第２８卷
第１期
铀矿
冶
Ｖ０１．２８
ＮＯ．１
２００９年２月
ＵＲＡＮＩＵＭ ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡ Ｉ。Ｉ。ＵＲＧＹ
Ｆｅｂ．２００９
某矿床铀矿石浸出工艺参数的选择
李建华，邓锦勋，程 威，周绍銮，吴会玲
（核工业北京化工冶金研究院，北京１０１１４９）
摘要：分析江西某矿床铀矿石的组成和铀矿物形式。并通过试验研究确定处理该铀矿石的工艺流程和工艺参数。
目的。
Байду номын сангаас
碳酸钠在选择浸出铀的同时，在氧化剂存在 的情况下，矿石中的硫化物会有如下反应［１］：
２ＦｅＳ２＋８Ｎａ２Ｃ０３＋７．５０２＋７Ｈ２０—一
２Ｆｅ（ＯＨ）３＋４Ｎａ２Ｓ０４＋８ＮａＨＣ０３。
铀矿石中含有低价铀矿物，只有在氧化环境 才能被浸出，而矿石的硫化物含量高，过分的氧化 又会导致碳酸钠消耗量高。除此以外，矿石的有 机物含量高，充分的氧化会使有机物溶出，进而影 响离子交换工序。所以氧化应控制在合理的水 平，即在满足铀矿物氧化的前提下，尽量降低硫化 物的氧化和有机物的溶出。 基于对铀矿石性质的认识，从理论上分析，对 于该矿床铀矿石，认为应采用常压碱法搅拌浸出。
收稿日期：２００８－０３－１１
作者简介：李建华（１９６５一），男，湖南省衡阳市人，研究员级高级工程师，从事铀水冶工艺研究工作。
万 方数据
１２
铀矿
冶
第２８卷
２
浸出工艺参数的选择
影响铀矿物浸出的因素包括矿石粒度、温度、
越高。当然矿石粒度越小，破碎磨矿的成本会越 高，而与矿石粒度＜１００目相比，矿石粒度＜１２０ 目的矿样的浸出率仅提高０．９％，因此选择矿石 粒度（１００目。
２．１
碳酸钠和碳酸氨钠的加入量 常压搅拌浸出，改变碳酸钠和碳酸氢钠的加
入量，试验结果见表２。从表２看出，当碱加入量 提高时，铀的浸出率有所提高；但当碱加入量达到 ８％以后，浸出率提高不太明显。因此，确定浸出 体系中，碳酸钠和碳酸氢钠总的加入量为８％。
２．３
氧化剂
为了氧化原生铀矿中的四价铀，加入矿石量 １％的ＫＭｎＯ。作为氧化剂，同时与不加化学试剂 作氧化剂比较，不同搅拌反应时间的试验结果见
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｒａｎｉｕｍ ｏｒｅ；ａｌｋａｌｉｎｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ；ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ
ｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐｑ—、一ｐｐ噜—、一矿ｐｐｐｐｐｐ、妒堪ｐｐｐ、矿ｑ—、一ｑ—、一ｐｐｑ—～一ｐｐ喝—、－产、－ｐｏ
用嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出硅酸盐一磷灰石矿石中的铀
压力、反应时间、搅拌强度、浸出剂和氧化剂的有 效浓度等心］。针对各影响因素，分别进行浸出条 件试验，以比较、选择浸出参数。如不说明，浸出 条件为：矿石粒度＜１００目，温度６０℃，时间６
ｈ，
表４
矿样粒度对浸出结果的影晌
ＫＭｎＯ。加入量１％（与矿石质量比），质量比为 ７：３的碳酸钠一碳酸氢钠加入８％（与矿石质量 比），液固体积质量比为１．０ Ｌ／ｋｇ。
关键词：铀矿石；碱法浸出；工艺参数
