影响酸法加压铀浸出矿浆过滤的因素及改善方法研究

研究了矿浆浓度、浸出温度和压力、金属离子浓度、胶体物及矿石粒度等因素对铀酸法加压浸出矿浆过滤性能的影响,以及改善其过滤的方法。试验发现,在满足铀浸出率要求的条件下,三价铁的结晶形态和在溶液中的浓度是影响矿浆过滤速度的最关键因素。     

电渗析法分离铀矿浆中的铀

采用电渗析法分离铀浸出矿浆中的铀,研究了电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的分离富集率,验证电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的可行性,并通过模拟试验探寻各条件对电渗析法处理能力及电耗的影响。试验结果表明：电压的提高同时会提高处理能力但是耗电量随之增加;操作温度的提高可以降低电耗及提高处理能力。用电渗析法分离铀矿浆中的铀,流程简单且无需使用任何的化学试剂,该方法可适用于铀浸出矿浆的固液分离,为铀浸出矿浆分离提供新思路。     

黑曲霉浸铀过程中的形态特征及其对铀浸出的影响

黑曲霉(A.niger)在深层培养时具有复杂的生长形态,其直接影响黑曲霉的代谢产能。然而,黑曲霉浸矿过程中的形态特征及其对浸出效果的影响还未得到重视。通过黑曲霉浸铀的单因素实验,考察浸出时间、孢子接种量、碳源种类与用量、初始pH值、矿浆浓度对黑曲霉的形态特征与铀浸出的影响,分析两者之间关系。结果表明,在不同的浸出条件下,黑曲霉呈现出3种不同形态:紧实的生物矿石颗粒、松软的生物矿石颗粒和散状菌丝,当铀矿粉被黑曲霉完全包裹形成紧实的生物矿石颗粒时,铀的浸出率最高。在浸出时间4 d、孢子接种量1×10~8 spores·L~(-1)、蔗糖浓度25 g·L~(-1)、初始pH 6、矿浆浓度2%的条件下,可形成紧实的生物矿石颗粒,铀的浸出率达76.26%。     

亚铁浓度对铀生物浸出的影响

以某难处理铀矿石为原料,开展了添加不同浓度Fe~(2+)对铀生物浸出的影响研究。在相同浸出条件下,经84h浸出,添加Fe~(2+)浓度为0、3、5、9g/L的铀浸出率分别为48.13%、61.44%、66.12%和62.38%,添加Fe~(2+)浓度为5g/L时,铀浸出率最高。可以通过控制添加适当Fe~(2+)浓度来获得较高的铀浸出率。     

高砷硫化铜精矿细菌浸出实验研究

针对含硫砷铜矿的高砷铜精矿进行细菌浸出实验研究,考查不同矿浆浓度、不同初始Fe~(2+)浓度和温度对铜精矿细菌浸出的影响。细菌浸出可以促进铜矿物的溶解,尤其是促进硫砷铜矿的氧化分解。在矿浆浓度4.0%,初始Fe~(2+)浓度2.5 g·L~(-1),浸出温度45℃,无菌条件下浸出85 d,铜精矿中铜、砷的浸出率分别为26.4%,1.26%。同等条件下,细菌浸出铜精矿中铜、砷的浸出率分别达62%,14%,分别为无菌对照的2.35倍和11.00倍。矿浆浓度和初始Fe~(2+)浓度对铜精矿的浸出具有显著影响:高矿浆浓度下砷的浸出受到明显抑制;过高和过低的Fe~(2+)浓度不利于砷的浸出,初始Fe~(2+)浓度在10.0 g·L~(-1)时,铜、砷的浸出率最高分别可达77.9%,11.9%,此时体系铁浓度维持在较低水平。高砷铜精矿细菌浸出实验结果表明,铜、砷浸出行为存在差异:由于蓝辉铜矿快速溶解,浸出60 d时铜快速浸出,随后浸出速率下降。细菌浸出过程中,浸出初期砷浸出率低于2%,随浸出时间的延长砷浸出率逐渐升高,说明硫砷铜矿后于蓝辉铜矿、铜蓝浸出。提高温度对硫砷铜矿的浸出有显著的促进作用。     

