铀矿堆浸工艺中助渗剂应用的研究(1).pdf

第26卷第2期铀矿冶Vol126No122007年5月URANIUMMININGANDMETALLURGYMay2007铀矿堆浸工艺中助渗剂应用的研究吴沅陶1,孟晋1,陈梅安1,樊保团1,居明2,张建国1(1.核工业北京化工冶金研究院,北京101149;2.北京泰诺酒店用品有限公司,北京100101)摘要:在某些铀矿堆浸工艺中,由于矿石的泥化、膨胀和细颗粒迁移等原因,经常出现通道堵塞、渗透率低的问题,为此,提出了添加助渗剂的方案。助渗剂以表面活性剂为主体,目的是提高溶浸剂的渗透性和浸出工艺的效率。经对多种硬岩矿和泥矿的试验,证明其效果明显。还对助渗剂的作用机理作了初步探讨。关键词:铀矿;堆浸;助渗剂中图分类号:TL212112文献标识码:A文章编号:100028063(2007)02200722071999年,在实验室小型探索试验的基础上,前言笔者撰写并申报了国防专利“提高矿石浸出效率自上世纪七八十年代以来,在我国铀矿地浸的方法”,提出在矿石的浸出过程中,通过在溶浸和堆浸(包括地表堆浸、井下爆破堆浸及渗滤浸剂中添加适量的助渗剂,或在矿石中拌入适量助出)工艺,逐步取代了常规搅拌浸出。地堆浸工艺渗剂的方法,可大幅提高溶浸剂的渗透速率。在合理利用资源,提高经济效益等方面有着重要2001年该专利获得批准[8]。另一篇研究生毕业意义。为强化工艺,此前人们已作了很多研究,如论文“表面活性剂堆浸应用初探”,概述了助渗剂[1][2][3]酸性造粒、拌酸熟化、细菌浸出、活化技在机理和应用中的研究成果,也得到专家的认[4]术等都已取得了可喜的成绩。但在堆浸工艺[9],可。这些年来,先后在蓝田、本溪、大新、抚州以实践中,至今仍经常存在易泥化、板结、溶胀、细颗及国外的某些矿点,进行了规模不等的现场试验。粒迁移及矿层“偏析”等现象导致渗透率低、通道,在实验室中更进行了数百次小试。试验对象包括堵塞、浸出液混浊。这些问题亟待解决。借助添花岗岩、砂岩和全泥矿,溶浸剂分酸性和碱性。试加少量助渗剂的方法,是解决或缓解此问题的有验表明,助渗剂有广泛的适应性,只要根据矿石性效途径之一。多年来,对国内外多个矿点的多种能和工艺要求作适当选配,一般都能获得肯定的矿样,进行了不同规模、不同条件的试验,认为这效果,在很多试验中可使渗透率成倍提高。一设想是可行的。助渗剂的基本原理可理解为:利用表面活性1应用实例剂在矿石表面和缝隙上的吸附,改变矿石的界面蓝田铀矿张力、电荷分布、浸润性能、凝聚性能以及矿石与111在实验室小型筛选试验的基础上相继进行溶浸剂之间的磨擦阻力等。,了实验室柱浸试验和现场放大试验。此前,在铀矿碱法地浸方面,美国曾有专利提出,在溶浸剂中添加特殊的阳离子聚合物,这种聚11111实验室柱浸试验合物可视为特殊的表面活性剂[5]。美国一公司还1111111矿石粒度分布在中国就金、银碱法堆浸中3种表面活性剂的应用柱浸试验采用的蓝田铀矿矿样属风化类花岗申请专利[6]。美国另一公司则提出在铜矿浸出中岩,易泥化、板结,矿样的铀品位是01207%。矿添加含氟表面活性剂[7]。但这些专利对铀矿酸法石经颚式破碎机破碎过筛后分为15及5mm2堆浸并未涉及,且添加的目的主要是为了破乳、消种。从表1中可见,对<5mm粒度级,其中<1泡,或是为了使黏土保持絮凝,减少细颗粒迁移等。mm的细粒占一半以上。收稿日期:2006202220作者简介:吴沅陶(1939—),男,上海市人,研究员级高级工程师,近年来参与表面化学和浸出工艺的研究。第2期吴沅陶,等:铀矿堆浸工艺中助渗剂应用的研究73表15mm矿石粒度分布1#、2#的喷淋强度为75L/(m2·h),甚至高2粒度/mm<5～4<4～3<3～2<2～1<1达190L/(m·h),溶浸剂始终畅通。7d时浸出w/%6.77.614.119.352.3率分别为3615%及3716%,28d时浸出率则分别为75%及80%。可见,对于不存在渗透性问题的矿堆,加助渗剂没有必要。1111112试验装置及操作3#、4#柱,助渗剂对细粒级矿石柱浸的影响1#、2#柱:内径100mm,粒度<15mm,装矿显著。空白柱4#在浸出2d后即积液,渗透率甚质量19kg,初始矿层高117m;3#、4#柱:内径50低,14d浸出率仅为1115%。而有助渗剂的3#mm,粒度<5mm,装矿质量415kg,初始矿层高柱,同期浸出率为9218%(渣品位为01015%),液117m。1#、3#柱添加助渗剂,2#、4#柱为空白固体积质量比1128L/kg。整个浸出过程矿石渗柱。矿石装柱前用少量水润湿(50mL/kg矿)。透性基本保持不变。以稀硫酸为溶浸剂,淋停比1∶1。11112现场试验1#、3#柱在浸出初期,随同1250mL稀硫酸为了使试验更接近于生产实际,随后在矿山溶浸剂加入了少量助渗剂