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。     

难处理铀矿外场预处理强化生物浸出研究进展

在当前能源紧缺、碳达峰与碳中和的背景下,核电因具有清洁、低碳、经济等特点而备受关注,而天然铀的安全稳定供给是核电持续发展的重要保障。随着中国铀矿资源开采日趋贫化,复杂难处理铀矿所占比例逐年增加,传统酸法水冶工艺由于工艺复杂、成本高及环境污染等不足,难以经济开采此类矿石,生物浸出技术为难处理矿石及废弃资源中有价金属的提取回收提供了新方向。本综述讨论了铀矿生物浸出技术的最新进展,总结了影响和阻碍生物堆浸技术推广应用的关键技术问题,探讨了微波、超声波、电磁场、电场等非常规外场预处理强化铀矿浸出优势和不足。最后,结合当前铀矿生物浸出技术的进展,提出了难处理铀矿生物强化浸出的研究方向,为今后该领域的研究提供借鉴。     

铬铁矿硫酸浸出液中Cr~(3+)与Fe~(3+)的分离

分别通过水解法和黄钠铁矾法进行酸性溶液中铁的析出分离试验。结果表明,采用水解法铬铁分离效果不佳。采用黄钠铁矾法可有效脱除铬铁矿硫酸浸出液中的铁,在溶液pH=-0.87、165℃加入适量晶种后,铁的脱除率接近100%,铬的损失率低于7%,铬铁分离效果良好。     

铀矿石生物浸出中氟对铁-硫氧化细菌的影响

本文针对某铀矿矿石氟含量高的特点,研究了铀矿石生物浸出过程中矿石浸泡液中pH值与氟离子浓度变化规律、不同起始氟离子浓度对铁-硫氧化细菌生长发育的影响以及所选用铁-硫氧化细菌对氟离子的适应能力.结果显示,铀矿石中氟离子浓度随着生物浸出体系中pH值由高到低的变化而呈现出由低到高的线性变化特征;试验用铁-硫氧化细菌对氟离子非常敏感,20 mg/L氟离子便会抑制其生长;但经过较高浓度含氟离子培养基长时间培养选择后筛选所得到的菌株却对较高浓度氟离子生长基质有较强的耐受性,如菌株Z-1可在含氟1.48g/L的溶浸液中一昼夜即可将5g/L Fe^2＋完全氧化.研究结果表明,通过驯化可以获得耐氟铁-硫氧化细菌,将其应用于生物浸出工艺中,既不会降低铀浸出率,也不需额外的经济投资.     

Fe~(3+)低品位原生硫化铜矿细菌浸出影响的研究

为了提高永平低品位原生硫化铜矿细菌浸出的效率,通过摇瓶试验,研究了Fe~(3+)对低品位原生硫化铜矿细菌浸出的影响。研究表明:在细菌浸出的初始阶段,添加Fe~(3+)可以提高浸出液的氧化还原电位,但不会提高铜的浸出速度和浸出率,相反会抑制铜的浸出,而且随着添加的初始Fe~(3+)浓度增加,抑制作用进一步加强。     

砷滤饼浸出残渣中单质硫的脱除试验

针对砷滤饼处理工艺产生的浸出高硫残渣,研究其单质硫脱除工艺,以富集物料中的有价金属,实现资源的回收利用。本文采用硫化剂热浸出的方法处理砷滤饼浸出残渣。试验结果表明,最佳的浸出条件：采用硫化钠为浸出剂,硫化钠浓度为2.00 mol/L,液固体积质量比为8∶1,在85℃下反应2 h;在此条件下,单质硫的浸出率为98.1%,砷的浸出率为99.0%,而铋、铅、铜等有价金属基本未被浸出;同时浸出液可作为硫化剂用于沉淀废液中的铜离子,其沉淀效率与硫化钠溶液相当,实现试剂的充分利用。该方法可一步实现单质硫的高效脱除,同时降低物料中的砷含量。     

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。     

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。     

氯化银对生物浸出黄铜矿精矿的影响

用硫酸高铁或细菌浸出黄铜矿时 ,加入银离子可起到催化作用 ,其催化机理如下 :4Ag Cu Fe S2 → 2 Ag2 S Cu2 Fe2 ( 1 )Ag2 S 2 Fe3 → 2 Ag 2 Fe2 S0 ( 2 )Ag2 S晶体沉淀在黄铜矿表面 ,三价铁离子将 Ag2 S氧化为 Ag 和 S0。释放出的银离子再与黄铜矿反应。Hiroshi Nakazawa等人研究了生物浸出黄铜矿精矿时氯离子对银离子催化作用的影响。结果发现 ,在黄铜矿的生物浸出过程中 ,氯化银也能起催化作用。为此 ,进一步研究了氯化银微粒对生物浸出黄铜矿精矿的催化性能。所用黄铜矿精矿取自日本 Hakaoka矿。 XRD分析结果…     

表面活性剂吐温20对胶硫钼矿生物浸出的促进机理

为提高胶硫钼矿中钼的生物浸出效率,研究了非离子表面活性剂吐温20对氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)的代谢活性以及胶硫钼矿生物浸出的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜对浸出产物进行表征.研究结果表明,吐温20对A.ferrooxidans氧化Fe²⁺有明显的抑制作用,但对S⁰的氧化则表现出一定的促进作用.吐温20对胶硫钼矿生物浸出的作用表现为:低质量浓度促进,高质量浓度抑制,当其质量浓度为30 mg·L^-1时,浸出40 d,Mo的浸出率由未添加时的42.21%提高至54.10%.吐温20的加入强化了浸出过程中间产物S⁰的生物氧化作用,提高了体系中细菌浓度,同时削弱了矿物表面生成的黄钾铁矾和单质硫的钝化作用,从而促进了胶硫钼矿的氧化与溶解.     

