某铀矿石细菌堆浸过程中的工艺矿物学研究

研究了某铀矿石细菌堆浸过程中原矿、浸出中间渣和浸出尾渣的矿物学特征及化学组成。结果表明:矿石中的铀矿物以沥青铀矿为主,含铀矿物有钍铀矿、铀钍石、方解石、绿泥石、磷灰石;铀与磷灰石关系密切;铀以铀矿物、类质同象和吸附形式存在;耗酸矿物主要为方解石、绿泥石、磷灰石;从矿石→浸出中间渣→浸出尾渣,铀矿物和铀的质量分数依次降低;细粒级矿石比粗粒级矿石的铀浸出率高。     

新疆蒙其古尔矿床铀矿石CO_2+O_2中性浸出试验

采用新疆某砂岩铀矿石为原料,在实验室开展了分别以矿床地下水和地浸尾液配制浸出剂的CO_2+O_2中性浸出试验,研究不同铀矿石的铀浸出差异,以及对地浸具有影响的Fe、S的氧化与碳酸盐的溶解沉淀状况。结果表明,地下水和地浸尾液配制的浸出剂对相同矿石的浸出结果没有明显差异,矿石铀含量是最主要影响因素,浸出铀浓度与矿石铀含量显著正相关;静态浸出过程中,铀在体系中的扩散不充分,底部铀浓度显著高于上部,通常静态浸泡比搅拌浸出的铀浸出率低与此有一定关系;Fe的氧化较显著,浸后矿石FeO含量下降37%～62%,S也有所氧化;碳酸盐处于接近饱或超饱和状态,应将体系pH控制在6.5以内,以避免方解石和白云石发生饱和沉淀。     

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。     

铀矿石微生物柱浸串联工艺试验

以某铀矿山堆浸生产混合铀矿石为原料,考察了微生物柱浸串联工艺对铀浸出率的影响。结果表明,经130d试验,Z1、Z2、Z3三柱串联渣计铀浸出率分别为81.83%、78.89%、81.43%,耗酸率分别为10.73%、10.73%、11.08%。采用串联工艺可以有效均衡浸出液铀浓度,提高铀吸附效率,促进铀的浸出。     

浸染型沥青铀矿石水冶工艺研究

某浸染型沥青铀矿石在酸法搅拌浸出条件下,-0.104 mm粒度矿石铀的浸出率不到50%。采用"拌酸熟化预处理—高余酸浸出"工艺,-20 mm矿石拌酸柱浸铀的浸出率大于83%,浸出尾渣铀品位低于0.01%。浸出液采用离子交换吸附、酸性氯化钠淋洗、淋洗液沉淀工艺制备铀产品,吸附的树脂铀负载容量达到125 mg/g,淋洗液铀浓度10g/L以上,沉淀的"111"产品达到行业一级品要求。     

高含泥氧化铜矿石分粒级筑堆技术及其应用

高含泥氧化矿石浸堆因渗透性差而影响堆浸的正常进行.渗透试验表明,高含泥氧化矿石矿堆的渗透性与矿石粒级组成密切相关,采取矿石堆浸粒级划分:-1 mm为泥质物,+5 mm为块状矿,5～1 mm之间为粉状矿.在此基础上,提出了分粒级筑堆技术,即先对矿石进行分级,然后按粒级分区筑堆,对不同粒级浸堆采用不同的布液强度.该项技术应...     

745矿生物浸矿过程中铀矿物的变化

采用电子探针分析了浸出前后745铀矿物赋存形式及其变化情况。结果表明,该矿床矿石中铀矿物种类比较单一,主要以沥青铀矿为主,其次为铀石、铀钍石和钛铀矿;铀矿物主要以不规则树枝状或细脉状、颗粒状、星点状产出于矿物裂隙中,少部分被其它矿物包裹;粒度多在10μm以上、大者可达100μm以上。生物浸矿后,尾渣中剩余的铀矿物明显减少,残存的铀矿物种类仍然是沥青铀矿、铀石和钛铀矿,但粒度多在1~2μm以内,主要存在于石英颗粒内。说明裂隙中的沥青铀矿与铀钍石容易被浸出,被石英包裹的铀则难以被浸出。     

砂岩型铀矿浸出矿物工艺学研究进展

我国当前铀矿的勘探与开采的重点在北方砂岩型铀矿。砂岩型铀矿主要通过地浸的方式开采,地浸过程中浸矿剂除了与铀矿物发生反应外,还与矿石中的大量脉石矿物发生反应,在不同的浸出工艺条件下,地层中矿物的地球化学行为也有所不同。目前按照浸矿剂的成分,浸出工艺可以分为4种:酸法浸出、碱法浸出、中性浸出和微生物浸出。对不同浸出工艺条件下的矿物行为进行综述,认为:长石、云母、碳酸盐等矿物在酸性条件下会消耗酸和氧化剂,同时自身被蚀变,生成黏土等沉淀物,还可能造成气体堵塞;黄铁矿等硫化物在碱法地浸条件下消耗氧化剂,并可能生成铁的沉淀;矿层中的黏土矿物则可能发生膨胀降低矿层渗透性。中性浸矿和微生物浸矿尽管是新型的地浸工艺,但是同样存在着一些问题,有待后续研究解决。     

