neutralizing capacity and a suitable uranium content. The content of active neutralizing components (calcium oxide CaO and magnesium oxide MgO) in the original coal is 4.9% CaO and 2.8% MgO. By burning, the content of these active neutralizing components is increased almost three times.

Způsob neutralizace podle vynálezu řeší naléhavý problém likvidace značného podílu zbytkové kyseliny v odpadním rmutu po loužení těžce loužitelných rud. V kapalné fázi obsahující vyloužený uran z popela se sníží obsah volné kyseliny sírové na rozmezí 5 až 20 kg/m³. Způsob umožňuje snížit náklady na vápno a jeho úpravu pro neutralizaci při současném zhodnoceni, zbytkové kyseliny. Způsob rovněž řeší komplexním způsobem zpracování uranonosného uhlí i v případě, že je obsah uranu v popelu pod ekonomickou úrovní nákladů na jejich hydrometalurgické zpracování. Využitím zbytkové kyseliny pro loužení popela z uranonosného uhlí se hospodárně získá uran v něm obsažený a navíc definitivním uložením odpadů z loužení na kališti chemické úpravny lze vyhovět požadavkům na ochranu životního prostředí.The neutralization method according to the invention solves the urgent problem of disposal of a considerable proportion of residual acid in the waste mash after leaching of hardly leachable ores. In the liquid phase containing the extracted uranium from the ash, the free sulfuric acid content is reduced to a range of 5 to 20 kg / m ³ . The process makes it possible to reduce the cost of lime and its treatment for neutralization, while recovering residual acid. The process also solves a complex process for the treatment of uranium-bearing coal even if the uranium content in the ash is below the economic level of the cost of its hydrometallurgical treatment. Utilization of residual acid for leaching of the ash from uranium-bearing coal provides economical recovery of the uranium contained therein and, in addition, by finally depositing the leaching waste on the treatment plant sludge, environmental protection requirements can be met.

Při neutralizaci zbytkové kyseliny při loužení těžce loužitelných rud lze použít popela získaného fluidním spalováním uranonosného uhlí společně s odpadními kaly nebo meziprodukty z fyzikální úpravny. Poměr těchto surovin na 1 tunu těžce loužitelné rudy pak závisí na koncentraci volné kyseliny, měrné hmotnosti rmutu po loužení těžce loužitelných rud a na obsahu složek s neutralizační schopností v popelu, odpadních kalech nebo meziproduktech fyzikální úpravy.In the neutralization of residual acid during leaching of hardly leachable ores, the ashes obtained by fluidized-bed combustion of uranium-coal can be used together with waste sludge or by-products from the treatment plant. The ratio of these raw materials to 1 tonne of hardly leachable ore depends on the concentration of free acid, the specific gravity of the mash after leaching of hardly leachable ores, and the content of neutralizing components in ash, sewage sludge or physical treatment intermediates.

