[发明专利]一种铀矿堆浸‑搅拌浸出联合水冶方法

说明书

技术领域

本发明属于铀湿法冶金中铀矿石浸出工艺技术领域，具体涉及一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法。

背景技术

从铀矿石中提取和生产铀浓缩物产品即黄饼的基本水冶工艺过程是：矿石破碎或破磨后用浸出剂硫酸或碳酸盐浸出，经固液分离后得到浸出液，用树脂离子交换或溶剂萃取工艺从浸出液中回收铀得到高浓度铀的淋洗合格液或反萃液，同时与绝大多数杂质离子分离。淋洗合格液或反萃液加入氢氧化钠或氨水沉淀出重铀酸盐铀浓缩物，经过滤脱水后得到黄饼产品。其中矿石浸出是关键工序。

搅拌浸出、原地浸出和堆浸是三种最主要的铀矿石浸出工艺。搅拌浸出是将矿石破、磨到-60目达90％以上，成为矿浆，在搅拌浸出槽内加入浸出剂使铀从矿石中浸出。搅拌浸出工艺具有适应性强、浸出率高等特点，是世界上应用最广泛的铀矿浸出工艺，以该浸出工艺生产的天然铀约占总产量一半。但搅拌浸出工艺中浸出矿浆需要进行麻烦的固液分离，再加上需要磨矿、加热搅拌、余酸中和等许多工序，以及对非铀矿物的浸出选择性差等，因此存在试剂消耗高、能耗高、工艺流程长、浸出尾矿处置要求高、生产成本高等缺点。原地浸出是通过注液井(钻孔)直接将浸出剂注入到地下铀矿床中，浸出剂渗透通过矿层将铀浸出，浸出液再通过抽出井排出到地表，用离子交换工艺回收其中的铀。原地浸出中铀矿石仍保留在地下的自然状态，省掉了矿石开采环节，直接获得浸出液清液，具有环境友好、劳动条件好、流程短、生产成本低等优点，具有无可比拟的优势，是近20多年来各铀生产国最为重视和发展最迅速的铀矿浸出工艺，目前以该工艺生产的天然铀已占总世界总产量的约50％。但原地浸出工艺的应用范围受到很大限制，它要求铀矿床具备特定的条件，即必须是可渗透的砂岩铀矿床，而且矿床必须处在承压的含水层中，即该含矿含水层须具有不渗透的顶、底板结构。堆浸是将矿石破碎到一定的粒度后筑成堆，从堆顶喷洒浸出剂，浸出剂依靠重力向下流过矿堆而浸出矿石中的铀，含铀浸出液从堆底流出。浸出液通常为清液，用离子交换法回收其中的铀。堆浸工艺具有投资少、试剂消耗和能耗低、生产成本低等优点，适合处理低品位铀矿。我国是堆浸工艺应用最普遍和应用效果最好的国家，目前国内约2/3的天然铀生产企业、约50％的天然铀是通过堆浸法生产的。但堆浸工艺存在浸出周期长、铀浸出率偏低、含泥矿石浸出效果差等缺点，这些缺点很大程度上都是由矿堆渗透性问题所引起的。

我国铀矿资源尤其是硬岩铀矿资源的特点是矿床规模较小且分散，矿石铀品位较低。根据我国的铀矿资源状况，低成本的堆浸工艺在国内应用较为普遍，而且相当长时间内也将是我国铀矿石处理的主要方法之一。20多年来，国内科研人员针对铀矿资源的特点，研究开发了细粒度堆浸技术、拌酸熟化-高铁淋滤无废水堆浸工艺、高酸逆流串联堆浸、堆浸准尾渣强酸熟化浸出等新技术、新工艺，使传统的粗放式堆浸作业发展成为了有特色的精细化堆浸工艺，在降低矿石水冶成本的同时有效提高了铀浸出率。

为了解决铀矿堆浸浸出周期长、浸出率偏低的固有缺陷，目前国内堆浸矿山大多采用了细粒级矿石堆浸技术，通过“三段一闭路”的破碎流程将矿石破碎到-7mm或更细的粒度进行浸出，显著缩短了浸出周期和提高了铀浸出率。细粒度堆浸技术的普遍应用也是我国铀矿堆浸取得成功的主要原因之一。但同时带来的问题是，矿石粒度越细，破碎过程产生的泥矿(-0.15mm)比例就越高。堆浸矿石中含泥量是影响矿堆渗透性的主要因素，一方面，泥矿容易造成矿堆的物理堵塞，另一方面，泥矿耗酸快，在堆浸初期容易使溶出的Fe、Ca、PO₄^3-、SO₄^2-等离子重新沉淀到矿堆中而造成化学堵塞。而矿堆渗透性变差，反过来又影响堆浸效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种铀矿石堆浸-搅拌浸出联合水冶新工艺，解决细粒级铀矿堆浸和含泥铀矿堆浸中矿堆渗透性差、浸出周期长、浸出率低等问题，在保证资源回收率的前提下扩大低成本堆浸生产工艺应用范围。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，包括如下步骤：

(1)铀矿堆浸入堆矿石的破碎采用三段一闭路流程，控制最终产品矿石最大粒度的闭路筛分采用加水湿筛，加水质量为矿石质量的1～2倍；

(2)通过湿式筛分和分级将步骤(1)中破碎后的铀矿堆浸入堆矿石的筛下物中小于0.15mm粒级的细泥分离；

分离的细泥称为稀矿浆，进入下一步骤处理；

分出的粗砂进入破碎产品矿仓，作为堆浸的入堆矿石，筑堆后以硫酸溶液为浸出剂浸出；