CS244644B1

CS244644B1 - The method of oxidizing acidic sulphate leach of uranium ores

Info

Publication number: CS244644B1
Application number: CS85118A
Authority: CS
Inventors: Bohus Bosina; Vaclav Homolka; Zdenek Kohout; Jan Krepelka; Miroslav Kriha; Stefan Lasica; Oldrich Mohyla; Miroslav Nemota; Cenek Polivka; Vladimir Vesely
Original assignee: Bohus Bosina; Vaclav Homolka; Zdenek Kohout; Jan Krepelka; Miroslav Kriha; Stefan Lasica; Oldrich Mohyla; Miroslav Nemota; Cenek Polivka; Vladimir Vesely
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1986-08-14
Also published as: CS11885A1

Abstract

Způsob oxidačního loužení uranových rud v kyselině sírové prostřednictvím iontů trojmocného Železa je vyřešen tak, že do uranové rudy nebo do rmutu uranové rudy obsahujícího 100 až 800 g rudy na 1 kg rmutu se přidá 5 až 200 g vanadového loužence na 1 kg uranové rudy. Uranové ruda se louží kyselinou sírovou o koncentraci 100 až 1 100 g na litr kapalnéffize při teplotě 10 až 250 °C a při hmotovém poměru kapalné a pevné fáze 1 : 1,5 až 1 : 0,8 po dobu 1 až 20 hodin. Vanadový louženec obsahuje zejména 30 až 45 % hmot. oxidu železitého, 0,4 až 1,8 % hmot. vandu, 4 až 7 % hmot. manganu al až 8 % hmot. chrómu.The method of oxidative leaching of uranium ores in sulfuric acid by means of trivalent iron ions is solved by adding 5 to 200 g of vanadium leachate per 1 kg of uranium ore to uranium ore or to a uranium ore mash containing 100 to 800 g of ore per 1 kg of mash. Uranium ore is leached with sulfuric acid at a concentration of 100 to 1,100 g per liter of liquid at a temperature of 10 to 250 °C and at a mass ratio of liquid and solid phase of 1:1.5 to 1:0.8 for a period of 1 to 20 hours. Vanadium leachate contains in particular 30 to 45 wt. % iron oxide, 0.4 to 1.8 wt. % vanadium, 4 to 7 wt. % manganese and up to 8 wt. % chromium.

Description

(54) Způsob oxidačního kyselého síranového loužoni uranových rud(54) Oxidation process for acidic sulfate leaching of uranium ores

Způsob oxidačního loužení uranových rud v kyselině sírové prostřednictvím iontů trojmocného Železa je vyřešen tak, že do uranové rudy nebo do rmutu uranové rudy obsahujícího 100 až 800 g rudy na 1 kg rmutu se přidá 5 až 200 g vanadového loužence na 1 kg uranové rudy. Uranové ruda se louží kyselinou sírovou o koncentraci 100 až 1 100 g na litr kapalnéffize při teplotě 10 až 250 °C a při hmotovém poměru kapalné a pevné fáze 1 : 1,5 až 1 : 0,8 po dobu 1 až 20 hodin. Vanadový louženec obsahuje zejména 30 až 45 % hmot. oxidu železitého,The method of oxidative leaching of uranium ores in sulfuric acid by means of trivalent iron ions is solved by adding 5 to 200 g of vanadium leachate per 1 kg of uranium ore to uranium ore or to a uranium ore mash containing 100 to 800 g of ore per 1 kg of mash. Uranium ore is leached with sulfuric acid at a concentration of 100 to 1,100 g per liter of liquid solution at a temperature of 10 to 250 °C and at a mass ratio of liquid and solid phase of 1:1.5 to 1:0.8 for a period of 1 to 20 hours. The vanadium leachate contains in particular 30 to 45% by mass of iron oxide,

0,4 až 1,8 % hmot. vandu, 4 až 7 % hmot. manganu al až 8 % hmot. chrómu.0.4 to 1.8 wt% vandu, 4 to 7 wt.% manganese al up to 8% by mass. chrome.

Vynález se týká způsobu oxidačního loužení uranových rud v kyselině sirové prostřednictvím iontů trojmocného železa.The invention relates to a method for oxidative leaching of uranium ores in sulfuric acid using ferric ions.

