高硅钴白合金的处理工艺研究

为解决高硅钴白合金中有价元素难以浸出的问题，在硫酸体系中，以氯酸钠作为氧化剂，并加入高硅钴白合金中的组成元素之一Fe³⁺作为氧化传质体，有效浸出了高硅钴白合金中的Co和Cu,并减少了Si的浸出。通过正交试验研究了初始Fe³⁺浓度、高硅钴白合金粒度和反应温度对浸出效率的影响，得到了优化工艺参数，并根据现实生产需求，确定了浸出成本更低的经济工艺参数。优化工艺参数为：起始Fe³⁺浓度为15 g/L,高硅钴白合金粒度为<0.075 mm,反应温度为85℃。其中，起始Fe³⁺浓度对浸出效率的影响最大。在优化工艺参数下浸出5.5 h, Co、Cu浸出率分别达到99.3%、98.7%。经济工艺参数为：起始Fe³⁺浓度为10 g/L,白合金粒度为0.075～0.150 mm,反应温度为85℃;浸出6.7 h后Co、Cu浸出率分别达到98.9%、98.5%。     

降低高酸高铟预中和石膏渣含铟量的工艺研究

湿法炼锌赤铁矿法回收铟的主要工艺流程为利用二氧化硫还原浸出低酸浸出渣中的铟，还原浸出后液酸度约30 g/L,需要预先中和使酸度降至10 g/L,然后加入碳酸钙中和沉铟、富集铟，沉铟渣经浸出、净化、萃取等工艺流程回收铟。预中和过程中产生的石膏渣会夹带部分铟，造成铟的损失。本文通过进行单因素试验，研究预中和液中Fe³⁺浓度、终点酸度及反应时间等试验条件变化对预中和石膏渣含铟量、石膏渣沉降及过滤性能的影响。试验结果表明，由于In³⁺与Fe³⁺性质相似，在黄钠铁矾形成过程中，In³⁺可部分取代Fe³⁺形成晶间化合物进入渣中，因此Fe³⁺含量越高，预中和石膏渣含铟量越高；终点酸度小于10 g/L时，溶液中的Al、Si易生成胶状物，与Ca化合生成钙铝黄长石沉淀，影响矿浆沉降性能及过滤性能，终点酸越低，石膏渣含铟量越高，过滤性能越差；随着反应时间的延长，溶液中Fe²⁺氧化成Fe³⁺的量越多，石膏渣含铟量逐渐增加。     

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。     

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。     

锑金精矿酸性电积工艺中电解液中总铁、Fe2+、Fe3+的含量测定

铁的存在对锑金精矿浸出至关重要,某公司锑金精矿电积工艺中Fe³⁺和Fe²⁺共存,为了准确测定总铁、Fe²⁺和Fe³⁺含量,有效指导生产,通过研究,使用简单的铈量法能解决这一问题。此方法操作简单,可快速准确地测量出电解液中的总铁、Fe²⁺和Fe³⁺含量。     

某高碳酸盐砂岩铀矿的碱法浸出

为探究某高碳酸盐砂岩型铀矿的浸出工艺参数,在室内进行了不同碱性试剂、不同氧化剂条件下的静态浸出试验,运用PHREEQCI软件计算了碳酸盐矿物的饱和指数及浸出液中铀的存在形式,并进行了浸出动力学分析。结果表明,铀浸出率与溶浸液中HCO3-浓度呈正相关,并且NH4HCO3的浸出效果要优于NaHCO3;H2O2氧化效果明显强于KMnO4和K3Fe(CN)6,铀浸出率随H2O2质量浓度的增加而增长,综合考虑效益、成本等因素,最佳浸出条件为800 mg/L NH4HCO3 + 2 g/L H2O2,最终铀浸出率为21.04%;整个浸出过程方解石和白云石均处于超饱和状态,应控制体系pH以避免碳酸盐发生饱和沉淀;浸出过程中铀的溶解反应主要受表面化学反应控制,扩散影响相对较小。     

