强风化强氧化型砂岩铀矿组合浸出工艺及浸出动力学模型

作     者：刘玉龙 扶海鹰 胡南 李广悦 喻清 丁德馨 LIU Yulong;FU Haiying;HU Nan;LI Guangyue;YU Qing;DING Dexin

作者机构：南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001 中广核铀业发展有限公司北京100029 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2021年第52卷第11期

页      面：3783-3791页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081902[工学-矿物加工工程] 08[工学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50774047)。 

主　　题：强风化强氧化铀矿石 组合浸出工艺 搅拌浸出 柱浸 动力学模型 

摘      要：首先,从我国某急倾斜疏干型铀矿床采取铀矿石样,分析其岩石组成、矿物组成和化学组成;其次,将每一类含铀的岩石分别破碎成小于10 mm的颗粒,将其筛分成[0,1),[1,3),[3,5)和[5,10) mm这4个粒级,并将各类岩石按其所占比例进行混合组成综合铀矿样,再将其分别破碎成粒径小于20,15,10和5 mm的颗粒,将它们筛分成[0,1),[1,3),[3,5),[5,10),[10,15)和[15,20) mm这6个粒级,分析各粒级铀矿石的质量分数和品位;第三,将综合铀矿样破碎成粒径小于10 mm的颗粒,将其筛分成[0,0.5)和[0.5,10)这2个粒级,对前者进行搅拌浸出试验,对后者进行柱浸试验;最后,采用ORIGIN软件拟合柱浸试验结果,建立柱浸动力学模型并进行验证。研究结果表明:铀矿石主要由砂岩、砾岩和泥岩组成,其质量分数分别为57%,25%和18%,铀矿物主要为含铀黏土矿物、沥青铀矿物、硅铝铀矿物和水硅铀矿物,且U(VI)质量分数达96.8%,属于强风化强氧化型铀矿石;铀矿石经破碎后,[3,5) mm粒级铀矿石的质量分数最小,而品位最高;铀矿石柱浸动力学模型为y=1-e^(-kx),模型参数k与铀矿石粒径呈线性负相关,与硫酸和氯酸钠质量浓度呈线性正相关;对强风化强氧化型铀矿石宜采用搅拌浸出-堆浸组合工艺进行处理,堆浸后期适当增加溶浸液和氧化剂质量浓度可以改善浸出效果,所建立的柱浸动力学模型可以用于预测和控制堆浸过程。