廣東某鈾礦床水冶方法試驗(yàn)研究

彭誠(chéng)　田云

摘 要： 根據(jù)礦石的物質(zhì)成份及化學(xué)成份，對(duì)礦石樣品作了堿法和酸法攪拌浸出試驗(yàn)研究，探討了堿、酸、氧化劑用量、浸出溫度、時(shí)間等條件對(duì)鈾的浸出率影響，并選用較好的工藝參數(shù)作驗(yàn)證試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)證明：用堿、酸法在一般攪拌條件下，均能獲得較高的浸出率，屬于易處理類(lèi)型礦石。

關(guān)鍵詞： 鈾礦； 水冶方法； 試驗(yàn)研究

廣東西南部某鈾礦床就目前勘查成果來(lái)講屬于小型鈾礦，由二條礦帶組成，礦體深部走向、傾向延伸情況暫還未查明，有較大的找礦前景，其開(kāi)采水工環(huán)地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，屬于易開(kāi)采類(lèi)型，故對(duì)其進(jìn)行礦石加工技術(shù)性能試驗(yàn)研究很有必要性。本次試驗(yàn)研究目的為查明提取鈾的可能性，初步了解礦石加工技術(shù)性能，提供礦石初步評(píng)價(jià)資料，探索其工業(yè)利用價(jià)值，同時(shí)為下步勘查工作提供依據(jù)，對(duì)如何尋求最經(jīng)濟(jì)合理的浸出條件和指標(biāo)，沒(méi)有做更多的研究。本次試驗(yàn)與某地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室共同完成。

1. 樣品的制備及成份分析

1.1 樣品的制備

樣品取自該礦床3號(hào)礦帶500m標(biāo)高中段三個(gè)穿脈坑道一壁礦體，采用刻槽法，規(guī)格為10cm*5cm，其技術(shù)加工性能具有代表性，樣品制備及縮分嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，共取樣重56.72kg。

1.2 礦石物質(zhì)成份

組成礦石的礦物成份比較簡(jiǎn)單，主要由長(zhǎng)石、赤鐵礦、方解石、石英、絹云母及少量的黃鐵礦組成。鈾礦物主要以鈾的氧化物（瀝青鈾礦）的出現(xiàn)，其次是含鈾礦物（方解石、赤鐵礦）及少量的次生鈾礦。

1.3 化學(xué)成份

從化學(xué)分析（表1和表2）可以看出，CaO、 MgO等耗酸雜質(zhì)含量較高，屬于碳酸鹽類(lèi)型礦石，應(yīng)宜用堿法處理，但考慮到礦體規(guī)模，可能不單獨(dú)建廠，故同時(shí)用酸法也作了試驗(yàn)。

1.4 物理分析

物理分析鈾品位為0.184%，鐳品位為6.27×10-10g/g礦石。

2. 篩析試驗(yàn)

為確定試驗(yàn)粒級(jí)，進(jìn)行了篩析試驗(yàn)（見(jiàn)表3），從篩析結(jié)果可以看出，鈾在各級(jí)別中分布不均勻，細(xì)級(jí)別中鈾含量高，這與礦石局部細(xì)脈狀瀝青鈾礦沿裂隙充填有關(guān)，鈾礦物較脈石礦物易破碎，所以細(xì)級(jí)別中鈾較富集。因此確定試驗(yàn)可用粗粒級(jí)進(jìn)行。

3. 浸出試驗(yàn)

3.1 浸出試驗(yàn)所用試劑

試驗(yàn)試劑：Na2CO3 （工業(yè)用）、KMnO4 （試劑三級(jí)）、H2SO4 （工業(yè)用）、MnO2 （試劑三級(jí)）

3.2 堿法攪拌浸出試驗(yàn)

3.2.1 堿用量試驗(yàn)

試驗(yàn)暫定條件：樣品100g，磨礦粒度為-0.125，浸出溫度70℃，時(shí)間為3h，液固比為1.5∶1，0.2%礦重的KMnO4，一次制漿，用pH=10的稀堿溶液，時(shí)間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌用70℃熱水直接在漏斗中進(jìn)行，液固比為1.5∶1。

從表4可以看出，Na2CO3用量在8%～11%礦重范圍內(nèi)，對(duì)鈾浸出率影響不明顯，對(duì)浸出率而言，9%的堿用量已經(jīng)足夠。

3.2.2 氧化劑用量試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：堿用量為9%礦重，氧化劑用量不同外，其余條件與堿用量試驗(yàn)相同。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表5：

3.2.3 浸出溫度時(shí)間試驗(yàn)

3.2.4驗(yàn)證試驗(yàn)

為檢查條件試驗(yàn)的可靠性，把試樣重量增加三倍，選用較好的試驗(yàn)條件作驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：樣品300g，9%礦重Na2CO3，磨礦粒度為-0.125，浸出溫度70℃，時(shí)間為2h，液固比為1.5∶1，0.4%礦重的KMnO4，一次制漿，用pH=10的稀堿溶液，時(shí)間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌用70℃熱水直接在漏斗中進(jìn)行，液固比為1.5∶1。