中图分类号：ＴＬ ２１２．１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００－８０６３（２００９）０１—００１１一０４
某铀矿床由于开采条件和矿石性质的限制， 自１９９１年提交地质储量报告以后，就被视为次经 济储量，一直未列入开采利用规划。随着铀需求 的旺盛和铀价的持续攀升，该铀矿床的经济价值 和资源类型应该重新评价。作为天然铀生产的重 要一环，铀矿石的浸出与铀的存在形式和脉石矿 物密切相关，浸出工艺参数的优化在一定程度上 决定了天然铀的生产成本，从而对其资源价值具
参考文献：
［１－１《浸矿技术》编委会．浸矿技术ＥＭ］．北京：原子能
Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐａｒａｍｔｅｒｓ
ＬＩ Ｊｉａｎ－ｈｕａ。ＤＥＮＧ Ｊｉｎ－ｘｕｎ，ＣＨＥＮＧ
ｏｎ
ｕｒａｎｉｕｍ
ｏｒｅｓ
ｏｆ
ａ
ｄｅｐｏｓｉｔ
Ｈｕｉ－ｌｉｎｇ
Ｗｅｉ，ＺＨＯＵ Ｓｈａｏ—ｌｕａｎ，ＷＵ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＣＮＮＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０１１４９，Ｃｈｉｎａ）
（陈隆玉供稿）
万 方数据
ｈ，碳酸钠和碳酸氢钠加入量８％，空气氧化。
正交试验取４个因素（反应温度，液固体积质量 比，碳酸钠和碳酸氢钠质量比，矿石粒度），每个因 素取３个水平。通过正交试验，影响搅拌浸出结 果的因素按从大到小排列为温度＞粒度＞液固体 积质量比＞碳酸钠和碳酸氢钠质量比。其最优水 平为：温度８０℃，矿石粒度＜１００目，液固体积质
＊室温．搅拌４８ ｈ。
加。仅从技术指标考虑，选择浸出温度８０℃。
２．６
表８
液固体积质量比
最优水平下浸出温度的影响
未加化学氧化剂，搅拌反应１８ ｈ，改变反应 的液固体积质量比，试验结果见表７。
表７
液固体积质量比对浸出结果的影响 ３
结论
通过对该矿床铀矿石性质的分析，确定了铀
矿石浸出工艺，然后经过实验室试验研究，获得了 相应的工艺参数。 １）铀矿石伴生脉石矿物方解石和白云石，在 酸浸条件下这些脉石矿物基本上等当量参与化学 结果表明，液固体积质量比越小，浸出效果越 好。因为液固体积质量比越小，相应的碱浓度越 高，浸出反应速率越快，更有利于铀的浸出。在实 际生产中，考虑浸出矿浆的搅拌效果和磨矿后矿 浆中性浓密的底流所能达到的液固体积质量比， 选择浸出液固体积质量比为１．０ Ｌ／ｋｇ比较适宜。
量比１．０ Ｌ／ｋｇ，碳酸钠和碳酸氢钠质量比为７：３。
表６
温度对浸出结果的影响
正交试验结果与单因素试验确定的最优水平 基本吻合，唯一的变化是浸出温度。为此，根据上 述试验确定的最优水平，分别按６０℃和８０℃进 行对比试验，结果见表８。比较试验结果，温度为 ８０℃时，铀浸出率略高，这与理论分析是一致的。 当然，温度提高。能耗会略有提高，成本会有所增
表１
矿石中主要组分的质量分数
％
从铀矿石的化学组分和矿物组成分析，伴生 脉石矿物方解石和白云石在酸浸条件下基本上等 当量参与化学反应，消耗大量的硫酸，产生Ｃｏ。。 经耗酸量测试，该矿样的基本耗酸量为３７％（与 矿石质量比），且酸法浸出搅拌过程中产生大量泡 沫，说明该铀矿石不适宜采用酸法浸出工艺。 碱法浸出采用碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶 液，利用铀酰离子与碳酸根的强络合作用，将矿石 中的铀转入溶液中。但是，碳酸盐浸出剂难以破 坏包裹铀矿物的脉石矿物方解石和白云石，必须 通过破磨等机械手段使矿石中的铀矿物充分暴 露，进而与浸出剂接触，参与化学反应，达到浸出
