[发明专利]一种从铌铁精矿中脱除与分离铀和钍的方法

说明书

本发明提供了一种从铌铁精矿中脱除与分离铀和钍的方法，包括以下步骤：用含有酸性氟离子的浸出剂对铌铁精矿中的铀进行多段浸出，得到含铀浸出液与浸出渣；用铵盐溶液对所述浸出渣中的钍进行多段浸出，得到含钍浸出液与脱除铀和钍的铌铁精矿。本发明利用含有酸性氟离子的浸出剂对铌铁精矿进行浸出，利用酸性氟离子溶液的强腐蚀性，缓慢腐蚀溶解铌铁精矿颗粒表面及空隙界面，增大了矿石颗粒的比表面积，活化了颗粒界面状态，从而促进了铀的浸出；同时，利用氟离子与钍离子的强配位能力，使矿石中的钍转化为稳定的ThF₄沉淀，与含铀浸出液分离；然后用铵盐溶液对浸出渣进行浸出，利用铵离子对ThF₄的强溶解性，实现钍的选择性浸出脱除。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种从铌铁精矿中脱除与分离铀和钍的方法。

背景技术

铌具有良好的超导性、耐腐蚀、耐磨等特点，被广泛应用于钢铁、超导材料、航空航天和原子能等领域，是信息技术、新能源技术、空间技术、生物技术、超导技术等高新技术发展的关键材料之一。世界铌资源分布极不均匀，仅巴西就占世界总储量的95％以上。我国是缺铌大国，98％均靠进口，而所有进口国家中，仅从巴西进口的铌铁矿就占总量的95％。巴西铌铁精矿中的主要含铌矿相为烧绿石，然而烧绿石矿相中含有一定量的放射性元素铀和钍，存在着严重的安全隐患。

现有技术从铌铁精矿中脱除铀钍等放射性元素一般采用酸浸法和碱浸法。目前已知的酸浸法是采用四酸混合法(盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸)回收铌矿中放射性元素；碱浸法即常压碱法搅拌浸出法，最佳浸出条件为：液固比1.2:1，温度70～75℃，浸出时间4小时，碱剩余量85g/L(杜颖.某地高氟强酸钽铌矿渣中放射性元素铀钍浸出机理研究[D].2019.)。但因为铀、钍多以类质同象的形式存在，上述这两种浸出工艺只能将放射性元素从铌铁精矿中脱除，得到混合在一起的放射性元素，并不能将放射性元素中的铀和钍实现分离。

基于此，亟需一种从铌铁精矿中脱除与分离铀和钍的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从铌铁精矿中脱除与分离铀和钍的方法。本发明提供的方法能够实现从铌铁精矿中脱除铀和钍，并将铀和钍分离。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种从铌铁精矿中脱除与分离铀和钍的方法，包括以下步骤：

(1)用含有酸性氟离子的浸出剂对铌铁精矿中的铀进行多段浸出，得到含铀浸出液与浸出渣；

(2)用铵盐溶液对所述步骤(1)得到的浸出渣中的钍进行多段浸出，得到含钍浸出液与脱除铀和钍的铌铁精矿。

优选地，所述步骤(1)中含有酸性氟离子的浸出剂为混酸体系，所述混酸体系为HF-H₂SO₄、HF-H₂O₂、HF-H₂SO₄-H₂O₂、HF-HCl和HF-HCl-H₂O₂中的一种。

优选地，所述步骤(1)中含有酸性氟离子的浸出剂中氟离子的浓度为10～50g/L。

优选地，所述步骤(1)中的多段浸出和步骤(2)中的多段浸出的温度独立地为60～95℃。

优选地，所述步骤(1)中的多段浸出和步骤(2)中的多段浸出的段数独立地为两段以上。

优选地，所述步骤(1)中的多段浸出中每段浸出的时间独立地为3～8h，所述骤(2)中的多段浸出中每段浸出的时间独立地为20～120min。

优选地，所述步骤(1)中铌铁精矿的质量与含有酸性氟离子的浸出剂的体积比为1g：(5～30)mL。