[发明专利]一种铀的CO2加O2原地浸出开采处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地浸采铀浸出溶液处理工艺，具体涉及一种铀的CO₂加O₂原地浸出开采处理方法。

背景技术

原地浸出采铀是通过从地表钻进至含矿层的注液井将按一定比例配好的溶浸液注入到矿层，注入的溶浸液与矿石中的有用成分接触发生化学反应，生成的可溶性化合物在扩散和对流作用下离开化学反应区进入沿矿层渗透迁移的溶液液流中形成浸出液；浸出液经过矿层从抽液井提升至地表，抽出的浸出液输送至回收车间进行离子交换等工艺处理，最后得到合格产品。原地浸出采铀方法广泛适用于可渗透砂岩型铀矿床,是一种集采、冶于一体的新型铀矿开采方法。

原地浸出采铀由地下浸出和浸出液处理两大部分组成。在矿体浸出部分可依据选择的溶浸液的不同分两类：酸法地浸和碱法地浸。酸法地浸就是使用酸性溶液作为溶浸剂的地浸过程。可作为酸法地浸溶浸剂的试剂有：硫酸、硝酸、盐酸等。碱法地浸是采用碱性溶液作为溶浸剂的地浸过程。可作为碱法地浸的溶浸剂主要有：碳酸钠、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢铵等。酸法容易造成地下矿层的堵塞，酸碱法都不同程度的造成了地下水的污染。

目前，鉴于酸法和碱法浸出存在的不足，以酸法地浸采铀技术著称的独联体国家针对碳酸盐含量较高的（以CO₂大于2%）的铀矿床展开低酸浸出工艺研究，即利用低浓度的硫酸溶液、同时采用空气作为氧化剂与矿石中的碳酸盐反应生成HCO₃^-，HCO₃^-再与矿石中的铀矿物反应，生成碳酸铀酰；以碱法地浸采铀技术著称的美国开展了弱碱性浸出的研究，使用CO₂同时适当加入一定量的碳酸氢钠。但是针对铀矿床矿石中碳酸盐含量大于2%，地下水高矿化度（5～12g/L），高碳酸氢根（2.0～3.0g/L）,上述弱酸法、弱碱法浸出都无法避开矿层的堵塞问题，矿体浸出作业无法有效实施。

我国有大量的低品位、低渗透砂岩型铀矿床，其含铀矿物中碳酸盐含量高、含矿含水层中的碳酸氢根高，在这类矿体时使用传统地浸采铀方法出现了各种问题。使用常规的酸浸技术，矿石中的碳酸岩含量较高，浸出酸耗大，酸化周期长，矿石与地下水中耗酸物质多，pH值下降缓慢，达到铀浸出的条件需要较长的时间，且造成了地下水环境的污染。另一方面，在这种含铀矿层中碳酸盐含量较高，碱法需要配制的大量的溶浸剂，注入地下后也改变了地下水的成分，同时，浸出也容易出现地层堵塞。使用碱法浸出工艺著称的美国，其碱法浸出方案都保持在pH值在8.2～8.3。然而，碱性碳酸盐浸出在地下形成了粘土肿胀，与粘土成分交换阳离子，如钠，从浸出液中的钙离子交换，导致浸出液中碳酸钙的形成。并在后续的浸出液处理过程中形成结垢，影响生产的正常进行。其浸出液后处理时，树脂吸附浓度低，传统的直接加碱沉淀法，碱耗过高。淋洗后的贫树脂上残留有大量的氯根离子或者其他离子，尾液循环时，会注入地下水系，影响地下矿物中铀的浸出效果。此外，还会影响树脂的再吸附，需要对淋洗后的贫树脂进行转型。

发明内容

为克服了以上的缺陷，本发明提供了一种铀的CO₂加O₂原地浸出开采处理方法，避免了使用酸、碱法地浸采铀时造成的地下含矿含水层堵塞和地下水污染问题。

实现本发明目的的技术方案：一种铀的CO₂加O₂原地浸出开采处理方法，其包括如下步骤：

（1）溶浸液加入O₂后通过注液管道注入地下含矿含水层，溶浸液的注液压力控制在1.5Mpa～1.6Mp，O₂的加入压力高于溶浸液的注液压力0.1～0.2Mpa；根据地下溶浸进度阶段的不同，采用不同的加氧浓度进行溶浸液的配制；具体步骤为：初期浸出，溶浸液中注氧浓度为400～500mg/L，当浸出液中的残余氧浓度在10mg/L左右时，注氧浓度降低到200mg/L；当浸出率达到60~70%时，注氧浓度降至50~150mg/L，直至浸出结束；所述的溶浸液为含碳酸氢根型地下水；

（2）向步骤（1）浸出所得的含铀的浸出液中加入CO₂，以调节pH值至7～8；CO₂加入量为100～300mg/L，CO₂加入压力高于浸出液管道压力0.1～0.2Mpa；

（3）对步骤（2）所得的含铀的浸出液进行离子交换吸附，采用大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂，吸附后得到饱和树脂和吸附尾液；