[發(fā)明專利]一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610299804.5
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105714115B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 王學剛;孫占學;劉亞潔;李江;張凱鈞;李鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 東華理工大學
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B60/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 薛端石

1.一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）礦石破碎：將有機碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，鐵含量大于等于4.19%的碳硅泥巖型鈾礦石破碎，所述破碎后的碳硅泥巖型鈾礦石中粒徑15～30mm比例占76.8%，粒徑小于15mm比例占23.3%；

（2）細菌氧化劑的制備：從目標碳硅泥巖型鈾礦區(qū)采集的酸性礦坑水及鈾礦石中富集獲得了活性混合菌群，該混合菌能在pH為1.7-2的環(huán)境中，二價鐵氧化速率達0.22±0.02g/(L·h)；以鈾礦石酸化吸附尾液作為菌液培養(yǎng)基，進行逐級尾液馴化擴大后，按20%比例接種于細菌氧化槽中進行菌液培養(yǎng)制備，為細菌浸鈾階段提供充足的細菌高鐵氧化劑；

所述活性混合菌群包括自養(yǎng)型鐵氧化菌及硫氧化菌；

（3）硫酸酸化浸鈾：將經(jīng)步驟（1）破碎后的礦石裝入試驗柱，進行硫酸酸化浸鈾，其中：溶浸液為硫酸溶液，初始硫酸酸度為10g/L，噴淋量質(zhì)量比為10%，噴淋強度為3.5L/(h·m²)，噴淋時間為24h，進行酸化預浸出鈾，控制浸出體系pH值穩(wěn)定在2.0以下，一方面為細菌的生長繁殖提供適宜環(huán)境，另一方面避免產(chǎn)生鐵礬沉淀，對鈾浸出不利；

所述硫酸酸化浸鈾中，一是采用逐級梯度降酸方法，控制酸化酸度為10-5g/L，當浸出液pH=1.8時，采用尾液循環(huán)噴淋，當浸出液pH值維持在2.0以下時，酸化階段結(jié)束，轉(zhuǎn)入細菌浸鈾階段；二是酸化液循環(huán)利用，保持10%的尾液水排出和清水補給，以達到節(jié)省硫酸和用水量的目的；

（4）細菌氧化浸鈾：將經(jīng)步驟（2）培養(yǎng)制備的細菌氧化劑噴淋至經(jīng)步驟（3）酸化預浸出后的礦石中進行細菌氧化浸鈾，其中：溶浸劑為自養(yǎng)型細菌的硫酸高鐵溶液，自養(yǎng)型細菌包括氧化亞鐵硫桿菌，溶液氧化還原電位Eh值大于500mV，硫酸酸度為3g/L，噴淋量質(zhì)量比為5%，噴淋強度為3.5L/(h·m²)，噴淋時間為12h，進行細菌氧化浸出鈾，通過細菌硫酸高鐵氧化劑氧化礦石中較難浸出的四價鈾，強化鈾的浸出；浸出液經(jīng)離子交換樹脂吸附柱吸附鈾后，產(chǎn)生的吸附尾液用于培養(yǎng)細菌，如此循環(huán)，減少了尾液的排放量，有利于環(huán)境保護；

所述細菌氧化浸鈾中，一是菌液培養(yǎng)制備采用吸附尾液進行曝氣充氧活化培養(yǎng)，菌液∑Fe=5g/L，F(xiàn)e³⁺比例為90%以上，Eh值在500mV以上，噴淋溶浸液pH值≤1.8，浸出液pH值≤2.0；二是當浸出液Fe³⁺濃度≧溶浸劑Fe³⁺濃度，且浸出液∑Fe濃度≧溶浸劑∑Fe濃度時，即視為礦石內(nèi)原位植菌成功，轉(zhuǎn)入尾液噴淋浸鈾階段；

（5）尾液噴淋浸鈾：將吸附尾液循環(huán)噴淋至經(jīng)步驟（4）細菌氧化浸出后的鈾礦石中進行尾液氧化浸鈾，其中：溶浸劑為含硫酸高鐵的吸附尾液，尾液氧化還原電位Eh值大于500mV，硫酸酸度為2-3g/L，噴淋量質(zhì)量比為5%，噴淋強度為3.5L/(h·m²)，噴淋時間為12h，進行吸附尾液氧化浸鈾，通過含硫酸高鐵吸附尾液的循環(huán)利用，減少對細菌氧化劑的使用，降低成本。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，菌液培養(yǎng)過程中，控制總鐵濃度在5g～10g/L左右，當Fe²⁺氧化率達到95%以上或Eh值為500mV時視為菌液活性達到要求。