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[科普知識(shí)]核燃料鈾的提取——浸出

2012年12月11日11:10 | 中國發(fā)展門戶網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號(hào):T|T
關(guān)鍵詞: 浸出過程 鈾產(chǎn)品 堆浸法 攪拌槽 核燃料 槽浸 細(xì)菌浸出 鈾化合物 絡(luò)合離子 酸法


  堆浸是堆置浸出法的簡稱,是指將稀的化學(xué)溶劑噴灑到預(yù)先堆置好的礦石堆上,有選擇性地溶解(浸出)礦石中的目標(biāo)成分——鈾,使鈾形成離子或絡(luò)合離子并使之轉(zhuǎn)入溶液,以便進(jìn)行進(jìn)一步的提取或回收。堆浸的礦石僅需粗碎即可,根據(jù)情況一般僅需破碎到-5~-8mm,如果浸出性能比較好,有時(shí)可能只要破碎到-10mm左右即可,而溶液在礦堆中總是處于非飽和流狀態(tài)的流動(dòng)。

堆浸法的原理:借助于噴灑于礦堆上含有化學(xué)溶劑的水溶液流經(jīng)礦堆時(shí),緩慢流動(dòng)的處于非飽和流狀態(tài)的溶液,經(jīng)過礦石孔隙與礦石表面接觸,易溶解的鈾即溶解在溶液中,這樣永遠(yuǎn)保證固液相表面溶劑有比較大的濃差。

堆浸常用的浸出劑是硫酸,適合于處理氧化條件好的次生礦,對(duì)于含有硫化物和鐵含量比較高的礦石還可結(jié)合細(xì)菌浸出,以減少浸出劑的用量。另外,堆浸的時(shí)間較長,自然環(huán)境的氧化作用可以滿足一定要求,一般不需加氧化劑或者只需要很少的氧化劑。

  礦堆的構(gòu)筑一般為2000到4000噸礦石構(gòu)成一堆,有時(shí)一堆高達(dá)5000噸,高度一般在2.5米到3米,噴淋強(qiáng)度一般在30~50升/m2?h,大多數(shù)每天24小時(shí)均勻噴淋,一堆噴淋在一個(gè)半月左右,即可以達(dá)到將鈾完全浸出的目的,雖然渣品位一般比攪拌浸出高一些,但是浸出率可以基本上保持在70~75%左右。對(duì)于邊緣品位的礦石和其它一些品位比較低的鈾礦石足以達(dá)到目的。

與攪拌浸出相比,堆浸有較多的優(yōu)點(diǎn):

1)投資少,成本低;

2)省去了能耗大的細(xì)磨和固液分離工序,簡化了工藝過程;

3)靈活性大,適合于處理偏遠(yuǎn)地區(qū)的小礦點(diǎn);

4)礦堆可在地表,也可設(shè)在井下,尾渣返回充填,減少了環(huán)境污染,

5)堆浸只適用于不適合進(jìn)行攪拌浸出的貧礦、表外礦、尾棄礦等。

  但堆浸的浸出速率低,浸出效率低,很難達(dá)到水冶廠的浸出效果,更加不適合于處理難浸礦石和非氧化礦,另外還要求有適宜的氣候條件。一般情況下浸出率比攪拌浸出低10%左右,如果對(duì)于含量較高的鈾礦石使用堆浸則對(duì)資源是一個(gè)較大的浪費(fèi)。因此對(duì)于難處理的礦石,對(duì)于氣候惡劣的地區(qū)以及對(duì)于比較富裕的礦不采用堆浸的方法,只對(duì)那些邊緣礦、比較貧的礦和廢棄的尾礦進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪曰厥沼杏玫馁Y源。

與堆浸法類似的還有槽式滲濾浸出。它是將浸出劑與礦石一起置于一個(gè)槽內(nèi),在常溫下浸泡數(shù)次,以達(dá)到浸出鈾的目的。槽浸可使用較高的浸出劑濃度,浸出時(shí)間相對(duì)堆浸要短一些。

圖2 堆浸示意圖



圖3 槽式滲濾浸出示意圖



 
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