不同粒度柱浸浸铀试验研究.pdf

4 0 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期 不同粒度柱浸浸铀试验研究 陈家富 东华理工大学，江西抚州3 4 4 0 0 0 摘要对不同粒度 一1 0m m 、- - 8m m 、一6r a m 的矿石进行了柱浸试验，考察了筑堆粒度对浸出率、浸出 周期及耗酸等的影响，试验结果表明适应与该矿点堆浸工艺的最佳筑堆粒度为一8 m m 。 关键词铀；堆浸；粒度 中圈分类号T L 2 1 2 ．3 文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 0 o l 0 0 4 0 0 3 S t u d yo nD i f f e r e n tP a r t i c l eS i z eo fU r a n i u mO r eL e a c h i n g C H E NJ i a - f u A b s t r a c t T h ed i f f e r e n tp a r t i c l es i z eo fh e a pl e a c h i n ge x p e r i m e n t a t i o ni se x p a t i a t e d ，t h ei n f l e n c eo fp a r t i c l e s i z eo nl e a c h i n ge f f i c e n c y ，l e a c h i n gc y c l ea n de x p e n da c i dw e r es t u d i e d ，t h er e s u l t ss h o wt h a tt h eo p t i m u m p a r t i c l es i z ei s8m m f o rh e a pl e a c h i n g ． K e y w o r d s U r a n i u m ；H e a pl e a c h i n g ；P a r t i c l es i z e 近些年来，国内很多学者对铀矿开采进行了大量 研究，地浸、堆浸、柱浸、槽浸、渗滤浸出等方面都有人 做过实验[ 1 _ 4 ] 。其中堆浸工艺以其工艺简单，投资 少，见效快，管理简单，浸出成本低，适用于较低品位 铀矿石浸出[ 5 1 ，环境污染相对于传统水冶较少等优 点，受到广大冶金工作者的广泛关注。在我国近些年 来堆浸工艺在很多矿山也得到广泛应用。在堆浸工 艺生产中影响浸出率的主要因素之一是矿石粒度。 上堆矿石粒度小，浸出周期会相对缩短，浸出率也将 大大提高，但是同时也会带来耗酸高，成本高，容易堵 塞、板结、泥化等问题，反之，浸出周期较长，浸出率 低。因此选择适合的粒度进行堆浸生产是堆浸浸出 的一个关键工艺参数。本文根据某铀矿山采用的堆 浸工艺生产中上堆矿石粒度过大，浸出率偏低的问 题，开展不同粒度的柱浸试验，来监测粒度对浸出效 果的影响程度，进而找出最佳的上堆矿石粒度。 1 实验准备 1 ．1 实验样品 作者简介陈家富 1 9 6 4 - - ，男，高级工程师 本试验采用的矿样来自于某矿山开采的一个矿 点，采集矿样1t 原矿，经筛分得一1 0m m 、一8m m 、 一6m m 粒度矿石质量各1 5 0k g ，用于柱浸试验研 究。该矿点的矿石自然类型分为次生氧化矿石类型 和原生矿石类型。即为含次生铀矿石类型和含沥青 铀矿石类型。含次生铀矿石类型为受不同程度氧化 淋滤作用，矿石较松散，铀矿物主要为次生铀矿物。 主要矿物为石英、次要矿物为赤铁矿等，铀矿物为硅 钙铀矿、铜铀云母、铀黑、磷铀矿、脂铅铀矿等；含沥 青铀矿石类型为含沥青铀矿赤铁矿硅化碎裂岩型矿 石，矿石氧化程度较低，铀矿物主要为沥青铀矿。矿 石呈暗红色、猪肝色，呈浸染状、短细脉状产出。局 部可见次生铀矿物。矿样化学成分分析见表1 。 1 ．2 实验装置 实验在直径1 5 5m m 、高1 5 0 0m m 的P V C 塑料 管中进行。