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一种酸法地浸采铀 预防矿层化学堵塞的方法

阅读：111发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及酸法地浸采铀技术领域，具体公开了一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，包括以下步骤：步骤一：使用矿层水在矿层内抽注循环，将细砂带至地表过滤掉；步骤二：进入酸化期，在配液池中采用矿层水配制硫酸溶液作为浸出剂，并将防堵剂注入配液池；所述的防堵剂中含有柠檬酸、NH4HF2、醋酸；步骤三：将配液池中的混合溶液注入矿层中。本发明方法通过加入防堵剂，避免了矿层形成铁、铝及无定型二氧化硅沉淀，又维持了浸出体系的氧化氛围，有利于铀的氧化浸出，保证了浸出作业的顺利进行。，下面是一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：使用矿层水在矿层内抽注循环，将细砂带至地表过滤掉；
步骤二：进入酸化期，在配液池中采用矿层水配制硫酸溶液作为浸出剂，并将防堵剂注入配液池；
所述的防堵剂中含有柠檬酸、NH4HF2、醋酸；
步骤三：将配液池中的混合溶液注入矿层中。
2.如权利要求1所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤二中所述的防堵剂配方为：柠檬酸质量浓度为0.5～20％，NH4HF2质量浓度为0.5～20％，醋酸质量浓度为0.5～10％，其余是水。
3.如权利要求2所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤二中，所述浸出剂中的硫酸浓度为2～15g/L，防堵剂浓度为0.1～5g/L。
4.如权利要求3所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤三中，矿层中浸出液的Fe3+浓度维持在300～1000mg/L，使浸出液中起氧化作用的Fe3+不发生沉淀，既避免了化学堵塞，又保证了氧化作用。
5.如权利要求4所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤二中所述的柠檬酸可与酸溶液中的铁离子形成稳定的铁络合物，维持浸出体系中一定量的Fe3+浓度，减少Fe(OH)3沉淀。
6.如权利要求5所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤二中所述的NH4HF2和浸出剂中的H2SO4反应产生的HF，可以溶解以胶结物存在的硅酸盐粘土矿物，防治无定型SiO2胶体产生。
7.如权利要求6所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤二中所述的醋酸可有效控制溶液的pH值，使得强酸反应完成后，残酸仍然维持低pH值，有助于防止三价铁的沉淀。
8.如权利要求7所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤二中，将防堵剂通过普通耐酸泵注入配液池。
9.如权利要求8所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：步骤三中，将配液池中的混合溶液通过注液系统注入矿层中。
10.如权利要求1～9任一项所述的一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，其特征在于：在酸法地浸结束后的退役治理过程中，通过向注液系统加入防堵剂，使中和过程顺利进行。

说明书全文

一种酸法地浸采铀 预防矿层化学堵塞的方法

技术领域

[0001] 本发明属于酸法地浸采铀技术领域，具体涉及一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法。

背景技术

[0002] 酸法地浸采铀是在天然埋藏条件下，通过钻孔工程，以硫酸作为溶浸剂，从天然埋藏条件下把矿石中的铀溶解出来。因此，钻孔的抽注液量和浸出液铀浓度一直是矿山运行的两个重要指标。

[0003] 对于酸法地浸矿山，铁、铝离子的水解沉淀、多元二氧化硅水溶胶体所造成的矿层伤害是一个潜在的问题，必须高度重视。酸液溶蚀地层中含铁矿物会释放铁离子，铁离子是铀成矿及铀浸出过程中最重要的物质之一。在酸法浸出过程中，三价铁可以氧化四价铀从而使铀溶于浸出剂，其本身则还原成二价铁。由于浸出液酸性较强，铁离子并不沉淀，但pH值会随着酸液的消耗而升高。当pH值大于2.0时，Fe3+开始生成Fe(OH)3沉淀，对矿层造成损害。Fe(OH)3沉积不但易形成化学堵塞，而且会夹带铀的沉淀，由于浸出剂中三价铁离子浓度的减少，还会影响四价铀的氧化，造成浸出液铀浓度下降。此外，粘土矿物与硫酸缓慢反应形成二氧化硅与硅酸等化合物，同样会影响矿层的渗透性。

[0004] 化学堵塞是以絮状物或胶体的形式存在于矿层的孔隙通道，或胶结孔隙通道的其他矿物形成致密块状的胶结物堵塞矿层，造成浸出剂运移路线发生改变，由矿层向围岩运移，造成铀元素未被溶解，这也是铀浓度和抽注液量下降的原因之一。

