某鈾鉬礦強(qiáng)化浸出工藝研究

1、某鈾鉬礦強(qiáng)化浸出工藝研究某鈾鉬礦強(qiáng)化浸出工藝研究康紹輝，孟晉，王洪明，王平，楊劍飛，李大炳，樊興（核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京101149）摘要：摘要：探討了提高某鈾鉬礦鈾、鉬浸出率的途徑，分析了所用浸出工藝的優(yōu)劣。結(jié)果表明，選用的加壓堿浸最佳工藝參數(shù)為：總堿用量18％，氧分壓0.7MPa，溫度120℃，液固比1.5∶1，時間3h。鈾、鉬浸出率均達(dá)到89%以上。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鈾鉬礦；膠硫鉬礦；焙燒；加壓堿浸中圖分類號：中圖分類號：T

2、L212.12；TF841.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：文章編號：10077545（2013）09000000StudyonTechnologytoImproveLeachingofMolybdenumBearingUraniumeKANGShaohuiMENGJinWANGHongmingWANGPingYANGJianfeiLIDabingFANXing(BeijingResearchInstituteofChemical

3、EngineeringMetallurgyCNNCBeijing101149China)Abstract:Thewaystoimproveleachingratesofuraniummolybdenumfromamolybdenumbearinguraniumewerediscussed.Theleachingprocesswasanalyzedintermsitsadvantagedisadvantage.Theresultsshow

4、thatalkalinepressureleachingprocessisedtheoptimumconditionsincludedosageofalkalineof18%oxygenpartialpressureof0.7MPatemperatureof120℃ratioofliquidtosolidof1.5∶1timeof3h.Theleachingrateofuraniummolybdenumarebothabove89%.K

5、eywds:molybdenumbearinguraniumejdisiteroastingalkalinepressureleaching自然界中約有39%鈾礦床伴生或共生有其他金屬元素?；鹕綆r、沙礫巖和碳硅泥巖型鈾礦床，一般含有釩、鉬、錸、鍺、硒和銅、鎳、鋅等，其中以鉬、釩居多，如美國的沉積砂巖鈾礦，通常含有鉬和釩；法國埃勞特礦區(qū)的沉積砂巖鈾礦床中伴生有釩、鉬和鎳；尼日爾阿庫達(dá)礦業(yè)公司的鈾礦石中含有鉬[1]。在我國，花崗巖、火山巖類

6、型的鈾礦床約占60%左右，其中鈾鉬伴生礦床亦占有較大的比例。本文針對國內(nèi)某鈾鉬礦的特性，探討了提高鈾、鉬浸出率的途徑，分析了所用浸出工藝的優(yōu)劣，提出了較為適宜的工藝流程。1礦樣礦樣特性特性本次研究對象礦石巖性為流紋巖，礦石中鈾的存在形式有3種，即獨(dú)立鈾礦物、吸附狀態(tài)以及包裹體形式。獨(dú)立鈾礦物主要為瀝青鈾礦；吸附狀態(tài)包括基質(zhì)以及高嶺石化、水云母化透長石斑晶中吸附的鈾；包裹體指黃鐵礦中包裹的鈾。礦石中鉬主要以獨(dú)立鉬礦物形式存在，少量以包裹體

7、形式存在于黃鐵礦中。鉬礦物包括鉬華、鐵鉬華、膠硫鉬礦、鉬鎢鈣礦、鉬鉛礦等。礦樣化學(xué)分析結(jié)果（%）：U0.117、Mo1.72、SiO267.54、Ca0.036、Mg0.213、Fe5.62、S5.82、有機(jī)碳0.194、無機(jī)碳0.001。鉬礦物相分析結(jié)果：鉬華和鐵鉬華47.9%、鉬鎢鈣礦4.19%、鉬鉛礦4.19%、MoS243.72%?？梢钥闯?，礦石中鈾、鉬的存在狀態(tài)均較復(fù)雜。鈾礦物既有獨(dú)立礦物，又有吸附狀態(tài)存在，還有包裹體存在。鉬

8、華和鐵鉬華中的鉬較易浸出；原生態(tài)鉬礦物（以非晶質(zhì)的膠質(zhì)MoS2形式存在，即膠硫鉬礦）比例高達(dá)43%，是影響鉬浸出率的關(guān)鍵因素，需重點(diǎn)關(guān)注；而復(fù)雜氧化態(tài)鉬礦物即鉬鎢鈣礦和鉬鉛礦，具有一定的浸出難度，但所占比例較小。因此該礦樣浸出研究的重點(diǎn)主要集中在以下2個方面：1）黃鐵礦包裹體中鈾的有效浸出。黃鐵礦包裹體的存在阻礙了浸出試劑向其內(nèi)部滲透，使其中的鈾礦物無法與浸出試劑進(jìn)行接觸，進(jìn)而溶浸。因此必須采用有效的包裹體破解手段，以保證鈾的有效浸出。

