技术领域
[0001] 本
发明属于铀湿法
冶金中铀
矿石浸出工艺技术领域，具体涉及一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法。
背景技术
[0002] 从铀矿石中提取和生产铀浓缩物产品即黄饼的基本水冶工艺过程是：矿石
破碎或破磨后用浸出剂
硫酸或
碳酸盐浸出，经固液分离后得到浸出液，用
树脂离子交换或
溶剂萃取工艺从浸出液中回收铀得到高浓度铀的淋洗合格液或反萃液，同时与绝大多数杂质离子分离。淋洗合格液或反萃液加入氢
氧化钠或
氨水沉淀出重铀酸盐铀浓缩物，经过滤脱水后得到黄饼产品。其中矿石浸出是关键工序。
[0003] 搅拌浸出、原地浸出和堆浸是三种最主要的铀矿石浸出工艺。搅拌浸出是将矿石破、磨到-60目达90％以上，成为矿浆，在搅拌浸出槽内加入浸出剂使铀从矿石中浸出。搅拌浸出工艺具有适应性强、浸出率高等特点，是世界上应用最广泛的铀矿浸出工艺，以该浸出工艺生产的天然铀约占总产量一半。但搅拌浸出工艺中浸出矿浆需要进行麻烦的固液分离，再加上需要磨矿、加热搅拌、余酸中和等许多工序，以及对非铀矿物的浸出选择性差等，因此存在
试剂消耗高、能耗高、工艺流程长、浸出
尾矿处置要求高、生产成本高等缺点。原地浸出是通过注液井(钻孔)直接将浸出剂注入到地下铀矿床中，浸出剂渗透通过矿层将铀浸出，浸出液再通过抽出井排出到地表，用离子交换工艺回收其中的铀。原地浸出中铀矿石仍保留在地下的自然状态，省掉了矿石开采环节，直接获得浸出液清液，具有环境友好、劳动条件好、流程短、生产成本低等优点，具有无可比拟的优势，是近20多年来各铀生产国最为重视和发展最迅速的铀矿浸出工艺，目前以该工艺生产的天然铀已占总世界总产量的约50％。但原地浸出工艺的应用范围受到很大限制，它要求铀矿床具备特定的条件，即必须是可渗透的
砂岩铀矿床，而且矿床必须处在承压的含水层中，即该含矿含水层须具有不渗透的顶、
底板结构。堆浸是将矿石破碎到一定的粒度后筑成堆，从堆顶喷洒浸出剂，浸出剂依靠重
力向下流过矿堆而浸出矿石中的铀，含铀浸出液从堆底流出。浸出液通常为清液，用离子交换法回收其中的铀。堆浸工艺具有投资少、试剂消耗和能耗低、生产成本低等优点，适合处理低品位铀矿。我国是堆浸工艺应用最普遍和应用效果最好的国家，目前国内约2/3的天然铀生产企业、约50％的天然铀是通过堆浸法生产的。但堆浸工艺存在浸出周期长、铀浸出率偏低、含泥矿石浸出效果差等缺点，这些缺点很大程度上都是由矿堆渗透性问题所引起的。
[0004] 我国铀矿资源尤其是硬岩铀矿资源的特点是矿床规模较小且分散，矿石铀品位较低。根据我国的铀矿资源状况，低成本的堆浸工艺在国内应用较为普遍，而且相当长时间内也将是我国铀矿石处理的主要方法之一。20多年来，国内科研人员针对铀矿资源的特点，研究开发了细粒度堆浸技术、拌酸熟化-高
铁淋滤无
废水堆浸工艺、高酸逆流
串联堆浸、堆浸准尾渣强酸熟化浸出等新技术、新工艺，使传统的粗放式堆浸作业发展成为了有特色的精细化堆浸工艺，在降低矿石水冶成本的同时有效提高了铀浸出率。
[0005] 为了解决铀矿堆浸浸出周期长、浸出率偏低的固有
缺陷，目前国内堆浸矿山大多采用了细粒级矿石堆浸技术，通过“三段一闭路”的破碎流程将矿石破碎到-7mm或更细的粒度进行浸出，显著缩短了浸出周期和提高了铀浸出率。细粒度堆浸技术的普遍应用也是我国铀矿堆浸取得成功的主要原因之一。但同时带来的问题是，矿石粒度越细，破碎过程产生的泥矿(-0.15mm)比例就越高。堆浸矿石中含泥量是影响矿堆渗透性的主要因素，一方面，泥矿容易造成矿堆的物理堵塞，另一方面，泥矿耗酸快，在堆浸初期容易使溶出的Fe、Ca、PO43-、SO42-等离子重新沉淀到矿堆中而造成化学堵塞。而矿堆渗透性变差，反过来又影响堆浸效果。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是提出一种铀矿石堆浸-搅拌浸出联合水冶新工艺，解决细粒级铀矿堆浸和含泥铀矿堆浸中矿堆渗透性差、浸出周期长、浸出率低等问题，在保证资源回收率的前提下扩大低成本堆浸生产工艺应用范围。