[0005] 我国酸法地浸矿山占有一定比例，由于在酸化初期没有充分重视这一问题，如伊犁盆地的三座酸法地浸矿山以及内蒙某矿床，在采区运行一段时间后，矿层形成了大范围化学堵塞，而一旦形成大面积化学堵塞，抽注液量自然会显著下降，影响浸出正常进行。现有解决措施是采用空压机洗井和化学洗井，部分矿山洗井频率可达4次/月。采用洗井方法可以缓解矿层堵塞带来的问题，但高频率洗井会耗费大量人力、物力和财力，并且矿层渗透性很难恢复到原有状态。此外针对无定型二氧化硅胶体，使用高浓度硫酸洗井都没有效果。因此，研究预防化学堵塞的方法才是从根本上解决问题的最有效措施。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，以保证浸出作业顺利进行。

[0007] 本发明的技术方案如下：

[0008] 一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，包括以下步骤：

[0009] 步骤一：使用矿层水在矿层内抽注循环，将细砂带至地表过滤掉；

[0010] 步骤二：进入酸化期，在配液池中采用矿层水配制硫酸溶液作为浸出剂，并将防堵剂注入配液池；

[0011] 所述的防堵剂中含有柠檬酸、NH4HF2、醋酸；

[0012] 步骤三：将配液池中的混合溶液注入矿层中。

[0013] 步骤二中所述的防堵剂配方为：柠檬酸质量浓度为0.5～20％，NH4HF2质量浓度为0.5～20％，醋酸质量浓度为0.5～10％，其余是水。

[0014] 步骤二中，所述浸出剂中的硫酸浓度为2～15g/L，防堵剂浓度为0.1～5g/L。

[0015] 步骤三中，矿层中浸出液的Fe3+浓度维持在300～1000mg/L，使浸出液中起氧化作用的Fe3+不发生沉淀，既避免了化学堵塞，又保证了氧化作用。

[0016] 步骤二中所述的柠檬酸可与酸溶液中的铁离子形成稳定的铁络合物，维持浸出体3+
系中一定量的Fe 浓度，减少Fe(OH)3沉淀。

[0017] 步骤二中所述的NH4HF2和浸出剂中的H2SO4反应产生的HF，可以溶解以胶结物存在的硅酸盐粘土矿物，防治无定型SiO2胶体产生。

[0018] 步骤二中所述的醋酸可有效控制溶液的pH值，使得强酸反应完成后，残酸仍然维持低pH值，有助于防止三价铁的沉淀。

[0019] 步骤二中，将防堵剂通过普通耐酸泵注入配液池。

[0020] 步骤三中，将配液池中的混合溶液通过注液系统注入矿层中。

[0021] 在酸法地浸结束后的退役治理过程中，通过向注液系统加入防堵剂，使中和过程顺利进行。

[0022] 本发明的显著效果在于：

[0023] (1)本发明方法通过在酸化期和浸出初期调整浸出剂配方，加入防堵剂，避免了矿层形成铁、铝及无定型二氧化硅沉淀，又维持了浸出体系的氧化氛围，有利于铀的氧化浸出，保证了浸出作业的顺利进行。

[0024] (2)本发明方法提供的防堵剂与浸出剂互溶，试剂使用对矿层几乎无伤害。

[0025] (3)本发明方法在酸化期加入防堵剂后，浸出液的Fe3+浓度可维持在300～1000mg/L，使浸出液中起氧化作用的Fe3+不发生沉淀，既避免了化学堵塞，又保证了氧化作用。附图说明

[0026] 图1为铀浓度与pH的变化折线图；

[0027] 图2为酸化期Fe3+与pH的变化折线图；

[0028] 图3为酸化期采区抽液量变化折线图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

[0030] 一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，包括以下步骤：

[0031] 步骤一：使用矿层水在矿层内抽注循环，将细砂带至地表过滤掉，循环持续15天；

[0032] 步骤二：进入酸化期，在配液池中，采用矿层水配制浓度为2～15g/L的硫酸溶液作为浸出剂；将防堵剂通过普通耐酸泵注入配液池，浓度控制在0.1～5g/L；

[0033] 所述的防堵剂配方为：柠檬酸质量浓度为0.5～20％，NH4HF2质量浓度为0.5～20％，醋酸质量浓度为0.5～10％，其余是水；

[0034] 所述的柠檬酸可与酸溶液中的铁离子形成稳定的铁络合物，维持浸出体系中一定量的Fe3+浓度，减少Fe(OH)3沉淀；NH4HF2和浸出剂中的H2SO4反应产生的HF，可以溶解以胶结物存在的硅酸盐粘土矿物，防治无定型SiO2胶体产生；醋酸可有效控制溶液的pH值，使得强酸反应完成后，残酸仍然维持低pH值，有助于防止三价铁的沉淀；