9、2）膠硫鉬礦的破解溶浸。但由于膠質(zhì)不易破解，嚴(yán)重阻礙了浸出試劑與目標(biāo)礦物的有效接觸，因此難以通過選礦分離富集后焙燒處理；另外，還要探討如此大量的原生鉬礦的有效氧化方法?？傮w來講，膠硫鉬礦的有效溶浸是本次研究的難點(diǎn)。2常規(guī)浸出常規(guī)浸出2.1常規(guī)酸浸常規(guī)酸浸收稿日期：收稿日期：20130317作者簡介作者簡介：康紹輝（1978），男，河北唐山人，高級工程師.doi：10.3969j.issn.10077545.2013.09.012預(yù)處理。

10、礦石粒度3mm，焙燒時間3h，焙燒后礦樣磨至0.147mm浸出，浸出硫酸用量12％，時間3h，液固比1.2∶1，其余試驗條件及結(jié)果見表3。表3焙燒浸出試驗結(jié)果焙燒浸出試驗結(jié)果Table3Resultsofleachingafterroasting編號焙燒溫度℃渣計鈾浸出率%渣計鉬浸出率%140093.1672.27245093.1675.76350093.1676.18455089.7479.01從表3結(jié)果看，在400~550℃范圍內(nèi)，

11、焙燒溫度越高，原生態(tài)的鉬礦物氧化越徹底，其浸出效果也越好。但溫度超過500℃后，鈾礦物被部分燒結(jié)，浸出率出現(xiàn)下降。因此焙燒溫度不宜過高，以500℃為宜，此時鈾和鉬的浸出率分別為93%和75%?？傮w來看，由于礦石粒度過大，焙燒氧化不徹底，鉬浸出率有待提高。降低焙燒粒度，固然可以改善焙燒效果，但粒級再細(xì)通常需要濕法磨礦，而該礦無法選礦富集，原礦硫含量較低，濕礦直接焙燒無疑能耗較大。4加壓浸出加壓浸出在室溫和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氧氣在水中的溶解度只有

12、7mgL，而且其溶解度隨著溫度的升高而減小，當(dāng)水沸騰時氧的溶解度幾乎為零，所以一般在常壓浸出時必須添加氧化劑。在加壓的情況下完全不同，氧氣在水中的溶解度服從亨利定律，即與氧氣在系統(tǒng)中的分壓成正比[7]。當(dāng)氧分壓為0.7MPa，浸出溫度120℃時，氧在水中溶解度可達(dá)到2660mgL，與常規(guī)浸出相比有了極大的提高。另外，程光榮等[8]在160℃，1.6MPa，液固比10∶1條件下，用氫氧化鈉浸出含鉬45%左右的輝鉬礦，全過程鉬回收率為90%

13、以上。而膠硫鉬礦和輝鉬礦均屬于低價礦物，分子式基本相同，為此，可以采用加壓工藝進(jìn)行浸出試驗。首先進(jìn)行加壓探索試驗，試驗條件：碳酸鈉和碳酸氫鈉用量18%，浸出溫度120℃，浸出時間3h，其余試驗條件及結(jié)果見表4。表4浸出壓力試驗結(jié)果浸出壓力試驗結(jié)果Table4Resultsofpressureleachingexperiment編號氧分壓MPa渣計鈾浸出率%渣計鉬浸出率%10.582.9183.9520.789.7489.2630.990

14、.1691.26由表4可看出，采用加壓堿浸，鈾保持較高浸出率的同時，鉬浸出率也得到大幅提高，由常規(guī)堿浸的45%提高到90%左右，膠硫鉬礦得到有效破解氧化。其機(jī)理分析如下：1）黃鐵礦包裹體的解離及鈾礦物的浸出在堿性浸出環(huán)境中，氧氣充足的條件下，黃鐵礦和氧氣很容易發(fā)生如下反應(yīng)[3:8081]：4FeS216Na2CO315O214H2O=4Fe(OH)3↓8Na2SO416NaHCO3通過上述反應(yīng)，黃鐵礦被氧化為硫酸根，包裹體被有效破解，打

15、通了擴(kuò)散通道，暴露出的低價鈾礦物被溶解在浸出體系中的氧氧化成6價鈾礦物，再與浸出劑絡(luò)合生成水溶性良好鈾酰離子，從而完成鈾的浸出。2）膠硫鉬礦的破解氧化礦石中的膠硫鉬礦在加壓、加熱情況下，與通入的氧氣可發(fā)生如下反應(yīng)[9]：2MoS212Na2CO39O26H2O2Na2MoO44Na2SO412NaHCO3?????加壓、加熱通過該反應(yīng)，低價的硫礦物被氧氣在加壓、高溫的情況下氧化成硫酸根，暴露出鉬，鉬再被進(jìn)一步氧化成鉬酸根離子溶出，實現(xiàn)了