中等嗜热菌和嗜酸中温古生菌浸出砷黄铁矿的行为

研究了用中等嗜热菌(sul fobacillum thermosul fidao xidans,s.t)和极端嗜酸中温古生菌(ferroplasma thermo philum,f.t)浸出砷黄铁矿,通过摇瓶试验考察了不同矿浆浓度和细菌接种量对细菌浸出行为的影响。结果表明:提高浸出体系矿浆浓度会降低砷黄铁矿浸出率;中等嗜热菌相较于极端嗜酸中温古生菌在高矿浆浓度下有更好的耐受性;提高体系细菌接种量,细菌与砷黄铁矿的反应速率加快,但浸出率并未提高;中等嗜热菌在矿浆浓度1%、初始接种浓度107cell/mL条件下,对纯砷黄铁矿中砷的浸出率在12d后达79%。     

外源Fe2+浓度及矿物粒径对生物浸铀的影响

为改善以往生物浸铀效率不高的缺陷,通过添加外源Fe2+及改变矿物粒径来提高生物对铀的浸出率。研究结果表明：外源Fe2+浓度分别为0、0.5、1.0和2.0 g/L时,铀浸出率分别为87.34%、88.27%、91.23%、89.13%,当浸出体系中Fe2+浓度为1.0 g/L时,铀矿石会产生部分溶解且表面粗糙孔隙明显,有利于铀的浸出,溶浸液中存在适量的Fe2+对生物浸铀的能力具有提升效果。另外,外源Fe2+对铀矿生物浸出符合固体产物层缩核模型,浸出过程主要受扩散控制。当粒径＜- mm和-5 mm时铀浸出率分别为91.23%和83.70%,矿物粒径适当减小可增大颗粒比表面积,同样利于铀的浸出。     

红土镍矿常压—加压两段联合浸出新工艺研究

研究了常压—加压两段联合浸出红土镍矿的新工艺。结果表明,褐铁矿在温度95℃、反应时间5h、初始矿浆浓度36%、吨矿硫酸用量1.0t的条件下,镍、铁常压浸出率分别为98%和74%;常压浸出后的矿浆与蛇纹石矿浆混合后在温度150℃、反应时间2h、蛇纹石添加量为总矿量35%的条件下进行加压浸出,镍、铁总浸出率分别为93%和1.5%。     

合成硫化铜的细菌浸出研究

对合成硫化铜进行了细菌浸出试验,考察了Fe2+浓度和矿浆电位对铜浸出率的影响,以及细菌在铜浸出过程中的作用。结果表明,在Fe2+浓度88mg/L、矿浆电位大于550mV、浸出30天时铜的浸出率大于99%,细菌绝大部分是以间接作用机理进行浸出的。     

刚果(金)某氧化铜钴矿絮凝沉降试验研究

对刚果(金)某氧化铜钴矿进行絮凝沉降试验研究。结果表明,原矿在磨矿粒度-0.150mm占80%、矿浆浓度10%～12%、絮凝剂用量5～10g/t,絮凝剂浓度0.05%～0.1%的条件下,沉降速度最高可达25m/h,底流浓度可达54%以上。对于磨矿粒度-0.150mm占80%、酸矿比132kg/t、初始矿浆浓度25%、常温浸出时间4h的浸出矿浆,在矿浆浓度6%、絮凝剂用量20g/t,絮凝剂浓度0.1%的条件下,沉降速度最高可达22m/h,底流浓度可达47%以上。     

低品位铀矿渣微生物间歇喷淋浸出工艺

对某铀矿堆浸尾渣进行了不同喷淋间隔的微生物柱浸试验,3个柱每次的喷淋量都为2%,喷淋制度采用喷淋6h间隔分别为18、42、66h。结果表明,经过300天的喷淋以及100天的放置后洗堆,铀浸出率分别达到87.83%、77.23%、80.60%,浸出溶液铀浓度大于50mg/L。     

某砂岩型铀矿床矿石微生物浸出试验

对某砂岩型铀矿床的矿石进行了不同酸度和Fe~(3+)浓度的微生物浸出试验,以及与酸法浸出(H_2SO_4浓度5 g/L)的对比试验。结果表明,微生物浸铀在4 g/L酸度、2 g/L Fe~(3+)条件下铀浸出率最高(96.43%),比酸法浸出率高27%;微生物溶浸时Fe~(3+)浓度超过2 g/L对浸铀没有明显的提升作用。     

黄铁矿筑堆方式对微生物浸铀的影响

在黄铁矿混合筑堆、顶置筑堆和分层筑堆三种情况下,通过柱浸方式对铀矿石进行微生物浸铀试验,探索微生物浸铀中黄铁矿的最佳筑堆方式。结果表明,混合筑堆、顶置筑堆、分层筑堆的渣计浸出率分别为89.12%、84.37%、85.47%,与顶置筑堆和分层筑堆的柱浸相比,混合筑堆对微生物浸铀具有强化作用。     

