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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

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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...

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