[0007] 为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
[0008] 一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，包括如下步骤：
[0009] (1)铀矿堆浸入堆矿石的破碎采用三段一闭路流程，控制最终产品矿石最大粒度的闭路筛分采用加水湿筛，加水
质量为矿石质量的1～2倍；
[0010] (2)通过湿式筛分和分级将步骤(1)中破碎后的铀矿堆浸入堆矿石的
筛下物中小于0.15mm粒级的细泥分离；
[0011] 分离的细泥称为稀矿浆，进入下一步骤处理；
[0012] 分出的粗砂进入破碎产品矿仓，作为堆浸的入堆矿石，筑堆后以硫
酸溶液为浸出剂浸出；
[0013] (3)步骤(2)中的稀矿浆进入浓密机浓缩；
[0014] 通过浓密机对稀矿浆浓缩，得到底流矿浆和溢流；
[0015] 底流矿浆作为搅拌浸出的进料，溢流返回步骤(1)中作筛分用水；
[0016] (4)步骤(3)中的浓密机底流矿浆进入搅拌浸出系统浸出，得到浸出矿浆；
[0017] (5)步骤(4)出来的浸出矿浆进行过滤和洗涤，洗水是pH＝2的硫酸
酸化水，洗水质量为浸出矿浆质量的1～2倍，洗涤终点的洗液铀浓度低于20mg/L。
[0018] 进一步的，如上所述的一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，步骤(1)中，筛下矿石的最大粒度为4～8mm。
[0019] 进一步的，如上所述的一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，步骤(2)中，湿式筛分通过振动脱水筛进行，分级通过高堰式螺旋分级机、沉没式螺旋分级机中一种进行。
[0020] 进一步的，如上所述的一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，步骤(3)中，控制底流矿浆的含固量为38～45％，控制溢流的含固量小于200mg/L。
[0021] 进一步的，如上所述的一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，步骤(4)中，搅拌浸出系统由4～6台防腐机械搅拌槽串联而成，以硫酸作浸出剂，软锰矿、氯酸钠中的一种作为
氧化剂，在常压条件下浸出。
[0022] 进一步的，如上所述的一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，步骤(5)中，浸出矿浆进行过滤和洗涤采用厢式
压滤机、带式过滤机中的一种。
[0023] 进一步的，如上所述的一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，步骤(1)中，筛下矿石的最大粒度为4～8mm；
[0024] 步骤(2)中，湿式筛分通过振动脱水筛进行，分级通过高堰式螺旋分级机、沉没式螺旋分级机中一种进行；
[0025] 步骤(3)中，控制底流矿浆的含固量为38～45％，控制溢流的含固量小于200mg/L；
[0026] 步骤(4)中，搅拌浸出系统由4～6台防腐机械搅拌槽串联而成，以硫酸作浸出剂，软锰矿、氯酸钠中的一种作为氧化剂，在常压条件下浸出；
[0027] 步骤(5)中，浸出矿浆进行过滤和洗涤采用
厢式压滤机、带式过滤机中的一种。
[0028] 本发明技术方案的有益效果在于：在堆浸矿石破碎过程中，通过湿式筛分和分级将-0.15mm粒级的细泥分离，分离的细泥约占总矿石量的10％～15％，采用搅拌浸出处理，而分离细泥后的粗粒级矿石去堆浸。具体效果如下：
[0029] (1)由于细泥的分离是通过湿式筛分或分级而不是干式筛分，因此矿石的各级破碎和闭路筛分均可在湿式加水条件下操作，大大减少了矿石破碎过程中产生的粉尘量，降低了对环境的不利影响，改善了劳动卫生条件，同时还提高了包括筛分在内的整个矿石破碎过程的生产效率。
[0030] (2)采用振动脱水筛或螺旋分级机进行细泥的分离，设备投资少，操作简单，生产成本低。螺旋分级机分离细泥的原理是通过粗砂、细泥的
