微生物浸铀研究进展

论述了微生物浸铀原理,以及菌群生长的影响因素,根据矿石特性对细菌进行驯化。探讨矿石性质、粒径、矿浆浓度等对浸出的影响,总结了铀矿石预处理以强化微生物浸铀方法。概述微生物原位地浸低品位铀的工业应用。     

微波预处理对细菌浸出低品位铀的影响

针对难处理铀尾矿因脉石结构多而导致铀浸出率低的问题,提出微波预处理破坏脉石结构提高铀浸出率的思路。采用单因素法考察微波预处理时间对铀浸出率的影响。结果表明:微波预处理20min时,浸出铀浓度为72.75mg/L,铀浸出率为82.92%,较原样提高16.51个百分点。过度延长微波预处理时间,浸出率提高不显著。XRD和SEM分析表明,原样表面光滑、结构致密,20min微波预处理矿物表面粗糙微裂纹生长发育明显,60min微波预处理矿物晶粒生长完善。     

温度和液固比对某铀矿生物浸出的影响

铀矿生物浸出过程中,浸矿微生物（氧化亚铁硫杆菌）对温度和液固比等环境因素较为敏感。基于铀矿生物浸出溶浸液中酸碱度、氧化还原电位(Eh)、铁离子浓度的变化和铀浸出率的差异,研究温度和液固比对南方某铀矿生物浸出的影响。结果表明,在温度为30 ℃和液固比为20的条件下,铀矿微生物浸出效果最佳,铀浸出率分别高达为96.15%和97.02%。因此,在生物浸出过程中,可以控制浸出体系温度和液固比,为浸矿细菌提供最适宜生长环境,以强化铀矿的生物浸出。研究结果为南方某铀矿工业生产提供重要参数和理论依据。     

深层气井压裂后防砂工艺技术应用研究

本文针对某油田直井压裂完井一体化及水平井套管压裂后更换生产管柱两种工艺分别优选了防砂工艺,并对核心工具悬挂封隔器、油管内悬挂工具等进行数值模拟分析,优化工具结构,提高工具性能;通过数模和物模方法结合,建立了工具耐冲蚀预测分析模型,指导了工具现场应用,室内试验达到了耐温150℃、承压50MPa指标。截至目前,压裂后防砂工艺现场应用7口井,施工成功率100%,压裂后均未冲砂,保证了气井安全性,取得了显著的经济效益和社会效益。     

低品位铀矿浸出试验研究

在分析某低品位难处理铀矿工艺矿物学性质的基础上,开展了不同硫酸浓度、铁浓度和温度等因素对铀浸出的影响研究。通过X射线衍射仪和扫描电镜等手段分析铀矿浸出过程中的物相和形貌特征变化,揭示了硫酸和氧化剂Fe~(3+)对低品位难处理铀矿浸出的作用机理。研究结果表明,该铀矿石在硫酸浓度214.5g/L、Fe~(3+)浓度11.1g/L的条件下45℃浸出48h,铀浸出率达到98.38%;Fe~(3+)的增加可破坏脉石结构,且其氧化作用可加快铀的浸出速率。     

不同类型黄铁矿对微生物浸铀行为的影响

针对低硫铀矿生物浸出,采用外源添加黄铁矿强化微生物浸铀,开展三种不同类型黄铁矿对微生物浸铀的影响研究。结果表明:添加黄铁矿可有效降低浸出体系pH,为微生物提供相对良好的浸出环境;添加黄铁矿促进体系内Fe2+快速氧化和氧化还原电位值迅速升高;黄铁矿体系与未添加黄铁矿空白体系相比,铀浸出率提高1.73%～5.53%;添加黄铁矿可降低微区黄钾铁矾等沉淀形成。     

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%。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌耐氟性研究

氟可以抑制微生物浸出过程中微生物的生长。为探究微生物在不同矿物质的生物浸出过程中呈现不同氟耐受性的原因,利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌在不同生长时期进行氟胁迫试验。结果表明,迟滞期前引入氟化物,F~-浓度为0.5和1.0mmol/L时,Eh、Fe~(2+)氧化速率及细菌生长活性与对照组相似,F~-浓度分别为1.5、3.0和5.0mmol/L时,Eh和Fe~(2+)氧化速率明显下降直至停滞,细菌生长活性从受到轻微影响变化到绝对停滞;对数生长期前引入氟化物,氟浓度为10.0mmol/L时才表现出明显延迟,20.0mmol/L的氟胁迫时,细菌无法正常生长。     

外源硫和Fe~(3+)对低硫铀矿生物浸出的影响

针对铁、硫含量较低的铀矿,采用外源添加不同浓度的Fe~(3+)及单质硫的方法强化铀矿生物浸出,研究外源Fe~(3+)、单质硫对浸出体系中pH、氧化还原电位值Eh、铁离子浓度、铀浓度的影响。结果表明,Fe~(3+)初始浓度分别为0、1、2、3和4g/L时,铀浸出率分别为81.85%、92.61%、89.15%、86.28%和86.09%,Fe~(3+)浓度为1g/L时浸出铀浓度最大,不同初始浓度的Fe~(3+)对铀矿浸出具有显著影响。在2g/L Fe~(3+)体系中,添加2g/L单质硫与未添加单质硫相比,pH上升较慢,铀浸出率提高1.63个百分点;SEM-EDS分析表明,与原矿相比,铁体系中矿物表面粗糙且矿石结构疏散,矿石颗粒比表面积增加,浸出渣样中伴随黄钾铁矾等沉淀的产生,添加2g/L单质硫的体系中黄钾铁矾显著降低。