表面活性剂提高铀矿石浸出率研究

为了解决铀矿堆浸过程中渗透性差以及浸出率不高的问题,通过添加表面活性剂提高渗透性而强化铀矿石浸出。本研究采用静态实验研究3种不同的表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)、十二烷基硫酸钠(SDS)、吐温80对铀浸出率的影响,并测定溶浸剂的表面张力,选出使铀浸出率提升最大的表面活性剂后确定其最佳用量;再通过动态柱实验进一步研究铀矿堆浸过程中表面活性剂对渗透性大小的改变及铀浸出率的影响。静态实验结果表明:3种表面活性剂均能提高铀浸出率,其中十二烷基硫酸钠对铀的浸出效果最好且使溶浸剂表面张力降低最低,为52.94%;接近临界胶束浓度时铀浸出率最高,故选用0.008 mol·L-1的十二烷基硫酸钠进行动态实验。动态实验结果表明:十二烷基硫酸钠的加入最终使实验柱的渗透系数提高至4.6倍,铀的浸出率由48.41%提升至60.20%,增加了11.79%。表面活性剂增大了铀矿石堆浸过程中的渗透性,使铀浸出率提高。     

地浸采铀中过氧化氢氧化性能研究

以过氧化氢作为氧化剂溶浸新疆某砂岩型铀矿石,考察溶浸条件对铀浸出率的影响。结果表明,碳酸氢铵为溶浸剂时,过氧化氢可有效氧化浸出矿石中四价铀。铀浸出总量随着过氧化氢加入量的增加而增加。当溶解氧加入总量为600mg/L时,5回次溶浸的铀浸出总量为76.40%,能满足地浸采铀工艺要求。     

铀矿石粒径对细菌渗滤浸出的研究

采用细菌渗滤浸出的方式,对比不同铀矿石粒径(2~5mm,5~10mm)对铀浸出和细菌适应性的影响。试验采用先酸浸后菌浸的方式。试验结果表明,细颗粒铀总浸出率与粗颗粒浸出基本相同;而粗颗粒总耗酸量小于细颗粒;细菌在粗颗粒铀矿样中的适应时间比在细颗粒铀矿样中的时间短,并且生长更为稳定。该试验可为在细菌浸出的条件下,为工业性生产增加铀矿石粒径节约生产成本提供试验依据。     

堆浸法从某低品位难选含铀钼矿中回收钼

针对某低品位含铀钼矿钼浸处率不高、常规强化搅拌浸出固液分离困难等问题，研究了拌酸熟化-堆浸工艺，提出一种适合处理该矿石的工艺方法。试验考察了堆浸工艺参数矿石粒度、喷淋强度、浸出剂酸度、氧化剂用量和浸出时间对钼浸出率的影响，结果表明：在矿石粒度-3.2 mm、喷淋强度40~60 L/(m2?h)，浸出剂酸度5 g/L、浸出时间6~8 d的条件下，矿堆渗透性较好，钼浸出率可达73%。     

中国铀矿采冶回顾与展望

中国铀矿包括火山岩型、花岗岩型、碳硅泥岩型、砂岩型和煤岩型等多种类型。铀矿采冶始于20世纪50年代,早期以火山岩型和煤岩型铀矿常规地下开采为主,部分埋藏较浅的矿床则以露天开采的方式进行;铀的提取采用破磨搅拌浸出或堆浸工艺。20世纪90年代以来逐步向砂岩铀矿开采转型,以采冶一体的原地浸出方式进行开采和铀的提取,按浸出剂的不同主要分为酸法、碱法、中性(CO_2+O_2)等工艺,其中酸法和中性浸出工艺在中国应用最为广泛。近年来微生物浸出技术在铀矿堆浸和地浸方面均有所突破,部分实现工业应用。清洁、高效和数字赋能是铀矿采冶发展的主要趋势,建设绿色、高效、智能的铀矿大基地也正在成为中国天然铀产业高质量发展的新动能。     

某铀矿石微生物柱浸翻柱对比试验

以某铀矿堆浸生产线的矿石为原料,考察微生物柱浸翻柱方式对铀浸出率的影响。结果表明,经过113天试验,两柱液计累计铀浸出率分别为80.62%和76.49%,渣计铀浸出率分别为88.67%和85.24%,耗酸率分别为9.17%和9.04%。在酸化阶段提前翻柱可有效减轻泥化、板结现象,促进铀的浸出。     

