1、某泥质铀矿石酸法制粒浸出试验研究摘要：本论文针对某泥质铀矿石进行酸法制粒浸出工艺研究，试验概况如下：矿石中铀品位为0.108%，原矿破碎到-5mm，粘结剂用量2%4%，细泥含量20%30%。其研究内容包括： （1）粘结剂配方的确定 其中包括粘结剂种类的选择，粘结剂中各组分的用量；（2）润湿剂的确定 通过用不同种类的润湿剂对制粒的影响，选择合适的润湿剂；（3）润湿剂用量的选择 对泥质铀矿石制粒，润湿剂用量通常在1015%之间，在此范围内确定最佳的润湿剂用量；（4）粘结剂用量的选择 根据工程概况要求粘结剂用量为2%4%，在此范围内选择最佳的粘结剂用量；（5）制粒柱浸试验 根据上述最佳制粒条件，通过
2、柱浸试验得到浸出率及浸出剂的耗量，研究制粒工艺对泥质铀矿石浸出的影响。关键字：铀矿石；制粒；柱浸The experiment research of acid agglomeration leaching process of uranium ore with clayAbstract: The paper for uranium ore with clay by acid agglomeration leaching process was studied, the general situation of experiment is as follows: ore of uranium g
3、rade is 0.108%, undressed ore crushing to 5 mm, adhesive dosage is 2% 4%, fine clay content is 20% 30%. The research contents include: (1)The determination of adhesive formulations. including selection of adhesive, the amount of various components in the adhesive;(2) The determination of wetting age
4、nt. by using different kinds of wetting agents to granulating effect, select the appropriate wetting agent;(3) The selection of wetting agent dosage. for uranium ore with clay, dosage of wetting agent is usually between 10 15%, within the scope of the optimal dosage of wetting agent;(4)The choice of
5、 the binder dosage. according to the engineering overview the binder dosage is 2% 4%, within the scope of selecting the best dosage of binder; (5)The test of column leaching by agglomeration. according to the above optimum granulating conditions, leaching rate and leaching agent consumption by colum
6、n leaching test is obtained, study the influence of leaching of uranium with clay by granulating process.Key words: uranium ore; Granulating; Column leaching目录引言11.文献综述2 1.1铀的概述2 1.2铀资源现状2 1.3低品位泥质铀矿的提取3 1.4制粒工艺简介41.4.1制粒工艺流程41.4.2制粒工艺要求51.4.3影响制粒的因素51.4.4制粒堆浸的应用前景62.样品制备73.制粒条件试验8 3.1试验目的及要求8 3.2试验
7、内容或原理8 3.3试验仪器和药剂8 3.4试验步骤9 3.5试验阶段103.5.1初步确定制粒条件103.5.2确定粘结剂配方113.5.3润湿剂的选择173.5.4制粒用水量的确定193.5.5粘结剂用量的确定22 3.6小结254.柱浸试验26 4.1试验目的及要求26 4.2试验内容或原理26 4.3试验设备和药剂27 4.4试验步骤27 4.5试验阶段284.5.1实验结果记录294.5.2实验结果分析31 4.6小结345.总结35参考文献36谢辞38iv引言铀是一种重要的金属，其裂变时，能够释放出大量的能量，因此被广泛应用于军事和民事上。无论是制造核武器还是建造核电站，都需要大量
8、的铀作为原料，人类已经离不开铀，人类社会已经迈入了原子能时代。铀是一种重要的战略资源，它不仅关系到国家安全，同时也是我国成为核工业大国的基础保障。但目前，在我国已探明的170多种铀矿床及各类含铀矿物中，只有14%18%的铀矿资源具有实际开采价值，制约其开采的原因主要是铀矿石品位和矿石性质。我国铀矿资源的一个显著特点是品位低。据1989年，铀矿地质系统统计，我国铀矿床平均品位为0.115%，其中，品位在0.1%左右的矿床约占总数的50%1。对于这些品位低的矿石，我国通常采用堆浸的方法浸出，但其中，由于部分铀资源中细泥含量较高，从而导致筑堆时矿堆的渗透性变差，往往无法对其进行常规的堆浸处理，这类铀
