技术领域
[0001] 本
发明涉及一种从含铀
矿石和
尾矿中浸出铀的方法，尤其涉及一种电辅助浸出低品位铀矿回收铀资源的方法。
背景技术
[0002] 铀是一种重要的战略性
能源金属，近年来其开采量和需求量显著增加，且呈供不应求态势。随着高品位铀矿资源的逐渐枯竭，低品位铀矿可作为一种潜在的铀资源进行再回收。低品位铀矿的主要物相包括
二氧化
硅、
硅酸铁盐、硅酸
铝盐、硅酸
钙盐等脉石成分，由于低品位铀矿中铀的品位(<0.02％)远低于常规铀矿石中铀的含量(～0.1％)，且铀通常以超细粒的形式分散于脉石矿物中，更有甚者，部分铀以难溶的四价铀形式存在，使得低品位铀矿中铀的回收极其困难。常规低品位铀浸出，一般可从三种思路着手：一是通过添加各种强
氧化剂，如Fe3+、MnO2等；二是利用强化浸出过程，提高铀的浸出速率，如浓酸浸出、混酸浸出、酸
碱联合浸出等，如中国
专利CN200910143778.7铀矿石强化
堆浸方法，进行铀矿石强化堆浸，其准尾渣用高浓度酸喷淋熟化来缩短浸出时间，或如中国专利CN201210408011.4从铍铀矿石中搅拌浸出回收铀的方法，将球磨后的原矿放入溶池中，加入溶浸液进行进行搅拌，溶浸液与原矿的
质量比为5:1，搅拌时间为12小时，矿浆pH值为2.50时进行固液分离，提取浸出液，固液分离后尾渣的
洗出液返回配制溶浸液，溶浸液为
硫酸溶液和氧化剂，其中硫
酸溶液浓度为20g.L-1，氧化剂为双氧
水、氯酸
钾、高锰酸钾、软锰矿的组合物；三是通过外场强化，改变铀矿的物化性质，如超声辅助浸出、预
焙烧辅助浸出、
微波辅助浸出等，如中国专利CN201210552413.1一种堆浸铀矿石微波处理设备，或如中国专利CN201410287993.5利用超临界二氧化
碳从低品位铀矿石中浸取铀的方法。
现有技术中无论是哪种方案，存在以下不足：浸出过程中溶出的铁、钙、铝、钡等元素极易形成
硫酸盐沉淀或氢氧化物胶体，并
覆盖在铀矿表面，严重阻碍铀的浸出。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种电辅助强化浸出低品位铀矿中铀的方法，以提高铀的浸出速度和浸出率，工艺流程简单，无二次污染。
[0004] 为实现上述目的，本发明的采用如下技术方案：
[0005] 一种电辅助强化浸出低品位铀矿中铀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0006] 步骤1，构造包括
阳极、
阴极的
电解槽，所述阳极为金属铁，阳极采用金属铁，铀的氧化提供的氧化剂，所述阴极为金属铁或惰性
石墨，
电解槽内装有浸出剂硫酸，低品位铀矿原料
破碎后浸入硫酸中；
[0007] 步骤2，电解槽通过水浴保温；
[0008] 步骤3，在所述阳极和所述阴极之间使用直流电源施加电势；
[0009] 步骤4，对浸出液进行慢速搅拌，同时通过电解槽上部密封且设有吹气管和排气管进行通氧；
[0010] 优选的，所述浸出剂硫酸浓度为35-60g/l，如果硫酸浓度过高，将导致阳极的快速溶解，溶液中铁离子含量快速增加，从而形成更多的沉淀对铀矿颗粒包裹，会降低铀的浸出；
[0011] 优选的，所述直流电源中
电流强度为0.4-0.5A，保证阳极铁的稳定溶解以及溶液中氧化剂(Fe3+)的稳定形成；电流强度太低，则阳极铁溶解速率满，溶液中氧化剂的形成太慢，会延长铀的浸出时间；电流强度太高，阳极铁快速溶解会形成大量沉淀，且造成阳极的极大浪费，因此，
发明人在试验过程中发现只有在合适的电流强度范围内才能保证达到本发明的目的；
[0012] 优选的，所述原料与浸出液加入比例为1:20-30，所述搅拌速度100-200r/min，所述浸出液中氧的浓度控制在6-9mg/l，浸出时间为1～2h，固液比太大，给离子的迁移造成影响，慢速搅拌是为了
加速离子的迁移浸出时间控制在1-2h是为了避免长时间电辅助浸出后，溶液中铁含量高会形成胶体或沉淀，对铀形成反
吸附。
[0013] 优选的，所述水浴
温度控制在25-40℃或70-80℃，40-60℃之间为非铀矿物的高效浸出温度，会导致溶液中杂质离子的快速增加以及部分硅酸盐沉淀的生成，对铀实现反吸附或包裹。
[0014] 本发明的有益效果是：
[0015] (1)以金属铁为阳极，通过
电压控制阳极铁的缓慢溶解形成二价铁，再通过控制溶液中氧的浓度实现二价铁向三价铁的转化，三价铁作为氧化剂氧化铀矿中难溶的四价铀向六价铀的转化；
[0016] (2)浸出过程中的
电场可促进溶液中离子向两个
电极板的迁移，降低了沉淀物的生成速率，防止了沉淀物对含铀颗粒的包裹，慢速搅拌强化了该作用。
[0017] (3)电辅助浸出中除浸出剂硫酸外，无需添加任何其他氧化剂，工艺流程简单，不会产生二次污染；
[0018] (4)电辅助浸出相比直接酸浸而言，铀的浸出率可提高20-40％。
