DE2660423C2

DE2660423C2 - Verfahren zur Aufbereitung vn Uranerzen

Info

Publication number: DE2660423C2
Application number: DE2660423A
Authority: DE
Inventors: Frank Peterson Sunnyvale Calif. Howald
Original assignee: FLUOR UTAH Inc SAN MATEO CALIF US; Fluor Utah Inc San Mateo Calif
Current assignee: Fluor Corp
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1981-10-01
Also published as: JPS5618657B2; CA1085172A; DE2660422C2; ZA766304B; FR2329352A1; DE2649708C3; JPS5286977A; DE2649708B2; DE2649708A1; AU1920476A; FR2329352B3; AU509567B2; BR7607300A; GB1567765A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Uranerzen.

Zur Abtrennung gelöster Uranbestandteile von festen Mineralien wird üblicherweise eine Reihe von Flüssig-Fest-Trennungei. durchgeführt, an die sich ein mehrmaliges Auswaschen der festen Phas- im Gegenstrom mit der in der jeweils darauffolgenden Stufe der Fest-FIüslig-Trennung anfallenden Lösung ar ichließt, wobei das Auswaschen vor der letzten Stufe mit Wasser und/oder einer Armlösung durchgeführt wird. Unter einer Armlösung wird eine Lösung verstanden, die nach dem Abtrennen der Uranbestandteile, z. B. durch Ausfällung oder elektrolytische Abtrennung zurückbleibt Die wirksamsten, derzeit bekannten Verfahren werden in 4n einer der folgenden Anlagen durchgeführt: Gegen-Itrom-Eindickkreisläufe, selbstreinigende Filter bzw. Festschalen-Zentrifugen. Bei diesen Verfahren wird jedoch eine nennenswerte Menge, gewöhnlich etwa 8 bis 15%, der Uranbestandteile zusammen mit den festen ·»■> Mineralen abgetrennt. Bei Erzen mit einem hohen Prozentsatz an Tonen, feinen Silikatteilchen und dergleichen liegt der zusammen mit den Mineralen abgetrennte Prozentsatz der Uranbestandteile oft oberhalb 15%. Dies beruht darauf, daß diese Bestandtei-Ie entweder eine rela'iv große Menge der Metallösung absorbieren und/oder nicht wirksam gewaschen und entwässert werden können. Bei Anwendung der beschriebenen Verfahren werden diese Bestandteile im allgemeinen mit den festen Mineralen abgetrennt und π führen dabei Uranbestandteile mit sich. Die bei der FIüssig-Fest-Trennung verlorengegangenen Uranbeitandteile konnten bisher nicht wirtschaftlich durch anschließendes Aufarbeiten wiedergewonnen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur so Abtrennung Von gelösten Uransalzen von ungelösten Mineralbeständteilen zu zeigen, bei dem die bei einer herkömmlichen Flüssig^FesUTrennung verbundenen Metallverluste vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Die eingesetzte Erztrübe wird zweckmäßigerweise einer Vorherigen Klassierung Unterworfen, z. B. durch Sieben, Cyclonieren und/oder Hydroklassieren, wobei der größere Teil der Feinteilchen oder Schlämme von der gröberen Fraktion abgetrennt wird und dann entweder getrennt von der Grobmineralfraktion verarbeitet oder verworfen wird. Behandelt man diese Schlämme jedoch nach dem Verfahren der Erfindung, so entsteht eme Lösung, die praktisch alle löslichen Uranbestandteile enthält so daß diese durch Aufarbeiten der Lösung nach an sich bekannten Verfahren vollständig wiedergewonnen werden können, ζ. Β durch Ausfällung oder elektrolytische Abtrennung.

Der Mineralschaum aus dem Flotationsverfahren kann gegebenenfalls einer Reinigung durch anschließende Flotations- und Mahlstufen unterzogen werden, wobei die Konzentration der gewünschten Uranbestandteile durch Verwerfen von unbrauchbaren Mineralbestandteilen erhöht wird. Behandelt man die bei dieser Reinigung erhaltenen verworfenen Mineralbestandteile nach dem Verfahren der Erfindung, so wird ebenfalls eine Lösung erhalten, die praktisch alle löslichen Uranbestandteile enthält so daß diese durch anschließende Aufarbeitung der Lösung wiedergewonnen werden können.