Příklad provedeníExemplary embodiment

Radiometrickým rozdružením 14 t uranonosného¹ uhlí se získá 1130 kg obohaceného uranonosného uhlí. Potom se uhlí rozdrtí na drť s maximální velikostí částic 5 mm, střední velikost částic 1,5 až 2 mm a spálí se na fluidním jednostupňovém ohništi. Teplota spalování se pohybuje v rozmezí 800 až 900 °C. Z celkového množství uhlí se do tralizaci volné kyseliny sírové ve rmutu po 383 kg popela. Po fluidním spalování uhlí je popel umlet pod 0,2 mm a použit k neutralizaci volné kyseliny sírové ve rmutu po loužení těžce loužitelných rud. K neutralizaci 1 t rmutu o obsahu 130 kg/m³ volné kyseliny sírové o měrné hmotnosti cca 1450 kg/ /m³ je třeba 275 kg popela přidaného ve formě sušiny nebo 262 kg popela přidaného ve formě rmutu v poměru 1: 1 pevné ke kapalné fázi. Získaná směs se louží za stálého míchání při teplotě 60 °C 4 hodiny, přičemž dochází k neutralizaci volné kyseliny sírové a k loužení kovu z popela. Při těchto podmínkách je reakční spotřeba kyseliny sírové cca 400 kg/t popela. Výstupem po loužení je rmuť s volnou kyselinou o koncentraci cca 20 kg/m³, který je vhodný pro další zpracování známým způsobem.Radiometric rupture of 14 t ¹ uranonosného coal is obtained 1130 kg of enriched uranonosného coal. The coal is then crushed to a grit with a maximum particle size of 5 mm, a mean particle size of 1.5 to 2 mm, and burned on a fluidized-bed firing stage. The combustion temperature is in the range of 800 to 900 ° C. Out of the total amount of coal, 383 kg of ash were added to the tralization of the free sulfuric acid in the mash. After fluidized-bed combustion of coal, the ash is ground below 0.2 mm and used to neutralize the free sulfuric acid in the mash after leaching of hardly leachable ores. To neutralize 1 t of mash containing 130 kg / m ^{3 of} free sulfuric acid with a specific weight of about 1450 kg / m ³ , 275 kg of ash added as dry matter or 262 kg of mash added as 1: 1 solid to liquid stage. The mixture was leached with stirring at 60 ° C for 4 hours, neutralizing the free sulfuric acid and leaching the metal from the ash. Under these conditions, the reaction consumption of sulfuric acid is about 400 kg / t ash. The leached output is mercury with free acid at a concentration of about 20 kg / m ³ , which is suitable for further processing in a known manner.

Srovnání neutralizační schopnosti popela a odpadních kalů z fyzikální úpravy ukazuje následující tabulka. Výluh z těžce loužitelné uranové rudy o koncentraci 81 kg HzSCh/m³ je neutralizován loužením dvou druhů neutralizační suroviny při 55 °C po dobu 5,2 hodiny.The following table shows a comparison of the neutralization capacity of ash and waste sludge from physical treatment. The leachate from the hardly leachable uranium ore with a concentration of 81 kg HzSCh / m ³ is neutralized by leaching two kinds of neutralizing material at 55 ° C for 5.2 hours.

TabulkaTable

Neutralizační surovina Neutralizing raw material kaly z fyzikální úpravy sludges from physical treatment popel ash objem výluhu (m³jleachate volume (m ³ ) 1 1 1 1 hmotnost neutralizační suroviny (kg) weight of neutralizing raw material (kg) 222 222 171 171 konečná koncentrace H2SO4 (kg/m³)final concentration of H2SO4 (kg / m ³ ) 17,7 17.7 25,8 25.8 reakční spotřeba H2SO4 na 1 t suroviny (kg/t) reaction consumption of H2SO4 per 1 t of raw material (kg / t) 285 285 323 323 spotřeba CaO při neutralizaci výluhu na pH = 7^X) (kg/m³)CaO consumption when neutralizing the extract to pH = 7 ^X) (kg / m ³ ) 22,5 22.5 27,5 27.5 spotřeba CaO po odečtení spotřeby na konečnou koncentraci H2SO4 (kg/m³)CaO consumption minus consumption to final concentration of H2SO4 (kg / m ³ ) 12,4 12.4 12,7 12.7

^x) Teoretická spotřeba CaO na 1 m³ výluhu CaO ve formě suspenze o koncentraci 100 o koncentraci 81 kg H2SO4 v 1 m³ je 46,3 kg kilogramů CaO v 1 m³ suspenze. ^{x) The} theoretical consumption of CaO per m ^{3 of} CaO extract in the form of a 100-slurry of 81 kg H 2 SO 4 per m ³ is 46.3 kg kilograms of CaO per m ^{3 of} suspension.

Claims

Process for neutralizing residual sulfuric acid in leaching of hardly leachable ores, in particular uranium alumosilicate type, characterized in that the residual sintering after curing is treated with ground and concentrated ash, obtained by fluidized-bed combustion of non-coal coal in a ratio of 0.2 to 0.8 tonnes of ash 1 tonne of hardly leachable ore, depending on the concentration of free sulfuric acid, the specific gravity of the residual mash after leaching of hardly leachable ores and the neutralization capacity of the ash.