新疆某铀矿淡化少试剂地浸关键技术和工艺参数现场试验研究

高 柏，汪 勇， 周义朋，孙占学，史维浚

(1.东华理工大学，江西 南昌 330013；2.东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西 南昌 330013)

新疆某铀矿淡化少试剂地浸关键技术和工艺参数现场试验研究

(1.东华理工大学，江西 南昌 330013；2.东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西 南昌 330013)

铀矿；地浸；关键技术；工艺参数

新疆某铀矿床水文地质条件复杂，地下水矿化度高达8～12g/L，采用酸法地浸技术容易形成硫酸钙沉淀，产生永久性堵塞；采用碱法地浸，容易形成碳酸钙沉淀，产生暂时性堵塞，这两种方法都使地浸采铀过程因堵塞而被迫终止[1-6]。国内外多家科研部门开展了碱法浸出、微酸浸出、低浓度大流量浸出、空气预氧化浸出等多种工艺研究，均未取得满意效果[7-10]。笔者团队基于室内工艺研究基础上，得到适合该矿床地浸的淡化少试剂地浸生产工艺技术[11-12]，即通过淡化矿床地下水矿化度、加入氧气氧化、适当加入碳酸氢铵等试剂，既不发生沉淀堵塞前提下，有尽可能提高浸铀效率的技术方法。现场地浸采铀试验主要是解决淡化少试剂的关键技术以及最佳工艺参数参数，为该矿床生产提供技术支撑。

1 工艺流程及试验过程

2 试验结果

2.1 地下水淡化

2.2 淡化无试剂(氧化)浸出试验

在地下水矿化度淡化至3.8g/L的基础上，进行边淡化边浸出试验。采用无试剂浸出方法，溶浸液为淡水，不加任何其他试剂，氧化剂为高压氧气。试验结果如图2所示。

图2 淡化 + O2浸出浸出阶段浸出液中铀浓度变化

从图2中可以看出淡化+O2浸出有如下特点：前10天期间，加氧后，当溶浸液的溶解氧浓度达到160～250mg/L时，浸出铀浓度出现波动变化，初期稳定在2mg/L，最后稳定在4mg/L左右。当溶浸液的溶解氧浓度为300～450mg/L，浸出铀浓度逐渐上升，浸出液中铀浓度由4mg/L上升为约10mg/L。

加入溶解氧浓度为400mg/L时，测量出浸出液溶解氧浓度大于70mg/L，说明浸出液中有较多溶解氧过剩。因此，通过降低溶浸液中氧气加入量，在不改变其他条件前提下，将溶解氧浓度稳定在300mg/L条件下，浸出液溶解氧浓度为20mg/L浸出铀浓度稳定为12mg/L。

由于氧气的加入，含矿层铀矿物发生氧化，使浸出液铀浓度增高，在氧气大量过剩的前提下，最大浸出铀浓度为12mg/L，说明在本试验块段采用无试剂加氧气浸出工艺受到限制，浸铀效果不好。

基于仅加入氧气不加入任何试剂的条件下浸出不能达到理想浸出效果，要进一步提高浸出液中铀浓度，必须加入适量的试剂。为此，在前期浸铀阶段的基础上，进行少试剂浸出工艺试验，试验结果如图3所示。

2.5 HCl酸化效应讨论

图4 酸化、淡化、最佳重碳酸根含量浸铀效果

图5 现场酸化后重碳酸根与pH关系

3 结论

3)淡化少试剂地浸是适用该铀矿床的经济高效、切实可行地浸采铀技术。

[1] 李学礼．水文地球化学[M]．北京：原子能出版社，1988.

[2] 史维浚．铀水文地球化学原理[M]．北京：原子能出版社，1990.

[3] 史维浚，孙占学．应用水文地球化学[M]．北京：原子能出版社，2005.

[4] 高柏，邢拥国，张文.淡化地下水对缓解某矿床地浸化学堵塞的探讨[J].铀矿冶，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，孙占学，等.十红滩砂岩型铀矿床南段地浸条件分析[J].中国矿业，2013,22( 6)：89-92.

[7] 王海峰，武伟，汤庆四.新疆某矿床碱法地浸采铀试验[J].铀矿冶，2007,26( 4)：169-173.

[8] 王清良，史文革，万利平，等.新疆某铀矿石碱法地浸室内试验研究[J].铀矿冶，2004,23( 1)：25-30.

[9] 雷林，雷泽勇.微酸地浸采铀技术应用研究[J].矿业工程，2007,5(2)：20-22.

[10] 王海峰.大流量低浓度地浸采铀浸出工艺试验[J].有色金属：矿山部分,2007，59(5)：9-13.

[11] 高柏，史维浚，邢拥国，等.新疆某矿床淡化少试剂地下水碱法地浸试验研究[J].铀矿冶，2011，30(3)：130-134.

[12] 东华理工大学.“十红滩砂岩铀矿淡化少试剂地浸采铀研究” [R]．中国国防科学技术报告，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

国家自然科学基金项目“铀水冶固体废物中放射性核素迁移行为及水环境影响”资助(编号：41162007)；国家自然科学基金项目“江西相山铀矿山土壤中放射性核素赋存特征及其形成机理研究”资助(编号：41362011)；江西省教育厅科技项目资助(编号：GJJ12375)；东华理工大学放射性地质勘探与技术国防重点学科实验室开放基金资助(编号：2011RGET05)

高 柏，男，教授，博士生导师，主要从事矿山水环境、地下水污染与治理、矿山土壤重金属污染研究工作。E-mail:gaobai@ecit.cn。

TL212.1+2

A

1004-4051(2015)01-0124-04