[發明專利]低濃度硫酸加氧氣原地浸出采鈾方法

有效

• 申請號: 201310701546.5
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104726725B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 原淵;王海峰;李建華;王立民;廖文勝;程威;周磊
• 申請（專利權）人: 核工業北京化工冶金研究院
• 主分類號: C22B60/02
• 分類號: C22B60/02;C22B3/08;C22B3/24
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 李東斌

技術領域

本發明屬于原地浸出采鈾技術領域，具體涉及一種低濃度硫酸加氧氣的原地浸出采鈾方法。?

背景技術

原地浸出采鈾（簡稱地浸采鈾）是通過從地表鉆進至含礦層的注液井將按一定比例配好的溶浸液注入到礦層，注入的溶浸液與礦石中的有用成分接觸發生化學反應，生成的可溶性化合物在擴散和對流作用下離開化學反應區進入沿礦層滲透遷移的溶液液流中形成浸出液；浸出液經過礦層從抽液井提升至地表，抽出的浸出液輸送至回收車間進行離子交換等工藝處理，最后得到合格產品。原地浸出采鈾是一種集采、冶于一體的新型油礦開采方法。原地浸出采鈾方法廣泛適用于可滲透砂巖型鈾礦床。?

原地浸出采鈾由地下浸出和浸出液處理兩大部分組成。在礦體浸出部分依據選擇的溶浸液的不同分兩類：酸法地浸和堿法地浸。酸法地浸就是使用酸性溶液作為溶浸劑的地浸過程。可作為酸法地浸溶浸劑的試劑有：硫酸、硝酸、鹽酸等。堿法地浸是采用堿性溶液作為溶浸劑的地浸過程。可作為堿法地浸的溶浸劑主要有：碳酸鈉、碳酸銨、碳酸氫鈉、碳酸氫銨等。?

由于硫酸浸出鈾的強度大，采區生產時間短，浸出率高等優點，在世界地浸采鈾礦山得到廣泛應用。目前天然鈾產量第一大國哈薩克斯坦，幾乎所有產品均來自酸法地浸礦山。另外，烏茲別克斯坦、澳大利亞以及我國的地浸礦山絕大多數使用硫酸作為浸出劑。?

在我國新疆伊犁盆地發現的某鈾礦床，礦層砂體內碳酸鹽含量變化十分復雜，含量范圍為0.52%～5.19%。在這種類型的鈾礦床中使用常規的酸法浸出，?由于部分礦體碳酸鹽含量高，酸化周期長，pH值下降緩慢，浸出過程單位酸耗大，浸出液鈾濃度低。同時，浸出過程中也容易出現化學堵塞，并造成地下水污染。?

發明內容

本發明的目的在于：提供一種低濃度硫酸加氧氣進行原地浸出采鈾的工藝，能應用于碳酸鹽含量分布不均勻的鈾礦床，有效控制化學堵塞的發生，提高原地采鈾的浸出效率，相對于常規酸法地浸采鈾，減輕對采區地下水環境的污染。?

本發明的技術方案如下：一種低濃度硫酸加氧氣原地浸出采鈾方法，包括以下步驟：?

步驟一：注氧氧化礦層，該礦床地下水HCO₃^－含量在100～400mg/L范圍內，pH值在6.0～8.0范圍內，浸出初期，注氧濃度為400～500mg/L；當浸出液中的殘余氧濃度達到15mg/L時，注氧濃度降低到300mg/L；浸出中期，保持注氧濃度為300mg/L；當浸出率達到65%時，停止注入氧氣；?

步驟二：配制溶浸液，向地下水中加入H₂SO₄,配制成溶浸液，根據地下水中HCO₃^-含量以及pH，加入H₂SO₄的濃度為0.3～0.5g/L,保持溶浸液的pH值為3.0～4.0；?

步驟三：溶浸液浸出鈾金屬，溶浸液與礦石中的六價鈾進行絡合反應，形成[UO₂(CO₃)₃]^4-與[UO₂(CO₃)₃]^2-，當浸出液中鈾濃度大于10mg/L時，使用潛水泵將浸出液抽出；?

步驟四：樹脂吸附，采用D231YT強堿性陰離子交換樹脂；?

在所述步驟一之前還包括，抽出地下水進行化學成分分析的步驟：確定地下水礦化度小于5g/L,Cl^-濃度小于2g/L。?

所述步驟四中的D231YT強堿性陰離子交換樹脂的質量交換容量3.7mmol/g，粒度0.63～1.40mm，濕視密度0.70g/ml濕R，滲磨圓球率≥90%。?

在所述步驟三之后與步驟四之前還包括：維持浸出進行的步驟，隨著浸出的不斷進行，浸出液HCO₃^-濃度不斷升高；當浸出液HCO₃濃度大于450mg/L，將H₂SO₄加入的濃度降低至0.1～0.2g/L，保持浸出液pH值為7.0～8.0，直到浸出結束。?

本發明的顯著效果在于：抽出井平均抽液量為5.0～6.0m³/h，注入井平均注液量為2.0～2.2m³/h，浸出過程未出現明顯的化學堵塞，浸出液平均鈾濃度為35～40mg/L，達到工業生產的設計指標。?