[0035] 步骤三：将配液池中的混合溶液通过注液系统注入矿层中，矿层中浸出液的Fe3+浓度可维持在300～1000mg/L，使浸出液中起氧化作用的Fe3+不发生沉淀，既避免了化学堵塞，又保证了氧化作用。

[0036] 实施例1

[0037] 新疆某铀矿山矿体平均厚度4.38m，平均品位0.0299％，平均平米铀量2.46kg/m2，平均埋深350m。井型设计为五点型，注液井与抽液井的间距为25m。矿山酸化初期，采用预防矿层堵塞工艺方法，操作步骤详述如下：

[0038] 步骤一：使用矿层水在矿层内抽注循环，将细砂带至地表过滤掉，循环持续15天；

[0039] 步骤二：进入酸化期，在配液池中，采用矿层水配制浓度为5g/L的硫酸溶液作为浸出剂；将防堵剂通过普通耐酸泵注入配液池，浓度控制在0.2g/L；

[0040] 所述的防堵剂配方为：柠檬酸质量浓度为0.5％，NH4HF2质量浓度为1％，醋酸质量浓度为0.5％，其余是水；

[0041] 步骤三：将配液池中的混合溶液通过注液系统注入矿层中，每天监测浸出液pH、U、3+ 3+
Fe 、∑Fe、Al，结果如图1～3所示。随着浸出液pH值的下降，铀浓度缓慢上升，Fe 浓度缓慢上升，当pH下降到2.5时，Fe3+浓度上升到340mg/L。在注酸30天后，抽液量略有下降，据文献资料可知，酸与碳酸盐反应产生二氧化碳气体，造成气堵，浸出液中观察到微小的气泡可以证实这一点，随着气体散逸，抽液量又恢复到原有水平，说明酸化期铁铝化学沉淀得到有效控制，当pH值大于2.2时，Fe3+开始生成Fe(OH)3沉淀。而监测数据显示，Fe3+浓度在pH为2.5～
3时，仍然可以稳持在较高的浓度，说明防堵剂有效防止了Fe(OH)3沉淀的产生，保证了浸出体系的氧化作用。

[0042] 实施例2

[0043] 一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，包括以下步骤：

[0044] 步骤一：使用矿层水在矿层内抽注循环，将细砂带至地表过滤掉，循环持续15天；

[0045] 步骤二：进入酸化期，在配液池中，采用矿层水配制浓度为15g/L的硫酸溶液作为浸出剂；将防堵剂通过普通耐酸泵注入配液池，浓度控制在0.1g/L；

[0046] 所述的防堵剂配方为：柠檬酸质量浓度为20％，NH4HF2质量浓度为20％，醋酸质量浓度为10％，其余是水；

[0047] 步骤三：将配液池中的混合溶液通过注液系统注入矿层中。

[0048] 实施例3

[0049] 一种酸法地浸采铀预防矿层化学堵塞的方法，包括以下步骤：

[0050] 步骤一：使用矿层水在矿层内抽注循环，将细砂带至地表过滤掉，循环持续15天；

[0051] 步骤二：进入酸化期，在配液池中，采用矿层水配制浓度为2g/L的硫酸溶液作为浸出剂；将防堵剂通过普通耐酸泵注入配液池，浓度控制在0.1g/L；

[0052] 所述的防堵剂配方为：柠檬酸质量浓度为11％，NH4HF2质量浓度为11％，醋酸质量浓度为11％，其余是水；

[0053] 步骤三：将配液池中的混合溶液通过注液系统注入矿层中。

[0054] 实施例4

[0055] 某酸法地浸采区，在浸出结束后，退役治理过程中，首先要注入石灰水中和含矿含水层的余酸，使其达到中性，但在中和过程中，由于pH值得升高，溶液中的Fe3+发生水解，产生大量的Fe(OH)3沉淀，堵塞矿层，抽注液量显著下降，直至中和无法进行。因此在开始中和时，向注液系统加入0.3％的防堵剂；所述防堵剂的组成为：柠檬酸质量浓度为10％，NH4HF2质量浓度为16％，醋酸质量浓度为8％，其余是水。

[0056] 在抽出液的pH值从2.0上升到7.0的过程中，未出现Fe(OH)3沉淀，抽注液量也没有明显减小，表明Fe3+被络合掩蔽，没有发生水解。

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