用恒流蠕动泵进行输送淋浸剂，每天喷 淋量通过调节蠕动泵的转速控制。 万方数据 有色金属 冶炼部分2 0 1 0 年1 期4 1 O ．6 3 0 ．5 8 0 ．3 00 ．0 6 00 ．4 1 0 ．3 50 ．0 6 4 0 ．0 9 1 ．3 试验条件 浸出试验采用硫酸溶液作为淋浸剂，浸出前期 淋浸剂的浓度为2 0 ～2 5g ／L ，浸出后期浓度为5 ～ 1 0g ／L ，浸出液的p H 控制在2 ．5 以下。喷淋强度 采用1 2 ～1 5L ／ m 2 h ，喷淋浸出前期采用连续性 喷淋，当浸出液铀浓度≤1 0 0m g ／L 后采取间歇喷 淋，喷停比为1 1 。 2 实验结果与讨论 2 ．1 柱浸试验结果 本实验三个不同粒径 一1 0m m ，一8m m ，一6 r a m 的喷淋浸出柱进行了相同级数 9 9 级 的喷淋， 试验条件见表2 。最终液计浸出率分别为7 9 ．0 ％、 8 6 ．2 ％、9 0 ．5 ％，渣计浸出率分别为7 8 ．9 ％、 8 5 ．5 ％、8 9 ．0 ％。三个实验柱消耗的喷淋剂、硫酸、 浸出率与上柱的矿石粒度存在一定的关系，详细柱 浸结果见表3 。 表2 柱浸试验条件 T a b l e2P a r a m e t e r so fc o l u m nl e a c h i n g 表3 柱浸试验结果 T a b l e3T e s tr e s u l to fc o l u m nl e a c h i n g 项目 1 号柱2 号柱3 号桂 一1 086 4 2 14 2 44 1 9 9 3 ．3 4 7 9 2 ．4 8 51 4 8 ．0 4 3 60 1 360 4 760 9 9 0 ．0 2 6 20 ．0 1 6 70 ．0 1 9 7 0 ．0 1 7 90 ．0 1 3 80 ．0 1 5 9 0 ．0 1 5 3 0 ．0 1 0 00 ．0 1 3 9 0 ．0 5 2 10 ．0 3 7 30 ．0 3 0 3 5 54 05 1 4 ．4 24 ．5 44 ．5 8 7 9 ．08 6 ．29 0 ．5 7 8 ．98 5 ．58 9 ．0 9 9 30 0 0 ～50 0 0 粒度／m m 溶浸液总用量／L 授出金属／g 硫酸用量／g 矿渣品位／％ 集合样 上层 中层 下层 终柱铀浓度／ n a g L “ 浸出液固比 液计浸出率／％ 渣计浸出率／％ 喷淋级数 每级喷淋量／m L 2 ．2 浸出结果分析 从表3 可以看出矿石粒度越大，消耗喷淋剂、硫 酸少、浸出率低；反之矿石粒度小，消耗喷淋剂、硫酸 多，浸出率高。主要原因是上柱矿石粒度不同，在一 定质量矿石的情况下，粒度小的实验柱的矿石比表 面积大，与喷淋剂接触相对充分，浸出率高；暴露在 矿石表面的耗酸物质多，消耗的硫酸多。 在堆浸工艺生产过程中，相同的喷淋条件下，筑 堆粒度越小，浸出率越高，在达到相同的浸出率情况 下浸出周期越短。从图1 可以看出，在达到7 0 ％的 浸出率时，不同粒粒度 一1 0m m 、一8m m 、一6 r a m 的矿石的浸出级数分别为5 4 、4 6 、4 1 ；在浸出相 同天数时，粒度越小浸出率越高；从试验浸出效率上 看一6m m 粒级具有明显的优势。经实验观察发 现，各粒级的矿石在喷淋强度为1 2 ～1 5L ／ m 2 h 时，未发现矿层顶部有积液现象。在卸出各柱矿渣 时，发现各柱下层有板结现象，一6m m 粒级的矿石 板结现象严重，不利于工业生产。因此，在进行工艺 堆浸生产时，最佳筑堆粒度为一8m m 。 图1 浸出率曲线图 F i g ．1 C u r v eo fl e a c h i n ge f f i c i e n c y l O 3 结论． 从试验浸出率、浸出周期及工艺参数的可行性 等方面综合考虑，适应于该矿点的铀矿石堆浸工艺 的最佳上堆粒度为一8m m 。 参考文献 [ 1 ] 姚益轩，葛加明，苏学斌，等．新疆某矿床酸法地浸采铀 现场试验[ J ] ．