某高碱贫铀矿石的微生物酸法池浸探索

先采用盐酸去除某高碱性铀矿石中的大部分碱性物质,然后采用微生物酸法池浸技术对铀进行浸出。结果表明,大粒径(5mm)矿石中的铀很难被提取,去除部分大粒径矿石后,当碱性物质去除率达65%时,铀的浸出率可以达到91.2%。     

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。     

陕西潼关地区低品位含金氧化矿石氰化可浸性试验研究

为了促进对低品位金矿资源的回收利用,在对潼关地区低品位含金氧化矿石的化学成分和矿石特征进行研究的基础上,开展矿石可浸性、泥化程度检查、NaCN浓度、喷淋强度、吸水性、渗透性和初始耗碱量等条件试验,对其氰化浸出性能及影响因素进行了试验研究。研究认为,潼关地区低品位金矿石氧化程度较低,属原生矿-半氧化矿石的过渡类型;矿石裂隙不发育,岩石结构紧密,且自然金以中-粗粒为主,属不易堆淋矿石;矿石氰化有害元素含量低,在可浸性试验中,经24 h机械搅拌获得浸出率为95.2%,为良好的可浸性矿石。条件试验及综合柱浸试验获得-8 mm粒级矿石27 d浸出率为66%,说明此类矿石仍为堆淋有效矿石,其堆淋最佳生产工艺技术条件：矿堆规模5 000 t,粒级-8 mm,筑堆高度3 m,NaCN浓度0.03%～0.06%,pH值10～12,喷淋强度20～50 L/（m2·h）,喷淋时间30 d。从试验结果来看,该类矿石堆淋浸金回收率偏低,只有在开采富矿同时作为废矿石回收利用才能获得效益。由于此类低品位矿石氧化程度差,为良好的可浸性矿石,因此最佳方法应为全泥氰化法。     

砂岩型铀矿石无氧化剂碱法浸出特征

为研究无氧化剂条件下砂岩铀矿碱法溶浸水岩作用过程及铀浸出特征,在实验室开展了蒸馏水浸泡和无氧化剂碱法浸出试验。结果表明,无试剂的水岩作用盐离子综合体及水中天然溶氧作用,可使铀向水中弱迁移;无氧化剂碱法浸出铀迁移强度与HCO3-浓度正相关,HCO3-浓度700～900mg/L是对浸铀影响相对显著的区间;UO2(CO3)22-和UO2(CO3)34-是无试剂和碱法浸出溶解铀的主要存在形式,两者占比与HCO3-浓度和pH相关。缺少氧化作用的碱法浸铀强度较弱,液固比1.5∶1浸出40d铀回收率17.17%～22.37%,且浸出速度衰减较快,这与矿石中的铀以四价占优有关。尽管如此,在碱性地下水体系尤其是碱法地浸退役采区,长时间内铀的迁移仍不可忽视。     

某砂岩铀矿石CO_2+O_2柱浸试验

在实验室开展了某砂岩铀矿石CO_2+O_2浸出工艺的柱浸试验。当液固体积质量比达到5.20(mL/g)时,铀浸出率可达到67.05%;HCO_3~-浓度是影响铀浸出浓度的关键因素,保持HCO_3~-浓度不低于800mg/L时浸铀效果较理想;浸出中后期铀浓度随矿石中铀的消耗而降低;溶浸液与矿石中碳酸钙、黄铁矿相互作用导致浸出液中Ca~(2+)、SO_4~(2-)浓度升高,pH在6.6以上时方解石和白云石都处于过饱和状态,为避免发生沉淀,应将pH控制在6.6以下;试验中石膏虽未达到饱和,但地浸实践中应关注Ca~(2+)、SO_4~(2-)浓度持续升高趋势,避免发生石膏沉淀堵塞。     

芒来铀矿石酸法铀浸出与矿物黏土化特征

酸法浸铀过程中浸出液铀浓度及化学成分通常会随时间发生改变，同时伴随有黏土矿物的产生。以内蒙古芒来铀矿石为研究对象，开展了4种酸度（5、10、15、20 g/L H2SO4）条件下室内酸法浸泡浸铀试验，对试验过程中浸出液化学成分及铀浸出特征与矿物的黏土化蚀变特征进行了系统探讨。研究结果表明，铀浸出过程中六价铀浸出迅速而四价铀浸出较慢，铀渣计浸出率为83.73%~88.07%；矿石中的含铀、含钠、含钾、含钙、含铁、含铝等矿物发生溶解，使溶浸液中的U6+、U4+、Na+、K+、Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+浓度大幅增高；矿石中的长石类矿物发生了明显的黏土化蚀变，黏土矿物以伊利石为主。这些研究成果可以为该铀矿的开发工艺技术的确定和预防含矿层堵塞提供技术支撑。