Der Mineralschaum aus dem Flotationsverfahren kann auch direkt nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden, wrbei im Hinblick auf die Uranbestandteile praktisch dieselben Ergebnisse erzielt werden. Dies trifft auch auf andere Mineralkonzentrate zu, z. B. die Produkte anderer Trennverfahren, wie der Siebsetzarbeit der Herdarbeit, der Erzarbeit oder der magnetischen Trennung.

In der Figur wird ein Fließbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.

Die Rotation ist im allgemeinen am wirksamsten durchzuführen, wenn die maximale Teilchengröße der Uranbestandteile nicht oberhalb etwa 0,28 mm iiegt, jedoch bestehen Ausnahmen.

Falls die Größe der Mincraltehci.en in der der Gegenstromflotation unterworfenen Aufschlämmung reguliert werden muß, um besonderen Anforderungen des Verfahrens zu genügen, kann dies z. B. mit Hilfe von Sieben, Klassiervorrichtungen, Zyklonen. Zentrifugen oder Eindicken erfolgen.

Flotationsmittel

Die Auswahl der Flotationsmittel im Verfahren der Erfindung richtet sich nach der Zusammensetzung des Gesteins, das mit den Uransalzen assoziiert ist.

Die zum Konditionieren der Erztrübe verwendeten Mittel umfassen normalerweise Sammler und Regler. Sa.nmler sind Mittel, die die Oberfläche der zu notierenden Minerale hydrophobisieren. so daß sich Luftblasen an ihren festsetzen und sie zur Oberfläche aufschwimmen. Die Sammler sind sogenannte grenzflächenaktive Mittel. Als Sammler zur Flotation von unlöslichen Verunreinigungen im Verfahren der Erfindung werden im allgemeinen Öle, kationische organische Kohlenwasserstoffe, anionische Kohlenwasserstoffe oder entsprechende Kombinationen verwendet Normalerweise sind Weder Alkohole, wie Äthanol, noch anorganische Salze, als Sammler geeignet

Beispiele für geeignete Sammler sind.·

1, »Green acid« — Petroleumsulfonal

2, Natrium-alkyl-aryl^petroleumsulfonsäure

3. Maphthalinsulfonsäurederivale

4. aliphatische Fettsäuresulfonate

5. sulfoniert Rizinusöl (Fettgehalt 60%)

6. sulfonierte Fettsäuren

7. Natrium-octylsulfat

8. Natrium-Iaurylsulfat

9. Diäthylcyclohexylamin-Iaurylsulfat

10. Natrium-N-methyl-N-talgsäuretaurat

11. Natrium-N-methyI-N-&IeoyItaurat
IZ Technisches Taigaminacetat

13. Cocosaminacetat

14. primäres 0-Naphthylamin

15. Talgdiamin-diacetat

16. Cocosdiamin-diacetat

17. /J-Naphthyldiamin

18. Hydroxyäthyl-alkyl-imidazolin (Glyoxalidin)

19. Laurylamin

20. tertiäres 0-Naphthylamin

21. N-(Lauroyl-coIamino-formyl-methyl)-pyridiriiumchlorid

22. n-AIkyl-trimethylammoniumchlorid

23. Cetvltrimethylammoniumbromid

24. Cetyltrimethylbenzylammoniumchlond

25. Fettsäuren auf Tallölbasis

26. Tallöl-Fettsäure

27. Oleinsäuregemisch

28. Oleinsäure.

Die Auswahl des Sammlers erfolgt unter den bei Flotationsverfahren üblichen Gesichtspunkten. So kann z. B. keines der in dem vorstehenden Bericht genannten 21 Minerale mit den folgenden Sammlern erfolgreich flotiert werden:

Xanthate

Thiocarbamate

Dithiophosphate

Thiocarbanilid

Xanthogene.

Enthält das Gestein jedoch Sulfidminerale, so können diese Sammler in Kombination mit anderen eingesetzt werden.

Regler üben zahlreiche Funktionen aus. Sie bewirken z. B., daß der Sammler auf die Oberfläche des zu notierenden Materials gelangt (Aktivierung). Andererseits kann der Regler dazu eingesetzt werden, das Anhaften aes Sammlers auf der Oberfläche unerwünschter Minerrle zu verhindern (Depression). Im Verfahren der Erfindung werden die Regler in erster Linie für den erstegenannten Zweck eingesetzt.

Die Regler eignen sich auch zur pH-Regulierung, zur Reinigung der Mineralteilchenoberfläche, zum Dispergieren ultrafeiner Feststoffe oder zum Ausfällen gelöster Salze. Manche Regler dienen mehreren Zwecken, z. B. eignet sich Natriumcarbonat als Aktivator. Depressor. pH-Regler und Dispergator.

