新疆某低品位砂岩型铀矿原地浸出采铀工艺研究

摘要

铀是一种清洁且关系到国家战略安全和核电发展的特种矿产资源。随着常规露天采冶的持续进行，我国许多铀矿山面临着资源可开采量降低的现状，同时常规采冶存在生产成本高、生产作业及安全防护条件差、后续尾矿对环境污染高等不足之处，这使得探寻新的铀矿资源和铀矿开采技术迫在眉睫，因而越来越多的国家开始着重研究原地浸出采铀技术。近年来，我国针对地浸开采的需要，也加大了砂岩铀床的勘探力度，陆续在新疆、内蒙古等地探明了一些砂岩铀矿资源。当前砂岩铀矿资源勘查突显出两个方面的问题，一是矿床的地浸开采条件复杂，二是可地浸铀资源量贫乏，因此对于我国地浸采铀来讲，要长足发展和提高产能则必须积极面对这些砂岩铀矿床地浸开采的技术问题。本文以新疆某低品位砂岩型铀矿床矿带2岩芯作为研究对象，详细介绍了此矿床铀矿石物理特性和矿样室内浸出工艺特征及参数，通过搅拌浸出试验和柱浸对比试验，找出适合矿带2开采的工艺方法，把选择出的最佳浸出条件运用于现场工业试验，从弱试剂中性浸出和酸性浸出对矿带2岩芯的浸出效果进行了系统的研究和评价。
　　本研究主要内容包括：⑴通过室内岩芯搅拌浸出试验和柱浸试验，对比矿带2弱试剂中性浸出和酸性浸出的试验效果，确定矿带2在高矿化度地下浸出条件下原地浸出试验方案。室内岩芯试验表明:矿带2矿石采用弱试剂中性浸出时浸出率为20％～40％，采用酸法浸出时浸出率为70％～90％，酸法浸出效果明显优于弱试剂中性浸出。⑵通过pH值选择试验和氧化剂浓度选择试验，发现溶浸液pH小于2，双氧水浓度达到0.5 g/L时的浸出效果较好。通过岩芯自然粒度和200目的搅拌浸出试验，发现200目的液计浸出率略高于自然粒度的液计浸出率，表明这类矿石中铀赋存较简单，排除矿石中铀难浸的可能性。矿带2矿层水Ca2+浓度为568mg/L，远低于产生沉淀的临界条件(Ca2+浓度为900mg/L)，表明采用酸法浸出不会出现导致致命的CaSO4沉淀堵塞矿层现象。⑶通过对矿带2不同岩矿芯进行酸耗试验，得到矿带2岩芯的酸耗值，为后续计算矿山开采经济指标提供一定的数据参考。矿带2主要耗酸物质为碳酸盐，碳酸盐在区域平面与垂直空间分布不均匀，因此，矿带2矿石酸耗较高，自然粒度矿样的平均酸耗约21 kg/t，为酸法浸出可接受水平。⑷在室内试验的基础上，把选出的最佳试验条件应用到实际钻孔，研究浸出液中铀浓度随时间的变化趋势以及杂项离子的变化情况。试验表明1-0201抽液平均铀浓度为31.48 mg/L，平均抽液量为6.28 m3/h，试验单元地表设施未发现明显的硫酸钙结晶，浸出效果好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及研究意义

1．2 国内外研究进展

1．3 原地浸出机理研究

1．3．1 铀的分布特性与存在形式

1．3．2 原地浸出机理研究

1．4 主要研究内容

第2章 样品的采集与分析方法

2．1 研究区域概况

2．2 样品采集

2．3 试验材料和仪器

2．3．1 试剂和材料

2．3．2 试验仪器

2．3．3 标准物质及标准溶液

2．4 样品测定

2．4．1 样品中铀含量品位测定

2．4．2 浸出液含量测定

第3章 弱试剂中性浸出试验研究

3．1 矿石测试

3．2 室内岩芯浸出试验

3．2．1 岩芯搅拌浸出试验

3．2．2 岩芯柱浸试验

3．3 现场试验

3．3．1 1-0503弱试剂中性浸出试验

3．3．2 1-0401弱试剂中性浸出试验

3．3．3 1-0201弱试剂中性浸出试验

3．3．4 2-0203弱试剂中性浸出试验

3．4 小结

第4章 酸法浸出试验研究

4．1 岩矿分析

4．2 室内岩芯浸出试验

4．2．1 酸性、弱试剂中性搅拌浸出对比试验

4．2．2 酸耗试验

4．2．3 矿石浸出最佳pH值条件试验

4．2．4 氧化剂浓度试验

4．2．5 不同粒度矿石浸出试验

4．2．6 矿带2层间水析出沉淀试验

4．2．7 柱浸试验

4．3 现场试验

4．3．1 1-0201孔浸出液中铀浓度变化特征

4．3．2 1-0201孔浸出液中杂项离子变化特征

4．3．3 1-0401孔浸出液中铀浓度变化特征

4．3．4 1-0401孔浸出液中杂项离子变化特征

4．3．5 抽注液量变化特征

4．4 酸耗指标分析

4．4．1 单位金属硫酸耗量计算

4．4．2 现场运行耗酸

4．5 小结

结论

致谢

参考文献