江西某含泥鈾礦石浸出性能研究

史文革，蔡萍莉，梁建龍

(1.南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院，湖南 衡陽 421001；2.南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，湖南 衡陽 421001)

對(duì)于含泥鈾礦石，堆浸礦堆的滲透性差，無法進(jìn)行常規(guī)堆浸處理，這些含泥、低滲透性的鈾礦過去采用流程復(fù)雜、能耗高的攪拌浸出提鈾工藝，礦山生產(chǎn)成本居高不下[1]。江西某鈾礦石含細(xì)泥較多、粘性大，且相當(dāng)部分成塊狀，常規(guī)堆浸難以實(shí)現(xiàn)，本文通過現(xiàn)場(chǎng)取樣，進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)該礦的性質(zhì)、粒級(jí)組成、鈾分布、礦石的浸出性能、礦漿浸出性能等進(jìn)行了研究，為該礦石回收鈾的工藝試驗(yàn)提供參考。

1 樣品準(zhǔn)備

樣品取自江西某鈾礦床開采巷道，取樣記錄見表1。

表1 取樣記錄

首先把1～3號(hào)礦石樣破碎至-10mm，然后縮分出化學(xué)分析樣和工藝試驗(yàn)樣。化學(xué)分析樣破磨到-120目，分析U含量。另把采出礦石的綜合樣按照破磨工藝制成化學(xué)分析樣分析U含量[3]。礦樣U的分析結(jié)果見表2。

表2 礦樣U的分析結(jié)果

2 實(shí)驗(yàn)部分

工藝試驗(yàn)樣先水洗分離出-100目細(xì)泥(簡(jiǎn)稱細(xì)泥，下同)，將100目以上的礦石(簡(jiǎn)稱粗礦，下同)曬干、稱重，篩分為三種粒級(jí)的礦樣，對(duì)每種粒級(jí)的礦樣稱重，并按照工藝流程破磨制成化學(xué)分析樣，分析U含量。

2.1 礦樣洗細(xì)泥

1～3號(hào)礦樣含細(xì)泥較多、粘性大，且相當(dāng)部分成塊狀，用干篩無法將細(xì)泥與礦石分離。水洗操作僅用攪拌水洗效果不理想，還需要輔以搗、捏等方式，方能將塊狀細(xì)泥洗下。三種礦石樣洗細(xì)泥結(jié)果見表3。

從表3中可知：①細(xì)泥約占礦樣總重的30%左右；②細(xì)泥含U量多、品位高；③洗水呈酸性(pH 2.2～5)，并有微量U被洗下。

表3 礦石樣洗細(xì)泥結(jié)果

2.2 篩析試驗(yàn)

粗礦篩析結(jié)果見表4。

表4 粗礦篩析結(jié)果

從表4知：細(xì)泥U品位高；+100目～-2.5mm粒級(jí)的礦石量約占粗礦總重的50%以上。

2.3 細(xì)泥礦漿沉降性能測(cè)試

礦樣經(jīng)水洗，將細(xì)泥制成礦漿，對(duì)細(xì)泥礦漿沉降性能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試用1000mL量筒盛漿1000mL，靜置。記錄經(jīng)過不同時(shí)間，漿體沉降界面高度，測(cè)試結(jié)果見圖1、圖2、圖3。

圖1 1號(hào)礦樣細(xì)泥礦漿沉降曲線

圖2 2號(hào)礦樣細(xì)泥礦漿沉降曲線

圖3 3號(hào)礦樣細(xì)泥礦漿沉降曲線

從測(cè)試結(jié)果可知：這三種礦漿沉降性能均不好。礦漿粒度小，沉降速度慢，難于抽濾，礦漿固液分離十分困難。

3 浸出實(shí)驗(yàn)

本次浸出試驗(yàn)屬探索性試驗(yàn)，主要在于測(cè)試該礦石的浸出能性。用采出礦石的綜合樣(4號(hào))進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)采用攪拌浸出法，攪拌浸出主要做了酸度和時(shí)間的試驗(yàn)。

酸度選擇試驗(yàn)條件：礦樣粒度-65目，每次試驗(yàn)礦樣100g，液固比3∶1，浸出劑為30g/L、40g/L、60g/L硫酸，三角瓶振蕩浸出，轉(zhuǎn)速210rpm，常溫振蕩4h。

浸出結(jié)束，立即用真空泵抽濾。濾渣用pH為2的酸化水制漿，洗滌2次，每次用酸化水100ml，用真空泵抽濾，兩次洗滌液合并。浸出液和洗滌液分別測(cè)定體積、Eh、pH并分析U含量，必要時(shí)分析余酸[4]。濾渣經(jīng)烘干、磨細(xì)后，分析U含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

從表5可以看出，浸出劑為30g/L硫酸時(shí)，常溫振蕩4h條件下，礦樣中鈾浸出率渣計(jì)可達(dá)72%，而且浸出液pH為1.26，溶液中余酸適中。

時(shí)間選擇試驗(yàn)條件：浸出劑為硫酸30g/L，其他試驗(yàn)條件同酸度選擇試驗(yàn)條件，常溫振蕩8h、12h、16h、24h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表5 不同酸度浸出結(jié)果

表6 不同時(shí)間浸出結(jié)果

K-1為礦漿(-100目細(xì)泥漿)350mL，濃硫酸 20g，常溫?cái)嚢?h，U浸出率達(dá)87.6%。

4 結(jié)果與討論

該礦石中含約30%左右的細(xì)泥，細(xì)泥粘性大，且有相當(dāng)部分的細(xì)泥呈塊狀，可以用水洗將其與粗礦分離。細(xì)泥含U量大、品位高，是提取U獲取經(jīng)濟(jì)效益的主要原料。目前從細(xì)泥中提取U的簡(jiǎn)易方法還不成熟，需要進(jìn)一步做有針對(duì)性的試驗(yàn)研究。鈾在礦石中主要以六價(jià)形式存在(U6+占90%)，這對(duì)浸出有利。

礦石含細(xì)泥多，過水性能差，不能直接用堆浸法處理。若先將細(xì)泥與粗礦分離，粗礦破碎至一定粒度后可以采用堆浸處理。值得注意的是，+100目～-2.5mm粒級(jí)的礦石量約占粗礦總重的50%以上，這對(duì)堆浸有利。

攪拌浸出結(jié)果表明，在30g/L硫酸，液固比為3∶1，攪拌24h條件下，礦樣U的渣計(jì)浸出率可達(dá)87.5%；細(xì)泥礦漿中的U容易浸出。

細(xì)泥礦漿沉降性能差，過濾困難。細(xì)泥攪拌浸出后的固液分離更困難，這都是以后試驗(yàn)、生產(chǎn)中必須解決的問題。

[1] 國際原子能機(jī)構(gòu).鈾礦開采編輯部譯.鈾礦石加工實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)手冊(cè)[M].1992.

[2] 李尚遠(yuǎn),等.鈾·金·銅礦石堆浸原理與實(shí)踐[M].北京:原子能出版社,1997.

[3] 曾毅軍.酸法制粒堆浸研究的現(xiàn)狀、原理與實(shí)踐[J].鈾礦冶,2004，11(4)：175-181.

[4] 浸礦技術(shù)編委會(huì).浸礦技術(shù)[M].北京:原子能出版社,1994.