Als Regler für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich im allgemeinen alls Flotationsmittel, deren Hauptfunktion nicht der eines Sammlers oder Schäumers entspricht. Geeignete Regler sind z. B. HjSO₄, Na₂COj, FeSO₄. AI(SO₄)J, HF, Stärke. Dextrin und Citronensäure.

Bevorzugt werden als Sammler tertiäre Amine und Diamine und als Regler Zitronensäure und Flußsäure. Ein besonders bevorzugter Regler ist Polyacrylamid und ein besonders bevorzugter Sammler äthanolisiertes Alkylguanidinamin,

In technischen Flötatiöil.weffahren ist normalerweise der Zusatz eines Schäumers erforderlich um die Bildung eines Schaums aus tragenden, mineralbeladenen Blasen auf der Oberfläche der Aufschlämmung oder Lösung innerhalb der Flotationszelle zu fördern. Schäumer lösen dieses Problem, indem sie der Deckhaut der -, Blasen eine zeitweilige Zähigkeit verleihen und die Oberflächenspannung des Wassers senken. Die Schäumer werden im allgemeinen in den Einspeiskammern der Flotationszellen zugesetzt; spezielle Beispiele sind organische heteropolare Verbindungen, wie Glykol. ίο Hexanol, t ,ethylisobutylcarbinol, Terpinol, gemischter Caprylalkohol und Kresylsäure.

Im folgenden werden andere Verfahrensparameter des erfindungsgemäUen Verfahrens behandelt, z. B. die Strömungsgeschwindigkeiten, Rückführverhältnisse ι ι und der Rührgrad.

Die Strömungsgeschwindigkeiten werden in bekannter Weise nach folgenden Kriterien festgelegt:

a) Kapazität der jeweiligen Anlage;
2n b) Zeit, die zum Abtrennen der ■■■ eststoffe durch Flotation von der jeweiligen Losung erforderlich ist;
c) Feststoffgehilt der zur Flotation eingeseizten Aufschlämmung;

2Ί d) spe.-Tisches Gewicht der Lösung und der Feststoffe;
e) Größe der verwendeten Flotationszellen.

Im allgemeinen beträgt die Anzahl der Waschstufen 1 bis etwa 8. während das Rückführverhältnis r.

Flüssigkeitsvolumen der Lösung [W)
Flüssigkeitsvolumen des Schaums (D)

im Bereich von 1 bis etwa 6 liegt.

Der Rührgrad entspricht dem bei üblichen Flotationsverfahren, bei denen vergleichbare Teilchengrößen, Tankvolumina etc., angewandt werden.

Eine andere wichtige Größe ist die Verfahrenstemperatur. Bei bestimmten Laugverfahren wird bei erhöhten Temperaturen die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt. Auch bei der Flotation verschiedener Art Minerale werden beim Erhitzen der Aufschlämmung verbesserte Ergebnisse erzielt. Im Verfahren der Erfindung kann die Temperatur z. B. bei etwa O'C bis 105⁰C liegen.

Eine andere Größe ist der Druck. In einigen Flotationsverfahren kann erhöhter Druck angewandt werden, um anstelle des mechanischen Rührens Luft einzuleiten. So wird z. B. in die Eimco-FIotator-FIotationszelle die Aufschlämmung mit einem Druck von 1,055 bis 4,218 kg/cm² eingeleitet. Bei einem plötzlichen Druckabfall kommt es ?u einer leichten Entlüftung, wodurch die Bildung von Mineralschaum auf der Oberfläche des Gefäßes gefördert wird.

Bei der in der Figur dargestellten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorher gewöhnlich gemahlenes und klassiertes Gestein 10, das Uransalz und Mineralverunreinigungen enthält, im Gleichstem mit dem Laugmedium 9 in die Laugeinheit; 1 eingeleitet Das Laugmedium kann ganz oder teilweise auch während des Mahlens und Klassieren zugeführt werden, Die ErztrÜbe 12, die eine Uransalzlösung und feste Mineralverunreinigungen enthält, wird aus dem Lauggefäß 11 abgezogen und zusammen mit den Flotdtionsrtiitteln 14(Konditionierer und/oder Regler) in den Konditionierer 13 eingeleitet. Die konditioniefte Erztrübe 15 wird dann in die 1. Gegenstrom-Flotationszellen 16 zusammen mit einem

Schäumer 17 und einem Strom aus der anschließenden Flotationsslufe zum Waschen der konditionierten Erztriibe 15 eingeleitet. Das Gemisch wird in den 1. Gegenstrom-Flotationszellen 16 gerührt, um das gleichzeitige Waschen und Floticren zu erleichtern.