附图说明
[0019] 图1是本发明的试验装置图；
[0020] 图2是本发明的
实施例1与对比例1的不同浸出温度下铀的浸出率曲线；
[0021] 图3是本发明的实施例2与对比例2的不同固液比下铀的浸出率曲线；
[0022] 图4是本发明的实施例3与对比例3的不同硫酸浓度下铀的浸出率曲线；
[0023] 图5是本发明的实施例4与对比例4的不同电极材料下铀的浸出率曲线；
[0024] 图6是本发明的实施例5与对比例5的不同时间下铀的浸出率曲线；
[0025] 图中，直流电源-1，吹气管-2，硫酸-3，排气管-4，低品位铀矿-5，电热丝-6，温控器-7，搅拌装置-8。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明。
[0027] 如图1为本发明的试验装置示意图：设置在水浴装置内的电解槽，电解槽内包括金属铁阳极、石墨阴极，并通过直流电源1对阳极、阴极施加电势，电解槽上部封闭，且设有吹气管2和排气管4进行通氧，浸出液为硫酸3，
粉碎后的低品位铀矿5浸入硫酸中，并通过电解槽中设置的搅拌装置8进行慢速搅拌，降低沉淀物的生成速率，防止了沉淀物对含铀颗粒的包裹，水浴装置上设置电热丝6、温控器7进行浸出液温度的控制。
[0028] 本发明的方法以及各参数如下：
[0029] (1)以金属铁为阳极，石墨为阴极，将铀矿放入浸出槽中，在直流电的作用下，采用慢速搅拌，向溶液中通入氧气，并严格控制工艺参数；
[0030] (2)浸出剂为硫酸，硫酸浓度为35-60g/l；
[0031] (3)电源为直流电源，电流强度为0.4-0.5A；
[0032] (4)浸出过程中要慢速搅拌，搅拌速度100-200r/min；
[0033] (5)控制浸出液中氧的浓度为6-9mg/l；
[0034] (6)控制浸出温度为25-40℃或70-80℃；
[0035] (7)控制浸出时间为1～2h；
[0036] (8)控制固液比为1:20-30。
[0037] 以下给出本发明的实施例。
[0038] 实施例1
[0039] 取20g铀矿(铀含量0.008％)放入电辅助浸出槽，以60g/L硫酸为浸出剂，金属铁为阳极，石墨为阴极，控制电流强度为0.4A，固液比1:30，向浸出液中通入空气，浸出液中氧的浓度为6mg/l,浸出时间2h，搅拌速度为150r/min，不同浸出温度下铀的浸出率见图2。相同条件下，电辅助浸出实施例1比直接酸浸对比例1的铀浸出率最大提高了23％。
[0040] 实施例2
[0041] 取20g铀矿(铀含量0.008％)放入电辅助浸出槽，以60g/L硫酸为浸出剂，金属铁为阳极，石墨为阴极，控制电流强度为0.4A，浸出温度为25℃，向浸出液中通入空气，浸出液中氧的浓度为8mg/l,浸出时间2h，搅拌速度为150r/min，不同固液比下铀的浸出率见图3。相同条件下，电辅助浸出实施例2比直接酸浸对比例2的铀浸出率最大提高了21％。
[0042] 实施例3
[0043] 取25g铀矿(铀含量0.01％)放入电辅助浸出槽，金属铁为阳极，石墨为阴极，控制电流强度为0.4A，浸出温度为25℃，向浸出液中通入空气，浸出液中氧的浓度为8mg/l,浸出时间2h，固液比为1:30，搅拌速度为150r/min，不同硫酸浓度下铀的浸出率见图4。相同条件下，电辅助浸出实施例3比直接酸浸对比例3的铀浸出率最大提高了40％。
[0044] 实施例4
[0045] 取25g铀矿(铀含量0.01％)放入电辅助浸出槽，控制电流强度为0.4A，浸出温度为25℃，向浸出液中通入空气，浸出液中氧的浓度为8mg/l,浸出时间2h，固液比为1:30，搅拌速度为200r/min，不同电极材料下铀的浸出率见图5。相同条件下，电辅助浸出实施例4比直接酸浸对比例4的铀浸出率最大提高了38％。
[0046] 实施例5
[0047] 取25g铀矿(铀含量0.008％)放入电辅助浸出槽，以金属铁为阳极，石墨为阴极，控制电流强度为0.4A，浸出温度为25℃，向浸出液中通入空气，浸出液中氧的浓度为8mg/l，固液比为1:30，搅拌速度为200r/min，不同浸出时间下铀的浸出率见图6。相同条件下，电辅助浸出实施例5比直接酸浸对比例5的铀浸出率最大提高了46％。
[0048] 本发明的原理在于：采用特定的电极，并通过严格控制工艺参数，使阳极溶解的铁逐渐转变成二价铁，并进一步被氧
化成三价铁，三价铁可作为氧化剂将矿石中难溶四价铀转化为易溶的六价铀；在电场作用下，可促进铀矿浸出过程中产生的杂质离子如Ca2+、Ba2+、Al3+、Fe3+等向电极两端移动，降低了胶体或硫酸盐对矿石颗粒的包裹，充分利用阳极铁的可控溶解以及电场对杂质离子迁移的影响来提高铀的浸出，通过本发明浸出工艺条件，使铀矿中的铀进入溶液，提高了铀在浸出剂中的暴露率，因此能显著提高铀的浸出率。
