[发明专利]一种用于低渗透砂岩铀矿地浸采铀的复合型表面活性剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟碳非离子表面活性剂与碳氢非离子表面活性剂的复配方法及其在低渗透砂岩铀矿地浸采铀中的应用。

背景技术

溶浸采矿作为一种新型的采矿工艺，相对于常规开采具有投资省，工艺简单，成本低，扩大资源开采范围，对环境污染小等优点。国内外在一些非金属、有色金属、贵重金属、稀有金属矿山都在逐渐应用溶浸采矿技术, 其中应用最广泛和成功的则为低品位砂岩铀矿床的地浸开采。而含矿层的渗透性是影响地浸采铀生产的一个重要因素, 对于低渗透砂岩铀矿床的地浸开采目前还是的一个技术难题。如果在溶浸液中加入某种试剂可以显著降低溶浸液的表面张力, 进而改善其润湿性能, 那么就可以使溶浸液快速渗透到以前所不能进入的微小孔隙和裂隙中, 起到提高矿体渗透性的作用效果, 从而可以提高矿石的浸出率和生产效率。

   表面活性剂是一类在很低浓度时能显著降低表 (界 )面张力的物质，表面活性剂分子一端（极性部分）亲水，称为亲水基，另一端（非极性部分）亲油，称为亲油基或疏水基。一般表面活性剂的疏水基是碳氢烃基，称为碳氢表面活性剂，若将碳氢表面活性剂分子碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代，就称为氟碳表面活性剂。

     氟碳表面活性剂是一种特殊的表面活性剂，所具有的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”，“三高”是指高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性；“两憎”是指它的含氟烃基既憎水又憎油。

     氟碳表面活性剂是目前所有表面活性剂中表面活性最高的一类，具有很多碳氢表面活性剂无法取代的特殊用途。但是由于其合成困难，价格昂贵，实际应用受到很大的限制。目前主要是应用于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果极差的领域。因此，寻找如何降低氟碳表面活性剂的用量并保持其搞表面活性已成为迫切需要解决的问题。

在所有表面活性混合体系中，正、负离子表面活性剂混合体系具有最强的协同效应。但由于正、负离子表面活性剂混合溶液一般在很低浓度即形成沉淀，从而使其丧失表面活性。对氟碳表面活性剂更是如此。因此基于离子间相互作用稳定性考虑，首先必须选择结构适当的非离子表面活性剂，同时二者必须选择适当的配比才能达到最佳协同效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备容易、表面活性较高、有利于提高地浸含矿层渗透性能和铀浸出率的复合型表面活性剂。

本发明所提供的复配型表面活性剂的制备过程为：

1）将0.1g/L的辛基苯酚聚氧乙烯10醚、0.1g/L的聚氧乙烯醚与0.01g/L的全氟烷基磺酰氟按质量比3:3:1的比例进行混合，一般在室温下进行混合，先加入辛基苯酚聚氧乙烯10醚在不断匀速搅动下加入聚氧乙烯醚，最后加入全氟烷基磺酰氟。静置30min；得到混合溶液；

2）将步骤1）制备的混合溶液添加到铀矿石的浸出溶剂中，制得复合型表面活性剂。其中浸出溶剂中每升只需添加10ml的混合溶液。

所述的辛基苯酚聚氧乙烯10醚中“10”代表环氧乙烯聚合度。

本发明的复合型表面活性剂具有以下优点：

1)表面活性高：其降低溶液表面张力的能力可达到16.5mN/m；

2)原料易得，生产成本低：所有原料均为国内市场普通的化工产品。本发明的复合型表面活性剂大大降低了氟碳表面活性剂的用量，因而大大降低了氟碳表面活性剂的使用成本，而且本发明所有的复合方法是向反应混合物中直接添加氟碳表面活性剂，不需要将全氟烷基磺酰氟首先制备成氟碳表面活性剂，因而减少了生产环节，进一步降低了生产成本；

3)生产过程无毒害，无污染,生产过程中无废气、废水的排放，对环境基本无危害；且由于氟碳表面活性剂的使用剂量很小，一般为万分之几，因而使用过程中也不会对环境造成污染；

4)可有效提高低渗透砂岩铀矿的渗透性，渗透系数一般可提高40～80%；

5）该复合表面活性剂对浸出液中铀的树脂吸附无负面影响，还可提高铀的淋洗效率；

6)消耗少量的复合活性剂就能达到预期效果。

附图说明

图1为氟碳表面活性剂水溶液的表面张力曲线。

具体实施方式

实施例1、复合型表面活性的制备

1）将0.1g/L的辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚, 0.1g/L的聚氧乙烯醚与0.01g/L的全氟烷基磺酰氟按质量比3:3:1的比例混合，静置30min，备用；

2）将步骤1）制备的混合溶液按照10ml/L添加到铀矿石的浸出溶剂中，静置备用。