弱酸-中-弱碱性介质中的水-碳酸钙作用——砂岩铀矿地浸过程中碳酸钙堵塞机理及其预防VIP免费

第23卷第1期2004年2月铀矿冶URANIUMMININGANDMETALIURGYVo1．23NO．1Feb．2004新疆某铀矿床矿石碱法地浸室内试验研究王清良，胡凯光，史文革，周泉，万利平，阙为民，杨金辉，姚益轩(1．南华大学建筑工程与资源环境学院，湖南衡阳421OOl；2．核工业北京化工冶金研究院，北京101149)摘要：针对某铀矿床地下水高硬度，矿石高碳酸盐含量、低渗透性的特点，进行碱法地浸工艺中氧化剂的种类、质量浓度和碱的种类、质量浓度选择试验，并对搅拌浸出时间、液固体积质量比与浸出率的关系进行了研究，推荐了合适的溶浸剂配方。关键词：铀矿床；碱法地浸；室内试验中图分类号：TI212．12文献标识码：A文章编号：1000—8063(2004)01—0025—06前言新疆某铀矿床属于可地浸的疏松砂岩型铀矿床，已探明有一定的铀地质储量。为了尽快开发该矿床，了解矿床所在盆地砂岩铀矿石成分和浸出性能，为现场试验探索出技术经济可行的浸出工艺，开展了室内浸出条件试验研究。由于该矿床矿石中碳酸盐质量分数较高，地下水中Ca、Cl一和SO一等离子质量浓度也较高，前期的酸法浸出现场试验结果表明，含矿层化学堵塞严重，钻孑L抽注液能力下降，浸出液铀质量浓度低，常规的酸法地浸采铀工艺难以在大规模工业生产中应用；另外，由于含矿层地下水中钙离子质量浓度高，室内试验结果表明，在该矿床地下水中加入碳酸氢盐，并当其质量浓度达到某一值(如2g／iNHHCO。)时，地下水中很快会产生白色沉淀，而常规碱法浸出所用的碳酸盐或碳酸氢盐质量浓度均较高，所以常规的碱法浸出工艺也难以在此矿床得到工业应用。为了突破地下水中Ca、SO质量浓度高与矿层低渗透等条件下的地浸工艺，搞清钙的结垢和堵塞问题，专门进行了以低质量浓度碳酸氢盐(碳酸氢铵)溶液作溶浸剂、双氧水作氧化剂的碱法地浸工艺室内试验研究。为了使室内试验条件与现场条件尽可能接近，室内试验结果对现场试验具有一定的参考和指导意义，本次室内试验的溶浸剂配制首次全部采用该矿床地下水。l矿样特征及矿石成分矿石自然类型为层间氧化带砂岩型，矿石工业类型为特征矿物质量分数低的含铀碎屑岩型，主要为疏松、次疏松、灰色、深灰色砂(砾)岩矿石，此外，还有少量的泥岩类矿石和致密的钙质胶结砂(砾)岩矿石。矿石以接触式胶结为主，也有溶蚀孑L隙式胶结，胶结物主要为粘土，还有少量的碳酸盐。矿石矿物成分中砂屑物质量分数达90以上，其中石英为30～40，长石为20～25，云母为1～7，岩屑为37～46；粘土矿物主要为高岭石、伊利石、蒙脱石和少量绿泥石，此外矿石中还含有少量黄铁矿、碳酸盐矿物，矿石化学成分的质量分数见表1。矿石中铀以吸附状态和铀矿物2种形式存在，铀矿物主要为沥青铀矿、少量铀石及含Ti—Fe氧化物。表1矿石化学成分的质量分数％收稿日期l2003—02—28作者简介l王清良(1969一)，男，湖南宁乡人，在读硕士，高级工程师，从事溶浸开采工作。维普资讯http://www.cqvip.com26铀矿冶第23卷试验取样共计63个，其中散样31个，圆柱腊封样32个。根据散样分析结果和现场了测井数据挑选试验矿样，组成混合样的矿样和混合样的化学成分的质量分数分别见表2、表3。表2矿样化学成分的质量分数％2NH4HCO3与该矿床地下水的化学反应该试验目的在于考察不同质量浓度-45mV，p(U)<1mg／I，地下水化学成分的质NHHCO。与该矿床地下水(以下地下水均指该量浓度见表4。表4矿床地下水化学成分的质量浓度mg／L该矿床地下水矿化度相当高，达10000，对浸出及回收影响很大，在试验设计和工艺选择时需要特别注意。取地下水10份，分别加入到10个烧杯中，配制成NHHCO。质量浓度系列为0．5、1．0、1．5、2．0、2．5、3．0、3．5、4．0、4．5、5．0g／L的溶液，然后观察溶液是否出现浑浊和开始出现浑浊时间；1h后分别加入双氧水，使每份的双氧水质量浓度均为0．5g／t，观察溶液变化情况，测量溶液pH值、电位值；5h后再补加双氧水，使每份的双氧水质量浓度均为1．0g／i，观察溶液变化情况，测量溶液pH值、电位值。试验结果表明：NHHCO。的质量浓度大于1．5g／L时，溶液产生浑浊，经分析确定浑浊物为碳酸钙，这说明溶浸液中NHHCO。质量浓度不能大于1．5g／I；在加入NHHCO。的地下...