表３
碳酸钠和碳酸氢钠质量比对浸出结果的影响
要低得多。但是空气也具有一定的氧化作用，当
浸出反应时间达到１８ ｈ，加化学氧化剂比不加化
学氧化剂，浸出率仅提高１．４％。对该矿床铀矿 石，可以认为并不需要强烈氧化。２）考虑到化学 氧化剂的成本及其对浸出液处理带来的影响。我 国铀矿冶碱法搅拌浸出生产实践中，一般在矿浆 浸出中充压缩空气，达到氧化原生铀矿物的目的， 所以本试验也将以空气代替ＫＭｎ ０４。３）实验室
万 方数据
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铀矿
冶
出版社，１９９４：８．
第２８卷
碳酸氢钠加入量为矿石质量的８％，碳酸钠和碳 酸氢钠质量比７：３，空气氧化，液固体积质量比
１．０
［２２
ＩＡＥＡ．Ｍａｎｕａｌ
ｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ
ｏｒｅｓ［Ｍ］．
Ｌ／ｋｇ，浸出温度８０℃，搅拌时间１８
ｈ。
Ｖｉｅｎｎａ：ＩＡＥＡ，１９９６．
有重要影响。
１
矿石特性
该矿床铀矿物有沥青铀矿、铀石、铀黑及次生
铀矿物，以沥青铀矿和铀黑为主。沥青铀矿有脉 状和粒状２种，呈显微或超显微状，细网脉状产 出。脉石矿物为方解石、石英。伴生矿物有黄铁 矿、闪锌矿、黄铜矿，它们和沥青铀矿、铀石共生于 方解石和石英脉体内。 通过ＸＲＦ法和化学分析测定，该铀矿石的化 学组成见表１。
万 方数据
第１期
２．４
李建华，等：某矿床铀矿石浸出工艺参数的选择
１３
浸出时间
件：矿石粒度＜１００目，碳酸钠和碳酸氢钠加入量 ８％，碳酸钠和碳酸氢钠质量比７：３，浸出温度６０ ℃，搅拌时间１８ ｈ，不加化学氧化剂，空气氧化。 实际浸出反应，各因素可能相互影响，为此进行正 交试验考察各因素的影响顺序和最优水平。 正交试验采用Ｉ。。（３４），固定条件：搅拌时间
表５。
表２
碳酸钠和碳酸氢钠的加入量对浸出结果的影响
表５
氧化剂加入否对浸出的影响
在碳酸钠和碳酸氢钠总的加入量为８％情况 下，改变碳酸钠和碳酸氢钠的质量比，浸出结果见 表３。从表３看出，在总碱加入量８％时，碳酸钠 和碳酸氢钠的质量比为７：３，铀的浸出率最高。 由表５看出：１）在未加化学氧化剂的情况下． 开始阶段的浸出速率慢，１２ ｈ以前的浸出率相对
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｒａｎｉｕｍ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｏｆ
ｔｅｄ．Ｂａｅｓｄ
ｏｎ
ａ
ｕｒａｎｉｕｍ
ｏｒｅ
ｉｎ Ｊｉａｎｇｘｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａ—
ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ
２．７
反应，耗酸量达３７％，产生ＣＯ：，且在酸法搅拌浸 出时产生大量泡沫，说明该铀矿石不适宜采用酸 法浸出工艺。而部分铀矿物被脉石矿物包裹，必 须通过破磨等机械手段使矿石中的铀矿物充分暴 露，进而与浸出剂接触，参与化学反应，才能达到
浸出的目的。
验证试验 由以上各单因素试验确定的合适搅拌浸出条