铀矿冶，2 0 0 4 ，2 3 3 1 1 9 1 2 4 ． 万方数据 4 2 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期 [ 2 3 樊保团。孟运生，刘建，等．赣州铀矿草桃背分矿细菌堆 浸工业试验[ J ] ．铀矿冶，2 0 0 2 ，2 l 2 6 7 - - 7 3 ． [ 3 ] 胡凯光，胡银才，李建华，等．云南临仓某铀矿床矿石圆 柱样室内浸出试验[ J 3 ．铀矿冶，2 0 0 4 ，2 3 2 8 9 9 2 ． [ 4 ] 郑志宏，张卫民，刘亚洁。等．7 2 1 矿山南铀矿石微生物槽 浸的适应性实验研究[ J ] ．华东地质学院学报，2 0 0 2 ，2 5 3 1 9 0 1 9 4 ． [ 5 ] M u f i o zJA ，G o n z B l e zF ，B l i z q u e zML ，e ta 1 ．As t u d yo f t h eb i o l e a c h i n go faS p a n i s hu r a n i u mo r e ．P a r tI Ai e v i e wo ft h eb a c t e r i a ll e a c h i n gi nt h e t r e a t m e n to fu r a n i u m o r e s E J ] ．bH y d r o m e t a l l u r g y ，1 9 9 5 ，3 8 3 9 5 7 ． 上接第2 5 页 从表2 可见，交换后废水补加少量的 N H ；H C O 。循环回用于浸出，浸出率没有明显变化， 产品品位亦没有下降，较新鲜水浸出，减少 N H 。H C O 。的用量6 0 ％以上。试验研究表明回用 交换废水是可行的，废水的回用既可以减少 N H 。H C O 。的用量，又可以节约用水，减轻了石煤提 钒对环境的压力。 沉钒废水中主要含有较高浓度的氯化铵、偏钒 酸根等，可将其用作饱和树脂的淋洗液。沉钒废水 用新鲜水稀释N H 。C l 浓度，并补加一定量N a C l ，可 作为脱洗液，经连续回用试验，发现饱和树脂用 1 2 0 g ／LN a C I 6 0g ／I 。N H 。C 1 的淋洗剂淋洗，淋洗温 度为4 0 ～5 0 ℃，脱洗液中V z O 。浓度最高达1 2 0 g ／L 以上，平均合格浓度达6 0g ／L 以上，脱洗液无 结晶现象，淋洗率达9 9 ．2 ％以上。由于淋洗剂加入 了N H 。C 1 ，沉钒时只需加入1 0g ／L 左右的N H 。C 1 ， 偏钒酸铵就开始沉淀，这样即可节省N H 。C 1 的用 量，又可以节约水资源并减少V 0 。的损失。 3结论 石煤钙化焙烧，采用N H 。H C O 。和N a H C O 。为 浸出剂，浸出液经7 1 7 树脂交换富集提纯，N H 。C 】 沉钒，产品V 0 。纯度可达达到国标9 9 级以上，总 回收率达6 5 ％以上。 参考文献 E l i 马士强，刘世森．石煤提钒工艺评述[ J ] ．湖南有色金属， 1 9 9 8 7 2 1 2 4 ． [ 2 ] 浙江省煤碳工业局．石煤的综合利用[ M ] ．北京煤碳工 业出版社，1 9 8 0 ． [ 3 3 陈中军，庞锡涛。浙J iJ 钒矿钠化焙烧工艺条件研究[ J ] ． 钒铁，1 9 9 2 6 3 9 4 2 ． [ 4 ] 许国镇．氯化钠在石煤提钒中的作用[ J ] ．矿冶工程， 1 9 8 8 4 4 4 4 7 ． [ 5 ] 戴文灿．石煤提钒综合利用新工艺的研究[ J ] ．有色金 属，2 0 0 0 ，5 2 3 1 5 1 7 ． [ 6 3 宾智勇．无污染提钒新工艺研究[ J ] ．湖南有色金属， 2 0 0 3 6 1 9 2 0 ． [ 7 ] 鲁兆伶．用酸法从石煤中提取五氧化二钒的试验研究与 工业实践[ J ] ．湿法冶金，2 0 0 2 1 2 1 7 5 1 8 3 ． 万方数据