9、资源约占总数的30%。也就是说，由于矿石性质和浸出技术原因，我国30%的铀资源并未得到合理利用。矿石制粒是解决矿堆渗透性差的最常用的途径之一2。它是通过在矿石中加入粘结剂以及不同种类的润湿剂（通常为水），通过在某一特定设备内不断滚动，使矿粉、细泥等细粒级矿物与粘结剂均匀混合并充分润湿，最终团聚成大粒径球状颗粒，从而改变矿石的物理性质及化学性质。通过矿石制粒，不仅可使矿堆渗透性得到保证，而且还能降低硫酸消耗、节约生产成本、缩短堆浸周期，提高铀的回收率。目前，对于泥质铀矿石，碱性条件下的矿石制粒已经从技术上得到根本解决。但大多数铀矿石而言，它们一般都是在酸性条件下浸出的，这就需要在酸性条件下进行制
10、粒，其中的难点主要是粘结剂的选择。经过为期3个月的试验，选择了一种复合粘结剂来进行泥质铀矿石的酸法制粒，并确定了制粒的相关参数，最后通过柱浸试验得到验证，取得了良好的效果。1.文献综述1.1铀的概述铀是一种在自然界中广泛存在的金属，其裂变时能够释放出大量的能量。从理论上讲，1kg235U全部裂变反应后所释放的能量相当于2500t无烟煤完全燃烧所释放出的能量3。这引起了世界各国的广泛关注，科学家们根据铀的这一特点，将铀核裂变稳定化和秩序化，成功地应用于军事上和民事上。在军事上，铀通常作为原料来制造原子弹等核武器，同时铀能释放大量的能量，也被作为核动力燃料。在民事上，铀是核电站的主要原料，其发电成
11、本低，对环境污染小，在世界上得到普遍的应用。另外，铀衰变时产生的射线，在工农业生产和科学领域中有很多用途。如工业上矿石放选，农业上的种子选育，医学上的杀菌灭毒等。总之，铀已经发展为现代国防工业、民用工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系中必不可少的金属。1.2铀资源现状铀不仅是关系到国家安全的重要金属，同时也是我国成为核工业大国的基础保障。但我国铀资源缺乏，铀矿资源储量仅为7.4万tU，目前年产量只有750tU4。然而，根据我国核电发展趋势，预计从2010至2030这20年间，累计对铀的需求将达到28万至52万吨, 预计到2030年，每年对铀矿资源的需求量将达到2.2万至4.5万吨。此外
12、，考虑到核军工发展的需求，铀的需求量将会更大。面对这种困境，加大对潜在铀矿资源的开发和完善现有铀矿加工技术就非常重要了。目前，我国已探明的铀矿资源，主要以花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型为主，它们分别占总储量的38%、22%、19%和16%，另外5%以其它类型存在。在这些铀矿资源中，部分砂岩型和碳硅泥岩型铀矿资源中均含有一定的有机质及泥质，导致矿石含泥量高，从而造成矿堆渗透性差，无法进行常规的浸出工艺处理，这类资源占总储量的30%5。过去，这些资源因为用常规的堆浸浸出无法得到很好的浸出率和经济效益，而遭到大量的闲置甚至是废弃，即使勉强得到利用，所需的工艺流程过于复杂，能耗物耗过高，浸出率
13、普遍低下，导致铀的生产成本过高，大部分企业处于长期亏损状态。我国铀矿资源的一个显著特点是：矿石品位低。据1989年，铀矿地质系统统计，我国铀矿床平均品位为0.115%，约一半以上的矿床品位在0.1%左右1。另外，随着现代工业的快速发展，对铀的需求量日益上增，易被开采加工的铀矿石储量日趋下降，导致铀矿床开采难度加大，开采成本上升，同时，可供开采的铀矿石品位越来越低。这些矿石用传统的加工工艺难以回收或难以经济有效地回收。总而言之，我国目前尚未充分利用的铀矿资源主要为低品位泥质铀矿石，此类矿石约占总储量的30%，若能解决这些资源的利用问题，铀资源紧缺的困境便能得到有效缓解。1.3低品位泥质铀矿的提取
14、对于低品位矿产资源的回收而言，溶浸采矿技术是一种非常合适的技术6。同样，对于低品位铀矿石而言，溶浸采铀也是一种从低品位铀矿石回收有价金属的既经济有效又安全可靠的方法。与传统加工工艺相比，它具有投资省，成本低，工艺简单，见效快，能扩大资源开采范围，对环境污染小等优点，在国内外均得到广泛地应用7。目前，我国对低品位铀矿石的广泛采用的方法有地浸、堆浸、原地爆破浸出等，其中又以堆浸为主8。对于泥质铀矿石而言，因矿石中细泥含量过高而导致矿堆渗透性低，是造成矿石浸出周期过长以及金属回收率低下的最主要原因，同时也是制约着此类矿石利用的关键因素。世界各国均对此进行了长时间的试验研究，不久，美国的雷诺冶金研究所
15、率先开创了制粒堆浸工艺，并在工业上得到成功应用，这充分解决了泥质铀矿石的利用问题。经过长时间的实践证明：矿石制粒是改善含泥矿堆渗透性能最有效的途径之一9。矿石经制粒后再进行堆浸，产生的好处主要有两个：（1）能在一定程度上优化矿堆的渗透性，提升其渗透能力；（2）使溶浸液在矿堆中能得到均匀地渗透，有效地降低硫酸消耗10。低品位泥质铀矿石经制粒堆浸后，可使浸出周期大大缩短，铀的回收率得到有效提升，还可使铀的生产成本显著下降。1.4制粒工艺简介矿石制粒是通过在矿样中加入一些粘结剂和不同成分的润湿剂（通常为水），借助于机械力的作用，以滚动、转动、翻动、捏合及挤压等方式，使细泥、矿粉等细粒矿石彼此接触而形成较大的球形颗粒的过程11。通过制粒，使细粒级的矿物重新密集，团聚成均匀的较大颗粒（515mm），不仅可使矿石的形状、大小、密度、孔隙率和固体强度等物理性质得到改变，也造成矿石的化学成分和氧化还原电位等化学性质的改变，从而极大地提高或增强堆浸矿堆的渗透性（可提高1000倍以上）。另外，制粒后，矿石颗粒粒径尺寸范围比较小，能有效地避免了筑堆过程中的粒度离析，使整个矿堆渗透的均