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。     

低品位铀矿石细菌浸出摇瓶试验

对某铀矿山低品位铀矿石开展了不同矿浆浓度的细菌浸出摇瓶试验。在相同浸出条件下,经90h浸出,10%、20%、30%和40%矿浆浓度的铀浸出率分别为77.76%、76.20%、60.04%和35.85%,通过适度控制矿浆浓度可以维持比较好的铀浸出效率。     

难浸铀矿石微生物浸铀试验

对我国南方某硬岩难浸铀矿石分别开展了不同酸耗、矿浆液固比、不同初始铁浓度摇瓶搅拌浸出试验,考察铀浸出率(浓度)与酸浓度、菌液三价铁浓度、液固比和Eh之间的关系。最佳工艺参数为:酸化酸度30~60g/L、酸耗8%~15%、液固比(2.5~5.0)∶1、三价铁浓度5~7g/L。     

铀矿石不同酸度下细菌的溶浸试验

对某铀矿石在不同酸度下细菌溶浸浸铀进行了对比试验,分析了浸出过程中铀浸出率、酸耗和细菌生长等变化规律。结果表明,该铀矿石不同酸度下细菌溶浸效果较好,液计平均浸出率为87.7%,渣计平均浸出率为94.1%;另外,在酸化阶段,硫酸浓度对浸出总耗酸影响不大,但浓酸可以大幅度缩短酸化时间;在细菌浸出阶段,pH越高耗酸越低,细菌生长情况越好,但铀浸出率并未随之增高,主要是因为较高pH的浸出液中容易产生铁的氢氧化物和铁矾沉淀,阻止了铀的进一步浸出。     

低品位铀矿石微生物柱浸试验

对某低品位铀矿石进行了不同喷淋条件的微生物柱浸试验。结果表明,试验用混合菌群对目标铀矿石具有较强适应性,浸出周期172d,菌浸期间5%和10%喷淋量条件下渣计平均浸出率分别为87.70%和88.53%,耗酸率分别为5.36%和5.37%。菌浸阶段采用较大喷淋量可提高浸出率,但液固比会显著增加,综合成本相应提高。因此,喷淋量的选择应综合考虑铀资源回收率与浸出成本。     

某高氟铀矿石浸矿菌活性匹配试验研究

选择两个不同的菌群(B3mYP1Q和05B)分别对同一高氟铀矿石进行了微生物浸铀试验。通过对各个浸出阶段数据的分析、对比,选出了对高氟铀矿石具有较强适应能力和较好浸出效果的最佳耐氟菌群和最佳工艺参数。结果表明,B3mYP1Q菌群的浸铀效果较好,铀浸出率达到97.99%。     

高氟低硫铀矿石补加黄铁矿生物柱浸试验

进行装柱量为9kg高氟低硫铀矿石的添加黄铁矿生物柱浸试验。结果表明,添加粒度-3.0mm、纯度41.64%黄铁矿1.5%时,经过80d的浸出,加黄铁矿加菌试验柱铀渣计浸出率为90.00%,酸耗3.97%,总铁浸出量54.36g;不加黄铁矿加菌对照柱铀浸出率为88.50%,酸耗4.05%,总铁浸出量49.47g;加黄铁矿不加菌的化学浸出对照柱铀浸出率为77.20%,酸耗3.95%,总铁浸出量34.30g。向低硫铀矿石中添加适量黄铁矿的生物浸出方法可以提高铀浸出率。     

Column Bioleaching of a Low-Grade Silicate Ore of Uranium

The bioleaching of a low-grade Indian uraninite ore (triuranium octoxide, U₃O₈: 0.024%), containing ferro-silicate and magnetite as the major phases, and hematite and pyrite in minor amounts, has been reported. Experiments were carried out in laboratory scale column reactors inoculated with enriched culture of Acidithiobacillus ferrooxidans isolated from the source mine water. The pH effect on uranium recovery was examined with the same amounts of ores in different columns. With the presence of 10.64% Fe in the ore as ferro-silicate, the higher uranium biorecovery of 58.9% was observed with increase in cell count from 6.4 × 10⁷ to 9.7 × 10⁸ cells/mL at pH 1.7 in 40 days as compared to the uranium recovery of 56.8% at pH 1.9 with a corresponding value of 9.4 × 10⁸ cells/mL for 2.5-kg ore in the column. The dissolution of uranium under chemical leaching conditions, however, recorded a lower value of 47.9% in 40 days at room temperature. Recoveries were similar with 6-kg ore when column leaching was carried out at pH 1.7. The bioleaching of uranium from the low-grade ore of Turamdih may be correlated with the iron(II) and iron(III) concentrations, and redox potential values.