廣東某鈾礦床水冶方法試驗研究

彭誠　田云

摘 要： 根據礦石的物質成份及化學成份，對礦石樣品作了堿法和酸法攪拌浸出試驗研究，探討了堿、酸、氧化劑用量、浸出溫度、時間等條件對鈾的浸出率影響，并選用較好的工藝參數作驗證試驗。通過試驗證明：用堿、酸法在一般攪拌條件下，均能獲得較高的浸出率，屬于易處理類型礦石。

關鍵詞： 鈾礦； 水冶方法； 試驗研究

廣東西南部某鈾礦床就目前勘查成果來講屬于小型鈾礦，由二條礦帶組成，礦體深部走向、傾向延伸情況暫還未查明，有較大的找礦前景，其開采水工環地質條件較為簡單，屬于易開采類型，故對其進行礦石加工技術性能試驗研究很有必要性。本次試驗研究目的為查明提取鈾的可能性，初步了解礦石加工技術性能，提供礦石初步評價資料，探索其工業利用價值，同時為下步勘查工作提供依據，對如何尋求最經濟合理的浸出條件和指標，沒有做更多的研究。本次試驗與某地質實驗室共同完成。

1. 樣品的制備及成份分析

1.1 樣品的制備

樣品取自該礦床3號礦帶500m標高中段三個穿脈坑道一壁礦體，采用刻槽法，規格為10cm*5cm，其技術加工性能具有代表性，樣品制備及縮分嚴格按照相關規范執行，共取樣重56.72kg。

1.2 礦石物質成份

組成礦石的礦物成份比較簡單，主要由長石、赤鐵礦、方解石、石英、絹云母及少量的黃鐵礦組成。鈾礦物主要以鈾的氧化物（瀝青鈾礦）的出現，其次是含鈾礦物（方解石、赤鐵礦）及少量的次生鈾礦。

1.3 化學成份

從化學分析（表1和表2）可以看出，CaO、 MgO等耗酸雜質含量較高，屬于碳酸鹽類型礦石，應宜用堿法處理，但考慮到礦體規模，可能不單獨建廠，故同時用酸法也作了試驗。

1.4 物理分析

物理分析鈾品位為0.184%，鐳品位為6.27×10-10g/g礦石。

2. 篩析試驗

為確定試驗粒級，進行了篩析試驗（見表3），從篩析結果可以看出，鈾在各級別中分布不均勻，細級別中鈾含量高，這與礦石局部細脈狀瀝青鈾礦沿裂隙充填有關，鈾礦物較脈石礦物易破碎，所以細級別中鈾較富集。因此確定試驗可用粗粒級進行。

3. 浸出試驗

3.1 浸出試驗所用試劑

試驗試劑：Na2CO3 （工業用）、KMnO4 （試劑三級）、H2SO4 （工業用）、MnO2 （試劑三級）

3.2 堿法攪拌浸出試驗

3.2.1 堿用量試驗

試驗暫定條件：樣品100g，磨礦粒度為-0.125，浸出溫度70℃，時間為3h，液固比為1.5∶1，0.2%礦重的KMnO4，一次制漿，用pH=10的稀堿溶液，時間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌用70℃熱水直接在漏斗中進行，液固比為1.5∶1。

從表4可以看出，Na2CO3用量在8%～11%礦重范圍內，對鈾浸出率影響不明顯，對浸出率而言，9%的堿用量已經足夠。

3.2.2 氧化劑用量試驗

試驗條件：堿用量為9%礦重，氧化劑用量不同外，其余條件與堿用量試驗相同。試驗結果見下表5：

3.2.3 浸出溫度時間試驗

3.2.4驗證試驗

為檢查條件試驗的可靠性，把試樣重量增加三倍，選用較好的試驗條件作驗證試驗。試驗條件：樣品300g，9%礦重Na2CO3，磨礦粒度為-0.125，浸出溫度70℃，時間為2h，液固比為1.5∶1，0.4%礦重的KMnO4，一次制漿，用pH=10的稀堿溶液，時間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌用70℃熱水直接在漏斗中進行，液固比為1.5∶1。

