浸出工序是通过酸或碱配置成的浸出剂与铀矿石发生化学反应,把铀从矿石中溶解并分离,形成铀浸出液的过程。
浸出剂由水、浸出试剂和氧化剂构成。酸法浸出多以硫酸作为浸出剂,而碱法浸出多以碳酸钠或碳酸铵作为浸出剂。为使矿石中难溶的四价铀氧化为六价铀,浸出过程常需要添加氧化剂,通常使用的氧化剂有软锰矿:(Mn2O)、双氧水(H2O2)、氧气或空气。利用某类细菌促进矿石中铀的浸出以降低酸耗,通常称为细菌浸出。
常规浸出设备中,通过搅拌的方法使矿石与浸出剂充分均匀混合,发生化学反应而浸出的过程,又称搅拌浸出或混合浸出。常规搅拌浸出包括浸出和固液分离两个工序。
浸出:
通常耗酸物质含量较少的铀矿石多用算法浸出;而耗酸物质较多的铀矿石可采用碱法浸出。搅拌浸出设备主要有:浸出搅拌槽和流态化浸出塔等。浸出搅拌槽的搅拌方式有机械搅拌浸出槽和空气搅拌浸出槽(又称巴秋克浸出塔)。浸出流程可以是单槽或多槽串联的。对于易浸矿石的浸出,一般采用常压浸出;对于难溶矿石,则采用加热、加压的方式浸出。常用设备有以空气搅拌的哨式加压釜和机械搅拌的加压釜。流态化浸出塔,是在塔内由上升流动的浸出剂带动,使细颗粒矿石在塔内呈悬浮状态,使矿粒与浸出剂之间充分混合、接触和发生化学反应,从而完成连续的浸出过程。流态化浸出多采用逆流浸出的方法,即矿浆与浸出剂流动方向相反。
固液分离
浸出工序后,绝大部分铀成溶解于水的状态,需要将含铀量很低的固体颗粒进行分离。固液分离一般通过浓密-过滤来实现。浓密是矿浆浓缩过程,同时获取了清液,即浸出合格液。为了强化浓密的澄清小效果,同场加入絮凝剂,常用的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂,如西伯朗、聚丙烯腈等。浓密是在装有慢速旋转耙的浓密机内进行,浓密机溢流是浸出液,底流是尾渣,尾渣通过洗涤进一步回收残留的铀。洗涤方式有连续逆流洗涤和流态化洗涤等方式。经浓密和洗涤后的矿渣,需要进一步过滤后即为尾矿渣,送尾矿库储存。浸出合格液送提出工序,进行提纯和沉淀,制备铀的滑靴浓缩物。1
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李炜炜 - 高级工程师 - 环境保护部核与辐射安全中心