[发明专利]一种流动浸铀工艺

说明书

本发明公开了一种流动浸铀工艺，采用溶浸液的流动来完成浸铀，溶浸液包括硫酸溶液、菌液和浸铀试剂；根据水文地球化学原理，建立以下三个水文地球化学新参数：(1)与化学热力学有关的反应条件边界值，(2)与反应动力学有关的峰值达到时间，(3)与水动力条件有关的滞留时间或流动速度；溶浸液在矿石内的滞留符合以下原则：①溶浸处于最高的浸铀效率的时间段；②滞留时间应符合“峰值达到，即尽快流出体系”的原则；③溶浸液的酸度符合浸铀要求，与浸铀无关的其它成分尽量少被溶浸的原则；④有害成分不超过边界值的原则。本发明将传统的批式池、堆式浸铀工艺改变为连续的不间断的流动浸铀工艺，达到了良好效果。

技术领域

本发明属于冶铀领域，涉及一种避免沉淀板结的高效浸铀工艺，具体涉及一种适用于硬岩铀矿石的溶浸冶铀方法。

背景技术

随着核电能源的发展，对核燃料的要求将超越目前的铀资源开发水平。由于传统水冶厂工艺的冶铀成本较高，它仅适用于品位很高的铀矿石，因而我国南方大部分以硬岩为主的铀矿山已转为以堆浸、池浸采铀工艺为主。但是堆浸、池浸采铀的周期较长，很难适应日益增长的核电对金属铀的需求。更为严重的是不少以堆浸、池浸采铀工艺为主的铀矿山仍然存在亏损现象，生产越多，亏损越多，这成为我国南方铀矿事业的拦路虎，严重影响我国铀资源的可靠供给。我国南方铀矿溶浸工作需要有创新性的发展,一般性的小改小革已满足不了生产需求。

流动浸铀新工艺是在研究解决难浸的碱性云际铀矿过程中发明的。2012年提出盐酸去钙、菌液(硫酸介质)浸铀的方法，解决难浸的碱性云际铀矿的浸出问题，首先用盐酸将易产生石膏沉淀的碳酸钙浸出到安全浸铀的条件，然后用微生物溶浸剂将铀安全地浸出，该方法已于2014年以取得成功。但盐酸腐蚀性强，生产上希望避免盐酸工艺，为此我们于2014年底开始了硫酸介质(微生物)浸铀的方法研究。

硫酸溶浸碱性铀矿石本是禁区(由于不可避免的硫酸钙沉淀),要突破该禁区，必须要有创新性的新思路。过去常用的通过加强酸度、加强氧化剂和延长浸泡时间的途径来提高浸铀效率的办法，其结果不仅必然进一步提高生产成本，还易引起沉淀堵塞，进而影响铀资源的回收。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的原则是：(1)实现持续有效快速浸铀，必须避免产生铁、粘土和石膏的板结；(2)对于碱性铀矿石，在不产生石膏沉淀条件下顺利浸铀，即在浸铀过程中，硫酸根和钙离子的活度积不能大于硫酸钙的溶度积，也就是硫酸根和钙离子浓度应小于其边界值；(3)把有害物质从浸矿体系中去除的思想改为限制有限地溶解有害物质(即低于边界值)和尽可能少地溶解与浸铀无关的物质；(4)将简单提高浸出液铀含量，改为尽可能采用最高的浸铀效率(即考虑反应动力学的特征)；(5)水动力条件——恰当的溶浸液滞留时间(或流动速度)，要求铀含量达到或接近峰值时，尽快流出浸矿体系。

综上所述，流动浸铀工艺中必须建立以下三个水文地球化学参数：(1)与化学热力学有关的反应条件边界值，(2)与反应动力学有关的峰值达到时间，(3)与水动力条件有关的滞留时间或流动速度。

本发明采用的技术方案是：

一种流动浸铀工艺，为连续不间断的流动浸铀工艺，采用溶浸液的流动来完成浸铀，溶浸液包括硫酸溶液、菌液和浸铀试剂；根据水文地球化学原理，建立以下三个水文地球化学新参数：(1)与化学热力学有关的反应条件边界值，(2)与反应动力学有关的峰值达到时间，(3)与水动力条件有关的滞留时间或流动速度；溶浸液在矿石内的滞留符合以下原则：①溶浸处于最高的浸铀效率的时间段；②滞留时间应符合“峰值达到，即尽快流出体系”的原则；③溶浸液的酸度符合浸铀要求，与浸铀无关的其它成分尽量少被溶浸的原则；④有害成分不超过边界值的原则。

在配液池中配好溶浸液，溶浸液流入流动浸矿槽中对铀矿石进行流动浸铀，浸铀后的原液，进入原液槽中，再进入吸附塔中吸附洗矿，尾液进入尾液槽中，再经过氧化槽氧化，回流至配液池中参与溶浸液再一次配液，形成循环流动；优选适用于硬岩铀矿石的溶浸冶铀。