Mineralschaum (I. Gegenstrom-Schaum 18) schwimmt zum oberen Ende der 1. Gegenstrom-Flotationszellen 16 auf und läßt eine Lösung der Uransalze zurück. Diese Lösung (I. Gegenstrom-Restlösung 19) wird am unteren Ende der 1. Gegenstrom-Flotationszelten 16 abgezogen und der weiteren Verarbeitung zur Extraktion der gewünschten Uransalzteile zugeführt.

Der I. Gegenstrom-Schaum 18 wird vom oberen Ende der I. Gegenstrom-Flotationszellen 16 abgezogen und in die 2. Gegenstrom-Flotationszellen 20 zusammen mit der Gegenstrom-Restlösung aus der anschließenden Gegenstrom-Flotationsstufe zum Waschen und Flotieferi eingeleitet. Dort wird das Gemisch ebenso wie in den I. Gegenstrom-Flotationszellen 16 mit Hilfe von Rührern und/oder durch Einblasen von Luft gerührt und ein 2. Gegenstrom-Schaum 21 schwimmt zur Oberfläche der Zellen auf, während eine die Uransalze entshaltende Lösung (2. Gegenstfom-Restlösung 22) zurückbleibt. Diese am unteren Ende der 2. Gegenstrom-Flotationszellen 20 abgezogene Lösung entspricht dem Strom, der in die 1. Gegenstrom-Flotationszellen 16 zusammen mit der konditionierten Erztrübe zum Waschen und Flotieren eingeleitet wird.

Der 2. Gegenslrom-Schaum 21 wird am oberen Ende der 2. Gegenstrom-Flotationszellen 20 entnommen und in die 3. Gegenslrom-Flotationszellen 23 im Gleichstrom mit der Gegenstrom-Restlösung aus der folgenden Gegenstrom-Flotationsstufe zum Waschen Und Flotieren eingeleitet. Dort wird das Gemisch ebenso wie in den 1. Und 2, Gegenstrom-Flotationszellen gerührt, wobei ein 3. Gegenstrom-Schaum 24 zur Oberfläche aufschwimmt und eine Uransalzlösung (3. Gegenstrom-Restlösung 25) zurückläßt. Diese Lösung wird zum Waschen des Mineralschaumes 18 in den 2. Gegen-

U) strom-Flotationszellen 20 verwendet.

Der aus dieser Stufe entnommene 3. Gegenstrom-Schaum 24 wird in die 4. Gegenstrom-Flotationszellen 26 zusammen mit Wasser und/oder der Armlösung 29 zum Waschen und Flotieren eingeleitet. Auch hier

ij erfolgt eine Durchmischung, wobei ein 4. Gegenstrom-Schaum 27 zur Oberfläche aufschwimmt und eine 4. Gegenstrom-Restlösung 28 zurückläßt, die zum Auswaschen des 2. Gegenstrom-Schaums 21 verwendet wird. Der aus dieser Stufe entnommene 4. Gegenstfom-

m Schaum 27 enthält praktisch keine Uransalze mehr und kann verworfen oder für geeignete Zwecke verwendet werden.

Bei dem geschilderten Verfahren ist die Anzahl der Flotationsstufen beliebig, fm allgemeinen ist die

>■> Gesamtausbeute um so höher, je mehr Stufen angewandt werden. Dabei wird jedoch ein Punkt erreicht, bei dem die Anwendung zusätzlicher Flotationsstufctfy nur mehr eine geringe Zunahme der Gesamtausbeute bewirkt, so daß das Verfahren

)ü unwirtschaftlich wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten von Uransalzen, bei dem man das Rohsalz einer Lösungsbehandlung unterwirft und anschließend in einer ersten Stufe die Verunreinigungen und in einer nachfolgenden Stufe Uransalze flotiert, letztete nachwäscht und die Waschflüssigkeit in die erste Flotierstufe zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß in in der nachfolgenden Flotierstufe gleichzeitig im Gegenstrom mit einer Lösung gewaschen wird, die bei einer weiteren folgenden Flotierstufe abgezogen wurde, wobei Wasser oder ArmJösung aus der letzten anschließenden Flotierstufe als Lösungsrnit- is tel für das Anfangsauflösen verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel eine wäßrige Schwefelsäure verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel eine wäßrige Lösung von Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat verwendet