江西某含泥鈾礦石浸出性能研究

史文革，蔡萍莉，梁建龍

(1.南華大學核資源與核燃料工程學院，湖南 衡陽 421001；2.南華大學城市建設(shè)學院，湖南 衡陽 421001)

對于含泥鈾礦石，堆浸礦堆的滲透性差，無法進行常規(guī)堆浸處理，這些含泥、低滲透性的鈾礦過去采用流程復雜、能耗高的攪拌浸出提鈾工藝，礦山生產(chǎn)成本居高不下[1]。江西某鈾礦石含細泥較多、粘性大，且相當部分成塊狀，常規(guī)堆浸難以實現(xiàn)，本文通過現(xiàn)場取樣，進行室內(nèi)試驗，對該礦的性質(zhì)、粒級組成、鈾分布、礦石的浸出性能、礦漿浸出性能等進行了研究，為該礦石回收鈾的工藝試驗提供參考。

1 樣品準備

樣品取自江西某鈾礦床開采巷道，取樣記錄見表1。

表1 取樣記錄

首先把1～3號礦石樣破碎至-10mm，然后縮分出化學分析樣和工藝試驗樣。化學分析樣破磨到-120目，分析U含量。另把采出礦石的綜合樣按照破磨工藝制成化學分析樣分析U含量[3]。礦樣U的分析結(jié)果見表2。

表2 礦樣U的分析結(jié)果

2 實驗部分

工藝試驗樣先水洗分離出-100目細泥(簡稱細泥，下同)，將100目以上的礦石(簡稱粗礦，下同)曬干、稱重，篩分為三種粒級的礦樣，對每種粒級的礦樣稱重，并按照工藝流程破磨制成化學分析樣，分析U含量。

2.1 礦樣洗細泥

1～3號礦樣含細泥較多、粘性大，且相當部分成塊狀，用干篩無法將細泥與礦石分離。水洗操作僅用攪拌水洗效果不理想，還需要輔以搗、捏等方式，方能將塊狀細泥洗下。三種礦石樣洗細泥結(jié)果見表3。

從表3中可知：①細泥約占礦樣總重的30%左右；②細泥含U量多、品位高；③洗水呈酸性(pH 2.2～5)，并有微量U被洗下。

表3 礦石樣洗細泥結(jié)果

2.2 篩析試驗

粗礦篩析結(jié)果見表4。

表4 粗礦篩析結(jié)果

從表4知：細泥U品位高；+100目～-2.5mm粒級的礦石量約占粗礦總重的50%以上。

2.3 細泥礦漿沉降性能測試

礦樣經(jīng)水洗，將細泥制成礦漿，對細泥礦漿沉降性能進行測試。測試用1000mL量筒盛漿1000mL，靜置。記錄經(jīng)過不同時間，漿體沉降界面高度，測試結(jié)果見圖1、圖2、圖3。

圖1 1號礦樣細泥礦漿沉降曲線

圖2 2號礦樣細泥礦漿沉降曲線

圖3 3號礦樣細泥礦漿沉降曲線

從測試結(jié)果可知：這三種礦漿沉降性能均不好。礦漿粒度小，沉降速度慢，難于抽濾，礦漿固液分離十分困難。

3 浸出實驗

本次浸出試驗屬探索性試驗，主要在于測試該礦石的浸出能性。用采出礦石的綜合樣(4號)進行試驗，試驗采用攪拌浸出法，攪拌浸出主要做了酸度和時間的試驗。

酸度選擇試驗條件：礦樣粒度-65目，每次試驗礦樣100g，液固比3∶1，浸出劑為30g/L、40g/L、60g/L硫酸，三角瓶振蕩浸出，轉(zhuǎn)速210rpm，常溫振蕩4h。

浸出結(jié)束，立即用真空泵抽濾。濾渣用pH為2的酸化水制漿，洗滌2次，每次用酸化水100ml，用真空泵抽濾，兩次洗滌液合并。浸出液和洗滌液分別測定體積、Eh、pH并分析U含量，必要時分析余酸[4]。濾渣經(jīng)烘干、磨細后，分析U含量。實驗結(jié)果見表5。

從表5可以看出，浸出劑為30g/L硫酸時，常溫振蕩4h條件下，礦樣中鈾浸出率渣計可達72%，而且浸出液pH為1.26，溶液中余酸適中。

時間選擇試驗條件：浸出劑為硫酸30g/L，其他試驗條件同酸度選擇試驗條件，常溫振蕩8h、12h、16h、24h。實驗結(jié)果見表6。

表5 不同酸度浸出結(jié)果

表6 不同時間浸出結(jié)果

K-1為礦漿(-100目細泥漿)350mL，濃硫酸 20g，常溫攪拌8h，U浸出率達87.6%。

4 結(jié)果與討論

該礦石中含約30%左右的細泥，細泥粘性大，且有相當部分的細泥呈塊狀，可以用水洗將其與粗礦分離。細泥含U量大、品位高，是提取U獲取經(jīng)濟效益的主要原料。目前從細泥中提取U的簡易方法還不成熟，需要進一步做有針對性的試驗研究。鈾在礦石中主要以六價形式存在(U6+占90%)，這對浸出有利。

礦石含細泥多，過水性能差，不能直接用堆浸法處理。若先將細泥與粗礦分離，粗礦破碎至一定粒度后可以采用堆浸處理。值得注意的是，+100目～-2.5mm粒級的礦石量約占粗礦總重的50%以上，這對堆浸有利。

攪拌浸出結(jié)果表明，在30g/L硫酸，液固比為3∶1，攪拌24h條件下，礦樣U的渣計浸出率可達87.5%；細泥礦漿中的U容易浸出。

細泥礦漿沉降性能差，過濾困難。細泥攪拌浸出后的固液分離更困難，這都是以后試驗、生產(chǎn)中必須解決的問題。

[1] 國際原子能機構(gòu).鈾礦開采編輯部譯.鈾礦石加工實驗室試驗手冊[M].1992.

[2] 李尚遠,等.鈾·金·銅礦石堆浸原理與實踐[M].北京:原子能出版社,1997.

[3] 曾毅軍.酸法制粒堆浸研究的現(xiàn)狀、原理與實踐[J].鈾礦冶,2004，11(4)：175-181.

[4] 浸礦技術(shù)編委會.浸礦技術(shù)[M].北京:原子能出版社,1994.