試驗(yàn)結(jié)果（表7）表明：驗(yàn)證鈾試驗(yàn)鈾的浸出率與條件試驗(yàn)很接近，說(shuō)明所選條件試驗(yàn)結(jié)果是可靠的。

4. 酸法試驗(yàn)

4.1 酸用量試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：樣品100g，磨礦粒度為-1mm，浸出溫度50℃，時(shí)間為2h，液固比為1.5∶1，0.5%礦重的MnO2，一次制漿，用pH=1.5的稀酸溶液，時(shí)間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌用50℃熱水直接在漏斗中進(jìn)行，液固比為1.5∶1。

試驗(yàn)結(jié)果（表8）表明：H2SO4用量在19%～23%范圍內(nèi)，對(duì)鈾的浸出率影響不明顯，酸用量超過(guò)21%后，浸出率有下降趨勢(shì)，這可能是由于雜質(zhì)溶解量增加所至，故選用21%的礦重H2SO4用量較為合適。

4.2 磨礦粒度的試驗(yàn)

4.3 氧化劑用量試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：除酸用量為21%礦重，粒度為-1mm，氧化劑用量不同外，其余條件與酸用量試驗(yàn)相同，試驗(yàn)結(jié)果如表10。

從試驗(yàn)結(jié)果（表10）來(lái)看，氧化劑用量在0.25%～1%礦重范圍內(nèi)，對(duì)鈾的浸出率有影響，以0.5%量浸出率最高。超過(guò)0.5%用量，浸出率下降，pH值顯著升高，這明顯是因?yàn)檫^(guò)多的MnO2的作用，消耗了部分酸，相對(duì)地酸與鈾作用減弱，故選用0.5%礦重氧化劑為宜。

4.4 浸出溫度時(shí)間試驗(yàn)

4.5 驗(yàn)證試驗(yàn)

同樣為檢查條件試驗(yàn)的可靠性，把試樣重量增加三倍，選用較好的試驗(yàn)條件作驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：樣品300g，21%礦重H2SO4，磨礦粒度為-1，浸出溫度50℃，時(shí)間為2h，液固比為1.5∶1，0.5%礦重的MnO2，一次制漿，用pH=1.5的稀酸溶液，時(shí)間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌，用50℃熱水直接在漏斗中進(jìn)行，液固比為1.5∶1。

試驗(yàn)結(jié)果（表12）表明：驗(yàn)證鈾試驗(yàn)鈾的浸出率與條件試驗(yàn)最高浸出率相差1.91%，從整個(gè)試驗(yàn)來(lái)看，還是很相近的。說(shuō)明所選條件試驗(yàn)結(jié)果是基本可靠的。

5. 補(bǔ)充說(shuō)明

為了解雜質(zhì)在浸出液中的溶解量，對(duì)下步處理的影響提供參考，對(duì)堿、酸法的浸出液均作了多項(xiàng)分析。從多項(xiàng)分析的結(jié)果來(lái)看，除Mg2+、Fe3+、Al3+外，其它雜質(zhì)溶解量都很少，對(duì)浸出液下步處理并無(wú)大的影響。

6. 結(jié)論

（1）所采樣品具有代表性，所選工藝參數(shù)可代表其礦體技術(shù)加工性能。

（2）堿法浸出：堿及氧化劑用量、浸出溫度時(shí)間對(duì)浸出率有影響，以氧化劑最為顯著。磨礦粒度和液固比未作條件試驗(yàn)，是因?yàn)樵诟鳁l件試驗(yàn)中，選用磨礦粒度為-0.125mm、液固比1.5∶1時(shí)其浸出率已令人滿(mǎn)意。酸法浸出以氧化劑、溫度對(duì)浸出率影響較明顯。

（3）堿法浸出時(shí)，9%礦重Na2CO3，磨礦粒度為-0.125，0.4%礦重的KMnO4，浸出溫度70℃，時(shí)間為2h，液固比為1.5∶1，用pH=10的稀堿溶液制漿一次，水洗一次的條件下，鈾的浸出率為95.42%，尾渣鈾含量為0.011%。酸法浸出時(shí)，21%礦重H2SO4，磨礦粒度為-1mm，0.5%礦重氧化劑MnO2，浸出溫度50℃，時(shí)間為2h，液固比為1.5∶1，用pH=1.5的稀酸溶液一次制漿，水洗一次的條件下，鈾的浸出率為93.80～95.71%，尾渣鈾含量為0.013%。兩種方法浸出效果均較好，但究竟哪種比較經(jīng)濟(jì)合理，未進(jìn)行全面分析評(píng)價(jià)。

（4）用酸、堿法在一般攪拌浸出條件下，均能獲得較高的浸出率，屬于易處理礦石，從水冶工藝角度評(píng)價(jià)，具有工業(yè)利用價(jià)值，可作進(jìn)一步勘查。

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