碳酸盐型铀矿石堆浸技术室内浸出实验研究

摘要

为了降低我国铀矿冶生产成本，充分利用我国有限的铀矿产资源，必须立足于我国的铀资源特点和铀矿冶生产现状，充分依靠科技进步,研究开发适应我国铀矿资源品位低、矿点规模小，具有中国特色的、先进的铀矿采冶新工艺、新技术，并使其尽早成为我国铀矿冶节省投资、降低消耗、减少污染的有效手段，已经是铀矿冶科研的当务之急。
　　对于天然铀的生产，我国目前大都采用常规水冶工艺、堆浸工艺、地浸工艺等，都是依赖硫酸作为浸出剂，简称为酸法浸出。我国铀矿资源相对贫乏，但是种类繁多，对于含碳酸盐、铁、铝、钙、镁、钾、钠等成分高的铀矿石，采用硫酸浸出显然是不适宜的，这样不仅使浸出剂—硫酸耗量大，生产成本高，而且浸出液离子强度大，对浸出液中铀的纯化浓缩、浸出液的循环使用和废水的处理都将带来困难。碱性铀矿石的常规碱法浸出是在70—80℃的温度内搅拌48—96小时，这样能耗高，生产成本也不能降低；碱法地浸工艺，国外已有广泛的应用，但我国目前还处于试验研究阶段，即使试验研究获得成功，但是适合于地浸的铀矿资源也是非常有限的；碱法堆浸在我国也只有核工业第六研究所于20世纪80年代后期进行过试验研究，但技术未过关，未能得到推广应用。在我国由于碱性铀矿石的浸出工艺不过关，这部分资源还不能得到充分开发利用。堆浸工艺具有投资少，建设周期短，生产成本低，浸出尾渣颗粒粗，含水率低，易于堆置处理等特点，在我国越来越受到重视。采用碱法堆浸工艺，由于矿石粒度相对搅拌浸出而言要粗得多，反应介质和反应产物的扩散速度慢，上升为控制步骤，最终影响浸出率将是浸出时间和矿石的粒度，或是矿堆层因渗透不均匀造成的“死角”等物理因素，从而避开了碱法浸出化学反应速度慢的不足。铀矿石碱法堆浸具有选择性好，浸出剂消耗低，浸出液离子强度低，生产成本低等优点，是碱性铀矿石加工处理极为有前途的技术。
　　本文对某矿铀矿石的H2SO4、Na2CO3+NaHCO3和(NH4)2CO3+NH4HCO3浸出的各种影响因素进行了系统的、详细的实验研究，该铀矿的铀主要分布在粗粒级和细粒级矿石中，酸法能够实现铀的浸出，但是该矿含耗酸组分多，耗酸量大，到达了20 g.L-1且在柱浸过程中容易出现液流不通畅故不利于酸法地浸。采用碱法浸出虽然浸出速度较慢，耗时较长，但可实现铀金属的浸出。通过强化浸出条件，采用加压浸出和多级错流浸出可以使铀的浸出率达到80%以上，通过正交实验，得出对铀矿石浸出效果影响最大的因素是氧化剂，其次是浸出温度，浸出剂总浓度影响最小。铵盐的浸出效果优于钠盐。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 铀的性质及用途概述

1.2 世界铀资源现状

1.3 铀资源的发展趋势

1.4 我国的铀资源概况

1.5 国内外天然铀需求分析及预测

1.6 选题背景与研究的意义

1.7 课题主要研究内容

第2章 铀的浸出原理

2.1 酸法浸出

2.2 碱法浸出

第3章 实验样品

3.1 实验样品的采集

3.2 实验样品的制备

3.3 实验样品分析

第4章 搅拌浸出实验

4.1 实验所需主要试剂及仪器

4.2 浸出率的计算

4.3 搅拌浸出试验方法

4.4 酸法搅拌浸出实验

4.5 碱法搅拌浸出试验

第5章 柱浸试验

5.1 酸法柱浸试验

5.2 碱法柱浸实验

第6章 结果与讨论

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