一种分离铀铁的浸出方法 |
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| 申请号 | CN202211579827.3 | 申请日 | 2022-12-09 | 公开(公告)号 | CN115747534B | 公开(公告)日 | 2024-02-13 |
| 申请人 | 核工业北京化工冶金研究院; | 发明人 | 王亮; 李建华; 王立民; 陈希; 周越; 高尚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种分离 铀 铁 的 浸出 方法，涉及湿法 冶金 技术领域。本发明的分离铀铁的浸出方法，包括以下步骤：将含铁铀混合精矿依次进行一段浸出和二段浸出，得到含铀浸出液和含铁浸出渣；所述一段浸出采用的浸出剂包括 硫酸 和软锰矿；所述硫酸的含量占含铁铀混合精矿 质量 的3～6％；所述软锰矿的质量占含铁铀混合精矿质量的2～3％；所述二段浸出时补加硫酸，所述补加硫酸的质量占含铁铀混合精矿质量的3～6％。本发明能够从含铁铀混合精矿中高效回收铀、抑制铁浸出，实现铀铁高效分离。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种分离铀铁的浸出方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种分离铀铁的浸出方法技术领域背景技术[0002] 含铁铀混合精矿中主要有用矿物为磁铁矿、硼镁石、晶质铀矿、硼镁铁，其次为磁黄铁矿、黄铁矿等；主要脉石矿物是蛇纹石，其次是少量的石英、白云石、方解石、长石、云母等。晶质铀矿颗粒极不规则，呈浸染状分布于磁铁矿矿石、含磁铁矿蛇纹石岩和含磁铁矿硅镁石岩中。嵌布关系多种形态：(1)呈直线状、折线状与磁铁矿、硼镁石接触，部分为不规则状；(2)微脉状磁铁矿穿插晶质铀矿；(3)晶质铀矿往往包裹有磁铁矿、硼镁石的包体。晶质铀矿与铁矿物、含铁矿物紧密共生，增加了铀铁的分离难度。 [0003] 现有含铁铀混合精矿浸出工艺中，硫酸的用量在9％以上(矿重)，软锰矿用量为3％(矿重)，液固比为1/1，浸出时间为2h，浸出温度在30℃左右，矿石粒度‑200目≥65％(铀分布率为5.87％)，铀浸出率约为90％，浸出液中铁浓度在7.5g/L以上。另一种浸出工艺中，采用细磨工艺，矿石粒度‑200目占比超过90％以上，且铀分布率占比超过50％，对矿物进行“机械活化”，充分解离铀矿物，低酸浸出铀的浸出率可达到97％，浸出液中铁浓度在12.7g/L以上。酸浸过程中，矿石中金属氧化物无差别的转入溶液中尤其是三价铁影响最为严重，在后续的提纯铀产品中，影响铀的富集程度和产品纯度，造成有价资源浪费，同时增加了废水处理及中和渣处置的复杂性。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种分离铀铁的浸出方法，本发明能够有效降低浸出液中铁的浓度，有利于提纯铀产品、减轻废碎处理及渣处理复杂性，实现铀铁高效分离。 [0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： [0006] 本发明提供了一种分离铀铁的浸出方法，包括以下步骤： [0007] 将含铁铀混合精矿依次进行一段浸出和二段浸出，得到含铀浸出液和含铁浸出渣； [0008] 所述一段浸出采用的浸出剂包括硫酸和软锰矿；所述硫酸的质量占含铁铀混合精矿质量的3～6％；所述软锰矿的质量占含铁铀混合精矿质量的2～3％； [0009] 所述二段浸出时补加硫酸，所述补加硫酸的质量占含铁铀混合精矿质量的3～6％。 [0010] 优选地，所述一段浸出的浸出温度为30～50℃；浸出时间为2～5h。 [0011] 优选地，所述一段浸出的液固比为1～2:1。 [0012] 优选地，所述二段浸出在常温条件下进行；浸出时间为1～2h。 [0013] 优选地，所述含铁铀混合精矿中铀品位为0.192～0.201wt％，铁品位为34.05～36.12wt％。 [0014] 优选地，所述含铁铀混合精矿的粒度为‑200目占比≥70wt％。 [0015] 优选地，所述含铀浸出液中铁含量≤2g/L。 [0016] 优选地，铀浸出率在90％以上。 [0017] 本发明提供了一种分离铀铁的浸出方法，包括以下步骤：将含铁铀混合精矿依次进行一段浸出和二段浸出，得到含铀浸出液和含铁浸出渣；所述一段浸出采用的浸出剂包括硫酸和软锰矿；所述硫酸的含量占含铁铀混合精矿质量的3～6％；所述软锰矿的质量占含铁铀混合精矿质量的2～3％；所述二段浸出时补加硫酸，所述补加硫酸的质量占含铁铀混合精矿质量的3～6％。