[發明專利]一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法

有效

• 申請號: 201610299804.5
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105714115B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 王學剛;孫占學;劉亞潔;李江;張凱鈞;李鵬
• 申請（專利權）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

技術領域

本發明屬于微生物濕法冶金技術領域，涉及一種從低品位碳硅泥巖型鈾礦石中細菌高效浸鈾的方法。

背景技術

鈾資源既是我國國防建設所急需的戰略物資，又是經濟建設中必不可少的能源物質。碳硅泥巖型鈾礦是我國四大類型鈾礦之一，其中含鈾黑色巖系型屬于我國非常規鈾資源類型，泥巖層位穩定，厚度大，內富含有機質、黃鐵礦、泥質、硅質和磷質，鈾含量主要介于0.01 %～0.05 %，在我國有著相當儲量且廣泛的分布。

由于碳硅泥巖型鈾礦石還原程度較高、礦石鈾品位低、富含有機質、黃鐵礦常與鈾礦物伴生，采用傳統常規浸出工藝難度大、成本高，使該類鈾礦石廣泛開發利用受到了技術上的限制。有研究報道（吳培生等，鈾礦冶，1983年第2期第3卷），采用氧化焙燒酸法浸出、浮選、化學氧化劑和堿性條件下加壓空氣氧化等方法提取鈾資源，但在經濟上是不可行的。由此可見，碳硅泥巖型鈾礦采冶技術還有待進一步優化創新。

微生物冶金技術是利用微生物及其代謝產物對某些礦物（尤其是硫化礦）和元素所具有的氧化、還原、溶解、吸收（吸附）等作用，從礦石中溶浸目標礦物的技術，在降低成本、減輕環境污染以及資源循環利用等方面有獨特的優勢。在常溫、常壓條件下，細菌細能將礦石中的黃鐵礦氧化成硫酸和硫酸高鐵氧化劑，用于浸出礦石中的銅和鈾。在浸出金屬過程中，硫酸高鐵被還原為硫酸亞鐵，可再被細菌載化成硫酸高鐵氧化劑，如此循環進行浸礦。

發明內容

本發明提供一種低品位碳硅泥巖型鈾礦石細菌高效浸鈾方法，通過該方法與化學氧化劑浸出方法對比，可縮短浸出時間、提高鈾浸出率（降低渣品位），有利于低品位碳硅泥巖型鈾礦石的有效回收，擴大鈾資源利用率。

本發明是通過以下技術方案實現的，一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，以低品位碳硅泥巖型鈾礦石為原料，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至粒度小于30mm；

（2）細菌氧化劑的制備：從目標碳硅泥巖型鈾礦區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的環境中，二價鐵氧化速率達0.22±0.02g/(L·h)；

（3）硫酸酸化浸鈾：將經步驟（1）破碎后的礦石裝入試驗柱，進行硫酸酸化浸鈾；

（4）細菌氧化浸鈾：將經步驟（2）培養制備的細菌氧化劑噴淋至經步驟（3）酸化預浸出后的礦石中進行細菌氧化浸鈾；

（5）尾液噴淋浸鈾：將吸附尾液循環噴淋至經步驟（4）細菌氧化浸出后的鈾礦石中進行尾液氧化浸鈾。

進一步，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至粒度小于30mm；

其中粒徑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值為1.7-2.0的環境中，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制備，為細菌浸鈾階段提供充足的細菌高鐵氧化劑；

（3）硫酸酸化浸鈾：將經步驟（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值穩定在2.0以下，一方面為細菌的生長繁殖提供適宜環境，另一方面避免產生鐵礬沉淀，對鈾浸出不利；

（4）細菌氧化浸鈾：將經步驟（2）培養制備的細菌氧化劑噴淋至經步驟（3）酸化預浸出后的礦石中進行細菌氧化浸鈾，其中：溶浸劑為自養型細菌的硫酸高鐵溶液，自養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；浸出液經離子交換樹脂吸附柱吸附鈾后，產生的吸附尾液用于培養細菌，如此循環，減少了尾液的排放量，有利于環境保護；