Je známo, že ětyřmocný uran, obsažený v uranonosných minerálech snižuje loužitelnost uranu při loužení uranových rud v kyselině sírové. Výzkumnými pracemi bylo prokázáno, že v prostředí kyseliny sírové probíhá reakění mechanismus oxidace Styřmocného uranu na Šestimocný uren působením želeaitých radikálů, které se redukují na železnaté sloučeniny,It is known that tetravalent uranium contained in uranium-bearing minerals reduces the leachability of uranium during leaching of uranium ores in sulfuric acid. Research has shown that in a sulfuric acid environment, the reaction mechanism of oxidation of tetravalent uranium to hexavalent uranium occurs under the action of ferric radicals, which are reduced to ferrous compounds,

Není-li v loužicím roztoku kyseliny sírové přítomno trojmocná železo, nedochází k vyloužení čtyřmocného uranu z uranových minerálů. Uranové rudy vSak zpravidla obsahují určitá množství minerálů s obsahem dvojmocného železa, které je dobře loužitelné v kyselině sírové.If trivalent iron is not present in the sulfuric acid leaching solution, tetravalent uranium will not be leached from uranium minerals. However, uranium ores usually contain certain amounts of minerals containing divalent iron, which is readily leachable in sulfuric acid.

Vyloužené dvojmocné železo z rudy je obvykle oxidováno na trojmocná železo použitím oxidačních činidel,jako jsou například burel, chlorečňany, peroxid vodíku, kyselina Caarová nebo pomocí jiných chemikálií, schopných přenášet kyslík v prostředí kyseliny sírové.Leached divalent iron from the ore is usually oxidized to trivalent iron using oxidizing agents such as burel, chlorates, hydrogen peroxide, Caaric acid or other chemicals capable of transferring oxygen in a sulfuric acid environment.

Některé technologie používají k oxidaci dvojmocného železa vzdušný kyslík,' například za zvýšeného tlaku nebo využívají biologické funkce specifických mikroorganismů.Some technologies use atmospheric oxygen to oxidize iron, for example under elevated pressure, or utilize the biological functions of specific microorganisms.

Potřebná koncentrace trojmocného železa v loužicím roztoku kyseliny sírové může být dosažena taká přídavkem separátně připraveného síranu železitáho. K jeho přípravě jsou ooužívány různé látky obsahující hlavně kysličník železitý. K uvedenému účelu jsou využívány hlavně krevelové a hematitové rudy, kyzové výpražky, odpadní kysličník železitý z moří cích lázní a podobně.The required concentration of ferric iron in the sulfuric acid leaching solution can also be achieved by adding separately prepared ferric sulfate. Various substances containing mainly ferric oxide are used for its preparation. For this purpose, mainly crucible and hematite ores, pyrites, waste ferric oxide from pickling baths, and the like are used.

Nevýhodou doposud používaných způsobů je, že jsou použitý poměrně drahé oxidační látky a náročné technologické postupy.The disadvantage of the methods used so far is that they use relatively expensive oxidizing agents and demanding technological procedures.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob oxidačního kyselého síranového loužení uranových rud, při němž se k oxidaci čtyřmocného uranu využívá iontů trojmocného Železa, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se do uranové rudy, případně do ·· rmutu uranové rudy obsahujícího 100 až 800 g rudy na 1 kg rmutu, přidá 5 až 200 g vanadového loužence na 1 kg uranové rudy.The above-mentioned shortcomings are largely eliminated by the method of oxidative acid sulfate leaching of uranium ores, in which trivalent iron ions are used to oxidize tetravalent uranium, according to the invention, the essence of which consists in adding 5 to 200 g of vanadium leachate per 1 kg of uranium ore to uranium ore, or to a uranium ore mash containing 100 to 800 g of ore per 1 kg of mash.

Uranová ruda se louží kyselinou sírovou o koncentraci 100 až 1 100 g na litr kapalné fáze při teplotě 10 až 250 °C a při hmotovém poměru kapalné a pevné fáze 1 : 1,5 až 1 : 0,8.Uranium ore is leached with sulfuric acid at a concentration of 100 to 1,100 g per liter of liquid phase at a temperature of 10 to 250 °C and a mass ratio of liquid to solid phase of 1:1.5 to 1:0.8.

Vanadový louženec obsahuje v % hmot. zejména 30 až 45 % oxidu železitáho, 0,4 až 1,8 % vanadu, 4 až 7 % manganu a 1 až 1,8 86 ohromu.Vanadium leachate contains in % by weight mainly 30 to 45% iron oxide, 0.4 to 1.8% vanadium, 4 to 7% manganese and 1 to 1.8% chromium.

Provedenými experimenty bylo zjištěno, že vhodným materiálem pro přípravu síranu železitého, potřebného k oxidaci čtyřmocného uranu na šestimocný uran, loužltelný x kyselině sírové, je vanadový louženec, který je při oxidačním loužení uranových rud vhodným, levným zdrojem trojmocného železa.The experiments conducted revealed that a suitable material for the preparation of iron(III) sulfate, required for the oxidation of tetravalent uranium to hexavalent uranium, leachable by sulfuric acid, is vanadium leachate, which is a suitable, cheap source of trivalent iron in the oxidative leaching of uranium ores.