在本发明中，硫酸用于溶解矿物，软锰矿是氧化剂，含铁铀混合精矿一段浸出过程中，铀铁均参与酸溶反应，随着酸量消耗至不足时，溶液中铁离子优先于铀水解转化溶解度更小的草黄铁矾，一部分铀也水解沉淀，主要是因为铁水解的pH值低于铀水解的pH值，当二段浸出时，补加适量的硫酸，沉淀的铀优先于铁溶解，仅少量的草黄铁矾存在返溶现象，两段浸出液中铀/铁比大幅增大，在同样硫酸用量的条件下，有效降低浸出液中铁浓度，有利于提纯铀产品，减轻渣处理复杂性，实现铀铁高效分离。采用本发明的浸出方法从含铁铀混合精矿中提取铀，铀的浸出率达到90％以上，浸出液中铁浓度降低至2g/L以下。 具体实施方式[0018] 本发明提供了一种分离铀铁的浸出方法，包括以下步骤： [0019] 将含铁铀混合精矿依次进行一段浸出和二段浸出，得到含铀浸出液和含铁浸出渣； [0020] 所述一段浸出采用的浸出剂包括硫酸和软锰矿；所述硫酸的质量占含铁铀混合精矿质量的3～6％；所述软锰矿的质量占含铁铀混合精矿质量的2～3％； [0021] 所述二段浸出时补加硫酸，所述补加硫酸的质量占含铁铀混合精矿质量的3～6％。 [0022] 在本发明中，所述含铁铀混合精矿中铀品位优选为0.192～0.201wt％，铁品位优选为34.05～36.12wt％。 [0023] 在本发明中，所述含铁铀混合精矿的粒度优选为‑200目占比≥70wt％，更优选为70～85wt％。在本发明中，所述含铁铀混合精矿中铀分布率(‑200目的铀占总铀的质量含量)优选为88～94wt％，更优选为88.8～93.8wt％。 [0024] 在本发明中，所述硫酸的质量优选占含铁铀混合精矿质量的4～5％。在本发明中，所述软锰矿中MnO2的含量优选≥40wt％。 [0025] 在本发明中，所述一段浸出的浸出温度优选为30～50℃，更优选为35～40℃；浸出时间优选为2～5h。 [0026] 在本发明中，所述一段浸出的液固比为1～2:1。在本发明中，所述液固比指的是浸出剂和含铁铀混合精矿的质量比。 [0027] 本发明在所述一段浸出过程中，铀铁均参与酸溶反应，随着酸量消耗至不足时，铁离子将发生水解反应，铁的沉淀物在溶液中以水合氧化铁和黄钾铁矾形式存在，其化学反应式如下进行： [0028] Fe2(SO4)3+(X+3)H2O＝Fe2O3·XH2O+3H2SO4； [0029] 3Fe2(SO4)3+14H2O＝(H3O)2Fe6(SO4)4(OH)12+5H2SO4。 [0030] 在本发明中，所述二段浸出时补加硫酸的质量优选占含铁铀混合精矿质量的4～5％。在本发明中，所述二段浸出优选在常温条件下进行；浸出时间优选为1～2h。本发明在二段浸出时，补加适量的硫酸，沉淀的铀优先于铁溶解，仅少量的草黄铁矾存在返溶现象，两段浸出液中铀/铁比大幅增大，在同样硫酸用量的条件下，有效降低浸出液中铁浓度。 [0031] 本发明优选在所述二段浸出后，将所得体系进行固液分离，得到含铀浸出液和含铁浸出渣。 [0032] 在本发明中，所述含铀浸出液中铁含量优选≤2g/L，更优选为1.75～1.91g/L。 [0033] 在本发明中，铀浸出率优选在90％以上，更优选为90.2～92.5％。 [0034] 本发明能够从含铁铀混合精矿中高效回收铀、抑制铁浸出。 [0035] 下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0036] 实施例1 [0037] 某地含铁铀混合精矿中铀品位为0.192wt％，铁品位为34.05wt％，矿石粒度‑200目的质量占比80wt％，铀分布率(‑200目的铀占总铀的比例)占比91wt％；一段浸出采用6％硫酸溶液(硫酸的质量为含铁铀混合精矿质量的6％)，反应温度50℃，浸出时间5h，液固比为1:1，软锰矿的质量占含铁铀混合精矿质量的3％；二段浸出补加3％硫酸继续搅拌2h，然后进行固液分离，得到含铀浸出液和含铁浸出渣。 [0038] 采用本发明的浸出方法铀浸出率为92.5％，含铀浸出液中铁的浓度为1.91g/L。 [0039] 实施例2 [0040] 某地含铁铀混合精矿中铀品位为0.201wt％，铁品位为36.12wt％，矿石粒度‑200目的质量占比75wt％，铀分布率(‑200目的铀占总铀的比例)占比89wt％；一段浸出采用4％硫酸溶液(硫酸的质量为含铁铀混合精矿质量的4％)，反应温度40℃，浸出时间5h，液固比为1:1，软锰矿的质量占含铁铀混合精矿质量的3％；二段浸出补加5％硫酸继续搅拌2h，然后进行固液分离，得到含铀浸出液和含铁浸出渣。 [0041] 采用本发明的浸出方法铀浸出率为90.2％，含铀浸出液中铁的浓度为1.75g/L。 [0042] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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