沉降速度不同而实现的，细泥分离效果更好，因为除了粗粒级矿比细泥沉降速度快而容易实现分离外，同等细粒度条件下，砂性矿颗粒比由泥质矿物所形成的泥质矿颗粒沉降速度更快，从而实现分离。也就是说，通过这种方式，可以保证绝大部分细粒度的泥质矿进入到分离的细泥中，而这种细粒泥质矿对矿堆渗透性的危害较大且铀品位又较高。少量砂性细粒矿可能进入到堆浸矿石中，但对矿堆渗透性影响不大。
[0031] (3)将堆浸入堆矿石中的细泥分离，有利于保持堆浸矿堆的渗透性良好，改善浸出剂通过矿堆的均匀性，从而缩短浸出周期，提高铀浸出率和浸出场地利用效率，降低生产成本。
[0032] (4)分离的细泥矿石粒度为-0.15mm占90％，可直接采用“浓密—搅拌浸出—过滤洗涤”的方式处理，不需增加磨矿操作。分离出的泥矿铀品位高出矿石的平均品位，采用搅拌浸出可以获得更高的浸出率，从而实现“低堆高冶”的浸出理念，使矿石处理工艺更趋合理。
具体实施方式
[0033] 下面通过具体
实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明。
[0034] 本发明一种铀矿堆浸-搅拌浸出联合水冶方法，包括如下步骤：
[0035] (1)铀矿堆浸入堆矿石的破碎采用三段一闭路流程，控制最终产品矿石最大粒度的闭路筛分采用加水湿筛，加水质量为矿石质量的1～2倍；筛下矿石的最大粒度为4～8mm。
[0036] (2)通过湿式筛分和分级将步骤(1)中破碎后的铀矿堆浸入堆矿石的筛下物中小于0.15mm粒级的细泥分离；
[0037] 分离的细泥称为稀矿浆，进入下一步骤处理；
[0038] 分出的粗砂进入破碎产品矿仓，作为堆浸的入堆矿石，筑堆后以硫酸溶液为浸出剂浸出；
[0039] 湿式筛分通过振动脱水筛进行，分级通过高堰式螺旋分级机、沉没式螺旋分级机中一种进行。
[0040] (3)步骤(2)中的稀矿浆进入浓密机浓缩；
[0041] 通过浓密机对稀矿浆浓缩，得到底流矿浆和溢流；
[0042] 底流矿浆作为搅拌浸出的进料，溢流返回步骤(1)中作筛分用水；
[0043] 控制底流矿浆的含固量为38～45％，控制溢流的含固量小于200mg/L。
[0044] (4)步骤(3)中的浓密机底流矿浆进入搅拌浸出系统浸出，得到浸出矿浆；
[0045] 搅拌浸出系统由4～6台防腐机械搅拌槽串联而成，以硫酸作浸出剂，软锰矿、氯酸钠中的一种作为氧化剂，在常压条件下浸出。
[0046] (5)步骤(4)出来的浸出矿浆进行过滤和洗涤，洗水是pH＝2的硫酸酸化水，洗水质量为浸出矿浆质量的1～2倍，洗涤终点的洗液铀浓度低于20mg/L。
[0047] 浸出矿浆进行过滤和洗涤采用厢式压滤机、带式过滤机中的一种。
[0048] 具体实施例如下：某铀矿冶企业含辉绿岩的
花岗岩型铀矿石，铀平均品位0.15％，经两段颚式
破碎机初碎和中碎、对辊破碎机细碎、直线
振动筛筛分组成的“三段一闭路”流程破碎到-6mm，其中初碎和筛分时是加水操作的。振动筛
筛上物返回细碎，筛下物通过高堰式螺旋分级机分离成-6mm～+0.15mm的粗粒级矿石(粗砂)和-0.15mm粒级的泥矿(溢流)。粗粒级矿石(铀品位约0.14％)去堆场筑成高3.5m的矿堆，以硫酸为浸出剂喷淋浸出，浸出100天后，浸出渣品位0.012％～0.014％，铀浸出率超过90％，酸耗约8％，浸出期间堆顶无积液，矿堆渗透性保持良好。与不分离泥矿矿石的堆浸结果相比，浸出周期缩短10～15天，浸出率提高约1％，浸出酸耗降低约0.5％。分离出的-0.15mm细泥经浓密机浓缩后获得液固比为1.5：1的矿浆，铀品位0.20％(干计)，在四级串联搅拌槽中浸出，加入矿石量9％的浓硫酸作浸出剂、0.3％的氯酸钠作氧化剂，浸出4小时后，矿浆pH＝1.2，
温度t＝35℃。浸出矿浆中加入50g/t矿的混合型絮凝剂后
泵到200m2厢式压滤机过滤，之后用1.5～2倍
滤饼量的酸化水在机上洗涤，洗涤后的滤饼即为浸出渣，拌合石灰后在尾渣库与堆浸尾渣一起堆存。泥矿浸出渣平均品位0.010％，铀浸出率达到95％。