高碳酸盐砂岩型铀矿石微酸中性浸出性能

为研究微酸中性浸出工艺对高碳酸盐型铀矿石的浸出性能,对某高碳酸盐砂岩型铀矿石进行了静态浸泡试验、多回次氧化浸出试验及柱浸试验。结果表明,高碳酸盐型铀矿应用传统酸法浸出容易产生气堵和CaSO4沉淀,而应用微酸中性浸出虽然浸出强度小,但不容易产生沉淀,应用传统碱性浸出的浸出强度略高于应用微酸中性浸出,但容易产生CaCO3沉淀;应用低浓度H2O2氧化浸出效率低,H2O2主要被矿石中其他还原性物质消耗,高浓度H2O2容易和溶液中的铀反应生成过氧化铀沉淀,而KMnO4氧化浸出效果明显;在柱浸中,微酸浸出浸出率和碱性浸出浸出率分别为49.2%和41.7%,前者主要限制因素是矿柱酸化速率高于矿柱氧化速率,而后者主要限制因素是浸出后期矿层堵塞,渗透性下降。     

砂岩铀矿围岩中性条件下对铀的吸附试验

砂岩型铀矿地浸采铀体系中,溶解铀在水岩界面发生的吸附作用对铀的浸出造成一定影响。为研究CO_2+O_2中性地浸条件下含矿层砂岩介质对溶解铀的吸附特征,采用取自新疆蒙其古尔铀矿床围岩和含铀浸出液,在实验室开展了不同粒径介质和不同固液比的吸附试验。结果表明,不同粒径介质对铀的平衡吸附量介于11.62～20.28mg/g,铀的平衡吸附量以及吸附率与粒径负相关;不同液固比试验条件的平衡吸附量介于10.07～18.23mg/g,铀的平衡吸附量与液固比正相关,铀的吸附率则与液固比负相关。围岩对铀的吸附动力学特征符合粒内扩散模型。试验结果可以为地浸采铀溶质运移模拟过程中吸附模型及其参数的确定提供依据。     

某铀矿石多桶串联细菌溶浸试验

对某铀矿石进行了多桶串联细菌溶浸试验,分析了串联装置和充气时间对浸出率、酸耗的影响。结果表明,该矿石三桶串联、两桶串联和单桶的铀平均浸出率分别为82.33%、81.42%和83.62%,同一串联工艺中,越靠后的桶的铀浸出率越低,耗酸也越低;另外,充气可以明显加快离子交换速度,提高细菌活性。     

某铀矿生物浸铀过程中金属离子与铀协同浸出研究

通过室内柱浸试验,探析不同粒度（2.5~5、5~10、2.5~10 mm）铀矿在生物浸出过程中金属离子与铀浸出的规律,分析柱浸过程中pH、Eh、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出行为,并运用PHREEQC计算金属离子的饱和指数及浸出液中铀的存在形式。结果表明,铀矿中K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出趋势相似,粒度越小该铀矿中浸出的金属离子越多,经过66 d柱浸试验,三种粒度的铀矿铀浸出率分别为85.93%、69.75%、79.65%。酸化阶段及菌浸阶段硬石膏达到饱和,酸化阶段磷酸铀酰达到饱和,菌浸阶段氟化铁达到饱和。柱浸浸出液中铀主要以正六价存在,酸化阶段铀化学形态主要为硫酸铀酰及磷酸铀酰,菌浸出阶段主要为硫酸铀酰及氟化铀酰。     

某砂岩铀矿床矿石中性浸出性能试验

对某砂岩型铀矿石开展不同O2剂量的中性浸出试验。结果表明,试验矿石中性浸出性能较差,铀浓度基本低于20mg/L,在25.2的高液固比条件下,铀浸出率仅为35.36%~41.85%;前期以六价铀浸出为主,浸出强度与HCO3^-浓度正相关;六价铀基本被浸出后,有O2、无O2的浸出差别明显,但O2剂量在30~200mg/L变化时浸出差别并不显著;相对高的pH有利于形成更稳定的铀酰络合物和降低铀的氧化还原临界电位,但应避免高pH引起碳酸钙沉淀。在地浸生产保持不低于800mg/L的HCO3^-和维持浸出液10~20mg/L的余氧是合适的。