废水减量技术在浸出液处理工艺中的应用

2021-03-01曹俊鹏李喜龙阮志龙闫纪帆赵生祥沈承浩

铀矿冶 2021年1期

曹俊鹏，李喜龙，阮志龙，闫纪帆，赵生祥，沈承浩

(中核通辽铀业有限责任公司，内蒙古通辽 028000)

某地浸采铀矿山采用离子交换工艺从浸出液中回收铀，处理过程会产生大量工艺废水，这些废水主要包括吸附尾液、饱和树脂反冲洗废水、再生树脂转型废水、淋洗贫液及沉淀母液等。矿山结合生产运行机制、地下水平衡条件、工艺水循环利用等特点，提出对工艺废水进行减容，最大限度控制和减小废水排放量[1]，有效降低生产成本。

1 浸出液处理工艺

地浸采铀的浸出液具有铀浓度低、通量大、溶液组分简单等特点[2]，一般采用离子交换工艺回收浸出液中的铀。吸附饱和的树脂，经过淋洗得到淋洗合格液；然后淋洗合格液加碱沉淀，将其中的铀转变为固态产品。浸出液处理系统为“四主五辅五循环”模式，大部分废水得到循环利用。

4个主单元包括离子交换吸附,饱和树脂淋洗,合格液酸化沉淀和浆体压滤；5个辅助单元包括浸出液袋式过滤除杂,饱和树脂反冲洗,淋洗后的贫树脂转型再生,转型废水反渗透处理,沉淀母液返回配制淋洗剂；5个循环系统包括吸附尾液与浸出剂之间的循环,饱和树脂反冲洗水与浸出剂之间的循环,淋洗贫液与淋洗剂之间的循环,再生树脂转型废水与浸出剂之间的循环,沉淀母液与新淋洗剂之间的循环。

2 浸出液处理工艺废水的减量

2.1 吸附尾液配制浸出剂

地浸采铀的浸出液在吸附塔与树脂进行离子交换，铀酰离子吸附至树脂基团中，吸附尾液进入配液池。某地浸采铀矿山采用CO2+O2地浸采铀工艺，浸出剂由吸附尾液加入CO2和O2配制而成，浸出剂经注液泵加压后输送至注入井。使用O2作为氧化剂，使用CO2调节浸出剂pH，得到的浸出液组成相对简单。整个系统为闭路循环，且控制抽注比为1.003∶1[3]，对地下水环境污染程度较低。运行过程中浸出液与浸出剂主要组分见表1。

表1 浸出液与浸出剂组分对比

从表1可看出，用吸附尾液配制浸出剂时，在浸出剂与浸出液的组分中，除U质量浓度差别较大外，其他主要离子的质量浓度基本相同。这既确保了浸出体系运行稳定，又达到了吸附尾液减容回用的目的。

2.2 饱和树脂反冲洗水净化回用

表2 饱和树脂反冲洗运行结果

从表2可看出，反冲洗出液中铀质量浓度较低，以单塔反冲水体积为12.50 BV计，反冲洗出液中仅含2.57 kg铀。将饱和反冲洗出液输送至饱和反冲池，静置沉降2 h，再经袋式过滤器过滤后全部返回至配液池配制浸出剂，实现反冲洗水的循环利用。

2.3 淋洗贫液配制淋洗剂

用NaCl+NaHCO3溶液做淋洗剂，对饱和树脂进行淋洗，采用固定床淋洗方式，单塔淋洗合格液体积为1.0～1.5 BV，淋洗贫液体积为1.5～2.5 BV。淋洗贫液量较大，贫液中铀浓度相对较低，且含有一定量的氯化钠与碳酸氢钠。因此，在淋洗贫液中补加少量氯化钠和碳酸氢钠，然后用于下一周期饱和树脂的淋洗。淋洗贫液配制淋洗剂数据见表3。

该地浸矿山应用淋洗贫液配制淋洗剂技术，既使淋洗过程中产生的贫液完全回用，也使贫液中的少量铀留在体系内，减少了铀的损失，降低了氯化钠和碳酸氢钠的用量[5]。