Současně se s výhodou využívají přítomné vyšší oxidační stupně chrómu, manganu a vanadu k oxidaci dvojmocného železa, vylouženého z uranové rudy na potřebné železo trojmocná.At the same time, the present higher oxidation states of chromium, manganese and vanadium are advantageously used to oxidize divalent iron, leached from uranium ore, to the required trivalent iron.

Vanadový louženec vzniká při hydrometalurgické výrobě kysličníku vanadičného z vanadových strusek. Obvyklé složení vanadového loužence ee pohybuje v těchto obsazích v 86 hmotnosti:Vanadium leachate is produced during the hydrometallurgical production of vanadium pentoxide from vanadium slags. The usual composition of vanadium leachate is in the following proportions by weight:

^Fe2°3 Na₂0 ^Fe 2°3 Na ₂ 0 30 až 45 % 30 to 45% SiO₂ UgO SiO ₂ UgO 15 až 18 % 15 to 18% Ti0₂ 6 až 8 % Ti0 ₂ 6 to 8% 4 4 až until 6 6 % % 1 až 1 to 2,5 % 2.5% CaO CaO 0,5 až 2 86 0.5 to 2 86 ^Al2°3 ^Al 2°3 1 1 až until 3 3 % % Mn Mn 4 až 4 to 7 % 7% Cr Cr 1 « až 1,8 86 1 « to 1.8 86

V 0,4 až 1,8 %.In 0.4 to 1.8%.

Sloučeniny manganu, chrómu a vanadu jsou v různých valenčnich stavech, ovlivněných technologií přípravy pražence a následným loužicím procesem.Manganese, chromium and vanadium compounds are in different valence states, influenced by the roast preparation technology and the subsequent leaching process.

Při provádění postupu podle vynálezu se pro oxidační loužení uranových rud v kyselině sírové vanadový louženec dávkuje buá přímo do rudy nebo do rmutu. Loužení trojmocného železa a dalších oxidačních složek probíhá přídavkem kyseliny sírové. Podle druhu zpracovávané uranové rudy je volena koncentrace loužicí kyseliny v rozsahu 100 až 1 100 g kyseliny sírové na litr.In carrying out the process according to the invention, for the oxidative leaching of uranium ores in sulfuric acid, vanadium leachate is dosed either directly into the ore or into the mash. The leaching of ferric iron and other oxidizing components is carried out by adding sulfuric acid. Depending on the type of uranium ore being processed, the concentration of the leaching acid is selected in the range of 100 to 1,100 g of sulfuric acid per liter.

Bylo zjištěno, že je výhodné provádět postup při zvýšené teplotě. Podle podmínek loužení přejde z vanadového loužence do kapalné fáze až 95 % hmotnosti trojmocného železa, obsaženého v louženci a kromě toho i další oxidační látky v množství-až ,20 % hmotnosti, v přepočtu na trojmocné železo. Zvýšený obsah trojmocného železa v loužicím roztoku vede ke zvýšení výtěžnosti uranu při loužení.It has been found that it is advantageous to carry out the process at an elevated temperature. Depending on the leaching conditions, up to 95% by weight of the ferric iron contained in the leaching solution will pass from the vanadium leaching solution to the liquid phase, as well as other oxidizing substances in an amount of up to 20% by weight, calculated as ferric iron. The increased ferric iron content in the leaching solution leads to an increase in the uranium recovery during leaching.

Příklad 1Example 1

Dva druhy uranové rudy byly louženy v kyselině sírové o koncentraci 150 g na litr. Poměr hmotností kapalné a pevné fáze byl 1:1, teplota loužení 90 °C, doba loužení 5 hodin. Stejným způsobem byla zpracována uranová ruda s přídavkem 50 g vanadového loužence na 1 kg rudy. Po ukončení pokusů byla analyzována kapalná fáze na obsah dvojmocného železa, trojmocné ho železa a vyloužení uranu.Two types of uranium ore were leached in sulfuric acid at a concentration of 150 g per liter. The weight ratio of the liquid and solid phases was 1:1, the leaching temperature was 90 °C, and the leaching time was 5 hours. Uranium ore was processed in the same way with the addition of 50 g of vanadium leachate per 1 kg of ore. After the experiments, the liquid phase was analyzed for the content of divalent iron, trivalent iron, and uranium leaching.

uranová ruda 1 uranium ore 1 Pe²⁺ g . r’ Pe ²⁺ g . r' Fe³⁺ g. i¹ Fe ³⁺ g. i ¹ loužitelnost uranu * uranium leachability * bez přídavku loužence without added lye 4,96 4.96 0,88 0.88 75,4 75.4 s přídavkem loužence with the addition of lye 4,11 4.11 2,64 2.64 89,7 89.7 uranová ruda 2 uranium ore 2 bez přídavku loužence without added lye 2,47 2.47 0,44 0.44 76,1 76.1 s přídavkem loužence with the addition of lye 2,04 2.04 2,66 . 2.66 . 94,2 94.2

