高 柏，汪 勇， 周義朋，孫占學，史維浚

(1.東華理工大學，江西 南昌 330013；2.東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室，江西 南昌 330013)

新疆某鈾礦淡化少試劑地浸關鍵技術和工藝參數現場試驗研究

(1.東華理工大學，江西 南昌 330013；2.東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室，江西 南昌 330013)

鈾礦；地浸；關鍵技術；工藝參數

新疆某鈾礦床水文地質條件復雜，地下水礦化度高達8～12g/L，采用酸法地浸技術容易形成硫酸鈣沉淀，產生永久性堵塞；采用堿法地浸，容易形成碳酸鈣沉淀，產生暫時性堵塞，這兩種方法都使地浸采鈾過程因堵塞而被迫終止[1-6]。國內外多家科研部門開展了堿法浸出、微酸浸出、低濃度大流量浸出、空氣預氧化浸出等多種工藝研究，均未取得滿意效果[7-10]。筆者團隊基于室內工藝研究基礎上，得到適合該礦床地浸的淡化少試劑地浸生產工藝技術[11-12]，即通過淡化礦床地下水礦化度、加入氧氣氧化、適當加入碳酸氫銨等試劑，既不發生沉淀堵塞前提下，有盡可能提高浸鈾效率的技術方法。現場地浸采鈾試驗主要是解決淡化少試劑的關鍵技術以及最佳工藝參數參數，為該礦床生產提供技術支撐。

1 工藝流程及試驗過程

2 試驗結果

2.1 地下水淡化

2.2 淡化無試劑(氧化)浸出試驗

在地下水礦化度淡化至3.8g/L的基礎上，進行邊淡化邊浸出試驗。采用無試劑浸出方法，溶浸液為淡水，不加任何其他試劑，氧化劑為高壓氧氣。試驗結果如圖2所示。

圖2 淡化 + O2浸出浸出階段浸出液中鈾濃度變化

從圖2中可以看出淡化+O2浸出有如下特點：前10天期間，加氧后，當溶浸液的溶解氧濃度達到160～250mg/L時，浸出鈾濃度出現波動變化，初期穩定在2mg/L，最后穩定在4mg/L左右。當溶浸液的溶解氧濃度為300～450mg/L，浸出鈾濃度逐漸上升，浸出液中鈾濃度由4mg/L上升為約10mg/L。

加入溶解氧濃度為400mg/L時，測量出浸出液溶解氧濃度大于70mg/L，說明浸出液中有較多溶解氧過剩。因此，通過降低溶浸液中氧氣加入量，在不改變其他條件前提下，將溶解氧濃度穩定在300mg/L條件下，浸出液溶解氧濃度為20mg/L浸出鈾濃度穩定為12mg/L。

由于氧氣的加入，含礦層鈾礦物發生氧化，使浸出液鈾濃度增高，在氧氣大量過剩的前提下，最大浸出鈾濃度為12mg/L，說明在本試驗塊段采用無試劑加氧氣浸出工藝受到限制，浸鈾效果不好。

基于僅加入氧氣不加入任何試劑的條件下浸出不能達到理想浸出效果，要進一步提高浸出液中鈾濃度，必須加入適量的試劑。為此，在前期浸鈾階段的基礎上，進行少試劑浸出工藝試驗，試驗結果如圖3所示。

2.5 HCl酸化效應討論

圖4 酸化、淡化、最佳重碳酸根含量浸鈾效果

圖5 現場酸化后重碳酸根與pH關系

3 結論

3)淡化少試劑地浸是適用該鈾礦床的經濟高效、切實可行地浸采鈾技術。

[1] 李學禮．水文地球化學[M]．北京：原子能出版社，1988.

[2] 史維浚．鈾水文地球化學原理[M]．北京：原子能出版社，1990.

[3] 史維浚，孫占學．應用水文地球化學[M]．北京：原子能出版社，2005.

[4] 高柏，邢擁國，張文.淡化地下水對緩解某礦床地浸化學堵塞的探討[J].鈾礦冶，2010，29(2)：61-65.

[5] Gao B， Sun.Z.X.Study of the hydrogeology conditions of leaching uranium in Shihongtan uranium deposit.Goldschmidt Conference Abstract[R].2010.

[6] 高柏，杜洋，孫占學，等.十紅灘砂巖型鈾礦床南段地浸條件分析[J].中國礦業，2013,22( 6)：89-92.

[7] 王海峰，武偉，湯慶四.新疆某礦床堿法地浸采鈾試驗[J].鈾礦冶，2007,26( 4)：169-173.

[8] 王清良，史文革，萬利平，等.新疆某鈾礦石堿法地浸室內試驗研究[J].鈾礦冶，2004,23( 1)：25-30.

[9] 雷林，雷澤勇.微酸地浸采鈾技術應用研究[J].礦業工程，2007,5(2)：20-22.

[10] 王海峰.大流量低濃度地浸采鈾浸出工藝試驗[J].有色金屬：礦山部分,2007，59(5)：9-13.

[11] 高柏，史維浚，邢擁國，等.新疆某礦床淡化少試劑地下水堿法地浸試驗研究[J].鈾礦冶，2011，30(3)：130-134.

[12] 東華理工大學.“十紅灘砂巖鈾礦淡化少試劑地浸采鈾研究” [R]．中國國防科學技術報告，2007.

Field experiment of dilution-few reagent in-situ leaching uranium mining in the uranium deposit of Xinjiang

(1.East China Insititute of technology， Nanchang 330013,China .2.Fundamental Science on Radioactive Geology and Exploration Technology Laboratory，East China Institute of Technology，Nanchang 330013,China)

dilution-few reagent；in-situ leaching；key technology；optimal technology parameter

2014-03-09

國家自然科學基金項目“鈾水冶固體廢物中放射性核素遷移行為及水環境影響”資助(編號：41162007)；國家自然科學基金項目“江西相山鈾礦山土壤中放射性核素賦存特征及其形成機理研究”資助(編號：41362011)；江西省教育廳科技項目資助(編號：GJJ12375)；東華理工大學放射性地質勘探與技術國防重點學科實驗室開放基金資助(編號：2011RGET05)

高 柏，男，教授，博士生導師，主要從事礦山水環境、地下水污染與治理、礦山土壤重金屬污染研究工作。E-mail:gaobai@ecit.cn。

TL212.1+2

A

1004-4051(2015)01-0124-04