CO2+O2地浸采铀脉石矿物与浸矿剂相互作用研究

在CO2+O2地浸采铀应用过程中，浸矿剂不仅与载铀物质发生反应，亦与脉石矿物发生反应。为探索砂岩型铀矿主要脉石矿物与浸矿剂的相互作用，在中性条件下（pH分别为6.20、6.40、6.60、6.80和7.00）对脉石单矿物及天然铀矿石进行高压釜静态浸出试验，对比浸出溶液中各种离子浓度变化和反应后渣样的形貌变化特征。发现：1）方解石溶解可产生HCO3-和Ca2+，HCO3-升高能加速铀浸出，而Ca2+浓度升高会增加石膏和方解石沉淀风险；2）黄铁矿与浸矿剂反应易产生H+，阻碍CO2与水反应生成HCO3-，不利于铀浸出，但当黄铁矿与方解石同时存在，黄铁矿同浸矿剂相互作用会加速方解石的溶解，故对富方解石的矿石来说，黄铁矿的存在有利于铀的浸出；3）钾长石溶解可形成黏土矿物，对溶出的铀酰离子有一定的吸附性；此外，黏土颗粒细小，在地浸工业应用过程中增加黏土物理堵塞的风险；4）高岭石在浸出过程中会释放其所吸附的其他离子，同时吸附铀酰。渣样矿物学分析结果显示，各种矿物在浸出过程中均发生差异性溶解，其中方解石溶解最明显，表面逐步被侵蚀粗糙，钾长石表面溶蚀微弱；黄铁矿表面随着浸矿剂的作用逐步覆盖一层铁氧化物或者铁的氢氧化物；高岭石的微观形貌变化不明显。     

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。     

某砂岩型铀矿石浸出渣样铀钪浸出特征及机理

随着高品位铀矿的枯竭,从低品位铀矿石中回收伴生元素以降低生产成本成为趋势。在溶浸采铀过程中,为了提高铀及其伴生元素钪的浸出率,以某砂岩型铀矿碱性柱浸后的渣样为研究对象,通过室内静态试验,探究不同硫酸浓度、液固比、温度对铀和钪浸出率的影响,并根据未反应收缩核模型建立浸出动力学模型。结果表明：硫酸浓度为30 g/L、液固比2 mL/g、浸出时间192 h条件下,铀和钪的浸出率随着温度的升高而增加;温度低于30 ℃时,浸出过程受化学反应控制,浸出速率增加较快,但浸出率低;温度高于30 ℃后,浸出过程受混合控制,且铀的浸出速率要高于钪,铀和钪受混合控制的浸出过程的活化能分别为41.28、15.887 kJ/mol。     

臭氧在硫化矿湿法处理中的应用进展

综述了臭氧氧化在难处理含金银硫化矿、方铅矿、硫化铜矿物、硫化铁矿物中的应用。臭氧处理难处理含金银硫化矿时，S^2-被预氧化为硫酸盐，S^2-不会再跟氰化物反应，且强化了O₃、氰化物、矿物的接触，进而提高氰化浸出过程的效率；臭氧处理方铅矿和硫化铜矿物时，臭氧能将还原的Fe²⁺氧化Fe³⁺，起到助浸剂的作用，进而加速方铅矿和硫化铜矿物的浸出；臭氧处理硫化铁矿物时，臭氧能将黄铁矿直接氧化为高价铁氧化合物和单质硫。     