試驗結果（表7）表明：驗證鈾試驗鈾的浸出率與條件試驗很接近，說明所選條件試驗結果是可靠的。

4. 酸法試驗

4.1 酸用量試驗

試驗條件：樣品100g，磨礦粒度為-1mm，浸出溫度50℃，時間為2h，液固比為1.5∶1，0.5%礦重的MnO2，一次制漿，用pH=1.5的稀酸溶液，時間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌用50℃熱水直接在漏斗中進行，液固比為1.5∶1。

試驗結果（表8）表明：H2SO4用量在19%～23%范圍內，對鈾的浸出率影響不明顯，酸用量超過21%后，浸出率有下降趨勢，這可能是由于雜質溶解量增加所至，故選用21%的礦重H2SO4用量較為合適。

4.2 磨礦粒度的試驗

4.3 氧化劑用量試驗

試驗條件：除酸用量為21%礦重，粒度為-1mm，氧化劑用量不同外，其余條件與酸用量試驗相同，試驗結果如表10。

從試驗結果（表10）來看，氧化劑用量在0.25%～1%礦重范圍內，對鈾的浸出率有影響，以0.5%量浸出率最高。超過0.5%用量，浸出率下降，pH值顯著升高，這明顯是因為過多的MnO2的作用，消耗了部分酸，相對地酸與鈾作用減弱，故選用0.5%礦重氧化劑為宜。

4.4 浸出溫度時間試驗

4.5 驗證試驗

同樣為檢查條件試驗的可靠性，把試樣重量增加三倍，選用較好的試驗條件作驗證試驗。試驗條件：樣品300g，21%礦重H2SO4，磨礦粒度為-1，浸出溫度50℃，時間為2h，液固比為1.5∶1，0.5%礦重的MnO2，一次制漿，用pH=1.5的稀酸溶液，時間為0.25h，液固比為1.5∶1，一次洗滌，用50℃熱水直接在漏斗中進行，液固比為1.5∶1。

試驗結果（表12）表明：驗證鈾試驗鈾的浸出率與條件試驗最高浸出率相差1.91%，從整個試驗來看，還是很相近的。說明所選條件試驗結果是基本可靠的。

5. 補充說明

為了解雜質在浸出液中的溶解量，對下步處理的影響提供參考，對堿、酸法的浸出液均作了多項分析。從多項分析的結果來看，除Mg2+、Fe3+、Al3+外，其它雜質溶解量都很少，對浸出液下步處理并無大的影響。

6. 結論

（1）所采樣品具有代表性，所選工藝參數可代表其礦體技術加工性能。

（2）堿法浸出：堿及氧化劑用量、浸出溫度時間對浸出率有影響，以氧化劑最為顯著。磨礦粒度和液固比未作條件試驗，是因為在各條件試驗中，選用磨礦粒度為-0.125mm、液固比1.5∶1時其浸出率已令人滿意。酸法浸出以氧化劑、溫度對浸出率影響較明顯。

（3）堿法浸出時，9%礦重Na2CO3，磨礦粒度為-0.125，0.4%礦重的KMnO4，浸出溫度70℃，時間為2h，液固比為1.5∶1，用pH=10的稀堿溶液制漿一次，水洗一次的條件下，鈾的浸出率為95.42%，尾渣鈾含量為0.011%。酸法浸出時，21%礦重H2SO4，磨礦粒度為-1mm，0.5%礦重氧化劑MnO2，浸出溫度50℃，時間為2h，液固比為1.5∶1，用pH=1.5的稀酸溶液一次制漿，水洗一次的條件下，鈾的浸出率為93.80～95.71%，尾渣鈾含量為0.013%。兩種方法浸出效果均較好，但究竟哪種比較經濟合理，未進行全面分析評價。

（4）用酸、堿法在一般攪拌浸出條件下，均能獲得較高的浸出率，屬于易處理礦石，從水冶工藝角度評價，具有工業利用價值，可作進一步勘查。

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