某铀矿离子交换工艺的改进.pdf

第34卷第4期
铀矿冶
Vol, 34 No 4
2015年11月
URANIUM MINING AND METALLURGY
Nov.2015
某轴矿离子交换工艺的改进
王永强',智礼建2,王维斌',杨伟',陈国花
1.西安中核蓝天铀业有限公司,西安710500;2.中核内蒙古矿业有限公司,内蒙古呼和浩特010010)
摘要;某铀矿床水治生产车间因酸法堆浸液舍有较高的钙、镁、铝杂质,导致后续离子交换过程出现败附、淋洗
效果差、树脂中毒等问题。为此,增加负载树脂再吸附塔和清水洗涤负载树脂工序,杜绝了钙、镁、铝等杂质进
入淋洗系统;调整淋洗剂配置参数,即提高酸度,有效提高了树脂淋洗效率和再生性能,解决了树脂中毒的问
题。通过以上离子交换工艺的改进,保证了水治工艺的正常运行。
关键词;铀水治;离子交换工艺;树脂中毒;工艺改进
中图分类号:TL212.31文献标志码:A文章编号;1000-8063(2015)04-0266-04
doi:10.13426/j.cnki.yky.2015.04.011
我国已探明铀资源的主要特点是:矿床规模
续表
小、铀矿石品位较低,伴生元素多,矿性较复杂。
K20 Na2o Feo CC
UThY烧失量
铀矿山企业根据矿石的性质大多采用酸法浸出工
0.417.641.002.940.1380.01940,01963.42
艺。在酸法浸出过程中,酸除了与铀氧化物反应
消耗少量酸外,大部分的酸与杂质反应及保持浸
从表1可见,矿石主要组分除石英以外
出液的剩余酸度。由于硫酸与矿石中的大部分杂Mg、AlI的质量分数较高,以CaO、AlO和MgO
质反应,导致浸出液中含有大量的杂质离子,在应
计,分别达到4.76%,17.52%和1.27%。
用离子交换提铀的工艺过程中,就存在杂质元素
工艺流程为:原矿破碎一筑堆一酸法喷淋
包裹树脂表层及堵塞树脂交换通道,使吸附和
浸出液回收一树脂吸附一淋洗一合格液加碱沉
淋洗效果差,树脂再生性能下降的问题。
针对某铀矿也存在的上述问题,笔者通过对淀一板框压滤一黄饼产品。
在酸法堆浸工艺运行过程中,钙、镁、铝等杂
该铀矿离子交换工艺进行改进,增加了一组饱和
质元素大量被浸出。数据分析表明,浸出液中钙、
再吸附塔,并在增加的饱和再吸附塔上加裝清水
镁、铁、铝的质量浓度分别为1.2、1.3、1.5和2.7
洗涤装置,减少了杂质在离子交换系统的积累;通
g/L。浸出液表现为白色乳状浑浊溶液。树脂吸
过调整淋洗剂配置时的硫酸浓度,从而提高了树
附铀时,大部分自色乳状浑浊液被树脂层过滤到
脂的再生性能和离子交换系统的淋洗效率,取得吸附塔底部,一部分白色乳状溶液沿吸附塔塔头
了较好的效果。
疽吸附尾液流出。在溶解的树脂样中同样出现白
Ⅰ工业生产现状
色物质,说明钙、镁、铝等杂质元素包裹了树脂表
层同时也堵塞了树脂的交换通道。随着离子交换
某铀矿是西安中核蓝天铀业公司近年来新开树脂处理浸出液量的不断増加,吸附尾液铀浓度
发的一个矿点。该矿点的矿石主要成分见表1。
逐渐升高,难以控制。在树脂淋洗过程中表现为
解析后的再生树脂铀含量较高、淋洗合格液铀浓
表1某铀矿矿石主要成分质量分数
度低、树脂吸附性能和树脂的再生性能大大降低,
Sio2 Al2o Fe203 Cao Mgo Mno Tio2 P2 O5
出现树脂中毒现象。
59.5617.523.144.761.270.070.381.27
该铀矿采用的是密实移动床吸附,三塔串
收稿日期:2015-04-13
作者简介:王永强(1976一),男,陕西宝鸡人,高级工程师,主要从事铀水治工艺科研和生产管理工作。
第4期
王永强,等:某铀矿离子交换工艺的改进
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联淋洗的工艺流程。负载铀树脂通过树脂提升压通过树脂提升压力罐输送到淋洗首塔。因树脂层
力进人淋洗首塔。尽管在负载铀树脂转移到淋对浸出液有过滤作用,导致杂质元素混和在负载
洗塔前在树脂提升压力罐内进行了吸附原液和载铀树脂内而进入淋洗系统。为了解决浸出液中
铀树脂的分离、以及采用清水对负载铀树脂在压钙、镁、铝杂质进入淋洗系统的问题,增加了一组
力罐内进行了洗涤,以期将浸出液中的肉眼能看负载铀树脂再吸附塔。负载铀树脂先从吸附塔自
见的杂质在淋洗工序前分离,但是这种分离达不流进入树脂提升压力罐,然后通过树脂提升压力
釗理想的效果,部分浸出液夹带浸出期间产生的罐输送到负载铀树脂再吸附塔,同时在负载铀树
钙、镁、铝杂质随树脂进入淋洗塔,同合格液一起脂再吸附塔顶部增加了清水洗涤装置,使得负载
进人产品沉淀系统,既影响了产品质量,又影响了铀树脂在塔顶被清水不断洗涤,内含杂质元素的
淋洗工序的正常运行。
洗涤液溢流进入配液系统,在负载铀树脂再吸附
频繁进行树脂解毒可以解决树脂中毒问题,但合格液中的铀时,合格液将树脂中夹带的水分和
在实际生产过程中要增加操作程序,同时也会造成洗涤不彻底的杂质元素冲洗到配液系统。合格液
废水处理量增大,铀的损失高,铀回收率降低。因中的铀经过负载铀树脂的再吸附后的铀尾液进入
此必须寻找一种简便的工艺方法来解决杂质元素浸出剂配置系统。再负载铀树脂通过树脂提升压
的分离和树脂中毒问题,使得水治工艺正常运行。力罐进入淋洗系统。在采取了以上措施后浸出过
2改进措施
程中产生的钙、镁、铝杂质元素可以完全隔离在淋
洗系统以外,从而有效地解决了杂质元素进入淋
2.1负载铀树脂的再吸附和洗涤
洗系统的问题,同时也使树脂铀容量从25g/L增
该铀矿原设计是浸出液通过密实移动床经树加至32g/L,从而进一步提高了合格淋洗液中的
脂吸附后、吸附尾液进入配液系统,负载铀树脂从铀质量浓度。水治工艺流程见图1。
密实移动床底部自流到树脂提升压力罐内,然后
义
16
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1ー树脂输送管;2一吸附塔;3-一负载伷树脂再吸附塔;4一1号淋洗塔;5一2号淋洗塔;6-3号淋洗塔;7新增的洗涤水管;
8-吸附原液入口:9一合格液入口:10一二次贫液入ロ:11ー一次贫液入日:12一淋洗剂入ロ;:13一合格液去产品沉淀;
14-二次贫液去1号淋洗塔;15-一次贫液去2号淋洗塔;16一树脂提升压力罐17ー吸附尾液去配液系统;18一再吸附尾液去配液系统。
图1某铀矿水冶工艺设备流程示意图