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。     

镁离子对低品位硫化镍矿氧化浸出电化学行为的影响

低品位硫化镍矿中含镁硅酸矿物易被酸溶解出Mg^2+而影响其有价金属提取。采用不同氧化浸出体系研究了Mg^2+对硫化镍矿中Ni、Cu、Mg、Fe浸出的影响,利用循环伏安、动电位极化、交流阻抗等方法研究了Mg^2+影响硫化镍矿中硫化矿物氧化溶解电化学行为。结果表明,试验范围内,低品位硫化镍矿中硫化矿物氧化浸出受氧化产物扩散影响控制,含镁矿物被酸溶解释放出Mg^2+进入溶液,游离的Mg^2+受硫化矿物表面负电性离子吸引而吸附在矿石表面,降低矿物表面氧化溶解双电层电荷转移内阻,加速电荷转移过程;另一方面,由于Mg^2+吸附影响,使得硫化镍矿表面氧化产物膜致密生长而显著负影响硫化矿物浸出,致使硫化矿物自腐蚀速率随Mg^2+浓度增加而降低。Mg^2+对含S物种电对间转化不利,与Fe^3+协同影响硫化矿物氧化浸出效率,低Mg^2+浓度促进Fe^3+/Fe^2+循环,而高Mg^2+浓度引起硫化矿物腐蚀产物层致密生长而降低矿物被溶解的速率。硫化镍矿在不同体系氧化浸出时,初始含Mg^2+条件下,Ni、Cu、Fe浸出效率低于无Mg^2+体系。     

黄铁矿添加量对微生物浸出的影响

微生物浸出过程中,铁既是微生物生长繁殖的能源物质之一,也是浸矿的主要氧化剂。针对FeS2含量较低的矿床,通过添加不同占比的黄铁矿进行室内摇瓶试验。结果显示:未添加黄铁矿时,生物浸出的浸出率为92.2%,添加黄铁矿时最大浸出率提高3.6个百分点,并且浸出周期明显缩短。当黄铁矿添加量高于3%时,微生物生长受到抑制,浸出率降低。矿浆浓度保持10%,黄铁矿添加量分别为0%、1%、2%、3%、4%时,浸出率依次为92.2%、95.8%、90%、85.5%、82.3%。     

铁离子对土状铜矿中铜浸出影响研究

考察Fe3+浓度、Fe3+/Fe2+对土状铜矿中铜浸出率的影响,分析了酸浸过程中铁离子提高铜浸出率的机理。结果表明,在矿浆浓度30%、酸浓度36.8g/L、12.0g/L硫酸铁溶液浸出土状矿48h后,铜浸出率为62.4%,与无铁时铜浸出率相比提高了10个百分点。其中有92.6%游离氧化铜、70.3%结合氧化铜、35.6%次生硫化铜和11.8%原生硫化铜被浸出,除原生硫化铜外,均比无铁时有明显提高。并且随着Fe2+/Fe3+的降低,铜浸出率逐渐增加。增加Fe3+浓度提高了溶液电位,从而提高铜浸出率。     

基于渗流-化学-应力多场耦合的砂岩型铀矿CO2+O2地浸开采的数值模拟

为探明不同影响因素对CO2+O2地浸采铀效果的影响规律和影响机理，首先建立了适合CO2+O2地浸的渗流-化学-应力多场耦合数值模型，其次，结合实际现场工况，开展了注液速率、渗透率、O2配加浓度、HCO3－配加浓度和铀矿石平均品位对CO2+O2地浸采铀影响的数值模拟研究。研究表明：CO2+O2地浸过程中，抽液井铀浓度呈现“缓慢上升-快速上升-缓慢下降-趋于稳定”的阶段性变化趋势；矿层渗透率、铀矿石平均品位、O2配加浓度、HCO3－配加浓度与抽液井铀浓度呈现线性正相关关系，溶浸液的注入速率与抽液井铀浓度呈现线性负相关关系；CO2+O2地浸过程中应该选择初始渗透率大且铀品位高的矿层，同时应该适当加大O2和HCO3-的配加浓度，并控制好溶浸液注入速率，可实现铀资源的高效开采。本研究对CO2+O2地浸矿层的选择和地浸工艺的优化具有重要的指导意义。     

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。     

某碱性铀矿石不同去钙工艺对比试验

对碱性铀矿石进行盐酸去钙预处理,Z1柱采用池浸换液方式去钙,Z2柱采用饱水状态下连续去钙,通过调节换液频率或进液速度与盐酸酸度,使浸出液pH均保持在2左右。试验结果表明,Z2柱累计去钙率为64.8%时,去钙周期为5.38d,耗酸率(34%的浓盐酸质量/矿石质量)为11.49%;相比Z1柱,连续去钙周期缩短80%,液固比降低35%,耗酸率减少4个百分点左右。连续去钙工艺高效可行。     

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。