Příklad 2Example 2

Uranová ruda 3 byla loužena v kyselině sírové o koncentraci 500 g na litr. Poměr hmotností kapalné a pevné fáze byl 1 ; 1 teplota loužení 110 °C, doba loužení 2 a 7 hodin. Stejným postupem byla zpracována uranová ruda s přídavkem 12,5 g vanadového loužence na 1 kg uranové rudy. Po ukončení pokusů byla analyzována kapalná fáze ηθ obsah dvojmocného železa, trojmocného železa a vylouženého uranu.Uranium ore 3 was leached in sulfuric acid at a concentration of 500 g per liter. The weight ratio of the liquid and solid phases was 1:1, the leaching temperature was 110 °C, the leaching time was 2 and 7 hours. The uranium ore was processed using the same procedure with the addition of 12.5 g of vanadium leachate per 1 kg of uranium ore. After the experiments, the liquid phase was analyzed for the content of divalent iron, trivalent iron and leached uranium.

Uranová ruda 3 Uranium Ore 3 Pe²⁺g . Γ¹ Pe ²⁺ g . Γ ¹ Fe³⁺g ., 1’ Fe ³⁺ g ., 1' loužitelnost uranu % uranium leachability % bez přídavku- loužence without addition- lye po dobu 2 hodin for 2 hours 1,33 1.33 1,03 1.03 69,1 69.1 po dobu 7 hodin for 7 hours 2,30 2.30 0,50 0.50 75,4 75.4 s přídavkem loužence with the addition of lye po dobu 2 hodin for 2 hours 1,20 1.20 3,28 3.28 82,2 82.2 po dobu 7 hodin for 7 hours 2,25 2.25 4,10 4.10 90,8 90.8

Příklad 3Example 3

Uranová ruda 4 byla loužena v kyselině sírové o koncentraci 330 g na litr. Poměr hmotností kapalné a pevné fáze byl 1,5 : 1, teplota loužení 105 °C. Doba loužení 1,3 až 6 hodin. Stejným postupem byla zpracována uranová ruda se .120 g vanadového loužence na 1 kg uranové rudy. Po ukončení pokusů byla analyzována kapalná fáze na obsah dvojmocného železa, trojmocného železa a vylouženého uranu.Uranium ore 4 was leached in sulfuric acid with a concentration of 330 g per liter. The weight ratio of the liquid and solid phases was 1.5 : 1, the leaching temperature was 105 °C. The leaching time was 1.3 to 6 hours. The uranium ore was processed using the same procedure with .120 g of vanadium leachate per 1 kg of uranium ore. After the experiments were completed, the liquid phase was analyzed for the content of divalent iron, trivalent iron and leached uranium.

uranová ruda 4 uranium ore 4 Fe‘^Tg · 1“ Fe' ^T g 1" bez přídavku loužence without added lye po dobu 1 hodiny for 1 hour 17,85 17.85 po dobu 3 hodin for 3 hours 18,10 18.10 po dobu 6 hodin for 6 hours 18,32 18.32 s přídavkem loužence with the addition of lye po dobu 1 hodiny for 1 hour ÍM I AM po dobu 3 hodin for 3 hours 12,6 12.6 po dobu 6 hodin for 6 hours 12,6 12.6

Fe^⁺ loižitelnost uranuFe^ ⁺ uranium solubility

3,60 3.60 54,5 54.5 3,05 3.05 74,2 74.2 2,85 2.85 77,8 77.8 14,4 14.4 69,3 69.3 19,1 19.1 81,1 81.1 21,6 21.6 92,5 92.5

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A process for the oxidative acid sulphate leaching of uranium ores, in which trivalent iron ions are used for their oxidation, comprising adding to the uranium ore or uranium ore mash containing from 100 to 800 g of ore per kg of mash. up to 200 g of vanadium leach per 1 kg of uranium ore, followed by leaching with sulfuric acid at a concentration of 1Q0 to 1 100 g per liter of liquid phase at a temperature of 10 to 250 ° C and a liquid to solid mass ratio of 1: 1,5 to 1: 0.8, the vanadium leach preferably containing 30 to 45 wt. % ferric oxide, 0.4 to 1.8 wt. % vanadium, 4 to 7 wt. % manganese and 1 to 1.8 wt. of chromium.

2. The method of claim 1, wherein the vanadium leach is added to the uranium ore prior to leaching.

3. The process of claim 1 wherein the vanadium leach is added to the uranium ore during leaching.