- 铀矿山化学分析
- 杨金辉 胡鄂明 王清良等
- 1278字
- 2020-04-14 19:12:41
1.5 浸出液回收工艺
我国铀水冶工业于1958年起步,经历了半个多世纪的创业、发展、坚持走自力更生之路,从无到有、从小到大,在有关科研院所、设计院和厂矿几万职工的共同努力下,逐渐形成了具有中国特色的铀水冶工业体系,成为中国核工业体系的重要组成部分,为我国国防事业和国民经济发展做出了重大贡献。
从1958年起到20世纪90年代中期,我国共建设16座常规水冶厂,2座铀选矿厂,1座镭选厂,1座镭冶炼厂,1座铀、煤、锗综合回收厂。其中,1962~1963年建成以消化吸收前苏联的矿浆吸附工艺为主的第一批铀水冶厂;1963~1967年建成第二批铀水冶厂,这些水冶厂完全是我国自行研究设计的。处理花岗岩型铀矿石,采用的是清液萃取与清液离子交换工艺流程;处理含铀煤型铀矿石,采用的是低温焙烧发电-煤灰浸出铀-矿浆萃取铀的工艺流程;处理火山岩型铀矿石,采用的是吸附-淋萃工艺流程;处理碳硅泥岩型铀矿石,采用的是加压碱浸-季铵盐萃取工艺流程;1970年后建成第三批铀水冶厂,成功开发出从矿石浸出液中直接制备三碳酸铀酰胺和四氟化铀新工艺,从含钼、铼等复合矿石中提取铀和从含铀富矿中提取镭的工艺流程。伴随铀水冶生产工艺的发展,关键铀水冶设备和新型有机材料的研制与应用,也产生了许多创新性成果,诸如各种形式的混合澄清器、流态化粗砂分级洗涤塔、多层全逆流混合澄清矿浆萃取塔,以及多种牌号的磷类、胺类萃取剂和离子交换树脂等。总之,我国已发现的铀矿资源多数具有品位低、规模小、组成复杂的特点,使得我国铀水冶厂的生产工艺各具特色、不尽相同,形成了中国特色的铀水冶工艺技术。
回顾铀矿冶生产历史,早期铀矿石品位较高,铀水冶采用萃取工艺较多。到20世纪80年代后,铀水冶行业出现大幅亏损,关闭和停产一些铀矿冶企业,同时也对一些厂矿生产工艺进行调整,开发了用堆浸和地浸采铀工艺。经过不断努力和创新,铀水冶工艺水平和企业经济效益都有了显著提高。目前,以地浸工艺为主、堆浸工艺为辅浸出回收铀,采用的铀水冶工艺主要包括如下几种。
(1)密实移动床
主要工艺过程包括:浸出液吸附—饱和树脂再吸附—回收吸附—淋洗—贫树脂转型等工序,简称饱和再吸附工艺。该工艺主要特点表现为:a.工艺较完整,树脂吸附后又用淋洗合格液再吸附,提高树脂吸附铀容量后,再去淋洗,铀合格液浓度高;b.淋洗工艺液的循环利用,降低了淋洗剂的消耗,减少或避免杂质离子在溶液中的积累;c.处理能力大,吸附空塔线速度可达50m/h以上。该工艺主要应用于地浸采铀矿山。有的堆浸铀矿山由于吸附原液铀浓度较高,不需要饱和再吸附,也能得到较高铀浓度的淋洗合格液。
密实移动床投资较大,树脂磨损较快,工艺操作过程较复杂,生产需配有自动化控制,目前国内只有少数厂矿在用。
(2)新型密实固定床
采用三塔串联吸附、三塔串联淋洗,实现长距离、大梯度的吸附和淋洗工艺,使得饱和树脂铀容量高,淋洗工艺不产生一次、二次贫液,淋洗合格液铀浓度高,水冶操作简单,深受企业欢迎,被广范应用。
上述淋洗工艺中得到的高浓度铀合格液采用增粒沉淀技术,得到合格铀产品。此法沉淀铀产品效果好、产品颗粒度粗、密度大、含水率低。此工艺简单、方便、高效,在铀水冶厂被广泛应用。