一種鈾鉬礦微生物溶浸及鈾鉬富集分離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鈾鉬礦微生物溶浸及鈾鉬富集分離方法，它包括鈾鉬礦微生物溶浸方法和浸出液中的鈾鉬的富集分離方法：所述溶浸方法中溶浸鈾鉬礦的氧化劑采用生物高鐵，即含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液。先將鈾鉬礦粉碎，-200目以上的占總量的50%以上，-30目占總量的不超過10%；再放入生物氧化劑溶液中溶浸，溶浸后固液分離，再采用201×7樹脂對所述鈾鉬礦微生物溶浸液進行離子交換，再洗脫鐵、洗脫鈾、洗脫鉬。本發(fā)明鈾浸出率80%以上，鉬浸出率達60-70%以上，鉬的浸出率提高了20-30%；浸出液中鈾鉬鐵，通過離子交換柱，用PH1.0溶液淋洗，鐵的去除率95%以上，對鈾鉬吸附率無影響，樹脂上吸附的鈾鉬，用不同解吸劑分步解吸的方法，鈾鉬回收率達80%以上。
【專利說明】一種鈾鉬礦微生物溶浸及鈾鉬富集分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及是一種鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈾鑰在地球化學(xué)性質(zhì)上有許多相似之處，因此，鈾鑰經(jīng)常共同遷移與共生富集。鈾鑰都是重要的國防軍用資源。鈾鑰共生資源有兩種情況:一種是以鈾資源為主，附帶回收副產(chǎn)品鑰；另一種是鈾鑰都達到工業(yè)品位，鈾鑰資源同時開采，但以鑰資源為主，本發(fā)明涉及的鈾鑰礦屬后者。
[0003]所述的鈾鑰礦原礦中U的含量為0.135%，Mo的含量為1.70%,黃鐵礦含量10%，氧化鑰多分布在石英粒間；膠硫鑰礦多被黃鐵礦或石英包裹，被硫化物包裹的鈾鑰礦只有在氧化黃鐵礦的過程中才能得到解放。要提高浸出率，特別是鑰的浸出率，氧化、溶解黃鐵礦是關(guān)鍵的措施。黃鐵礦在純水中的溶解度為48.89X 10_6M，被歸類于不活潑礦物(斯米爾諾夫，硫化礦床氧化帶，地質(zhì)出版社，1959)，而硫化鑰比黃鐵礦更難溶。因此，在溶浸中氧化劑的選擇和應(yīng)用就成為溶浸的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]在鈾鑰礦的開發(fā)研究過程中，現(xiàn)有技術(shù)中針對氧化劑進行了大量選用研究工作。采用硫酸+雙氧水對鈾的浸出率為71-82%，鑰的浸出率僅42-58%。采用硫酸+雙氧水+硝酸，鈾浸出率可達81-91%，鑰浸出率也有所提高，為64-76%。但是過高的硝酸根(>6g/L)，在回收過程中對萃取率有較大影響，不利于后續(xù)萃取。
[0005]而現(xiàn)有的鈾鑰富集與分離技術(shù)主要應(yīng)用的方法有萃取法和離子交換法。目前鈾鑰礦浸出液采用萃取反萃取對鈾鑰進行富集分離，萃取工藝流程復(fù)雜，易造成工業(yè)水體環(huán)境有機物的二次污染，效果不理想。
[0006]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中還存在諸多不足，尤其是溶浸技術(shù)和富集與分離技術(shù)還有待于進一步優(yōu)化創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于采用微生物溶浸鈾鑰技術(shù)和鈾鑰分離富集的新工藝，從而提出一種能提高鈾鑰的浸出率和有效地分離鈾鑰的鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種鈾鑰礦微生物溶浸方法，其牲特征在于，所述溶浸方法中溶浸鈾鑰礦的氧化劑采用生物高鐵，即含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液。
[0009]本發(fā)明所述的鈾鑰礦是根據(jù)2002年《銅鉛鋅銀子鎳鑰礦地質(zhì)勘查規(guī)范》和1992年?鈾礦地質(zhì)勘查規(guī)范》，鑰礦床工業(yè)指標(biāo)要求最低工業(yè)品位0.06%,鈾礦床最低工業(yè)品位
0.03%的鈾鑰礦，其他元素未達到工業(yè)利用品位。
[0010]優(yōu)選:
一種鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法，它包括鈾鑰礦微生物溶浸方法和鈾鑰富集分離方法，所述溶浸方法中溶浸鈾鑰礦的氧化劑采用生物高鐵，即含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液。
[0011]所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中高鐵濃度為25— 35g/L。
[0012]鈾鑰礦微生物溶浸時，所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中的鐵與鈾鑰礦中的鑰的質(zhì)量比為 Fe:Mo=12一15:1。
[0013]進一步優(yōu)選:所述鈾鑰礦微生物溶浸方法如下:
(1)碎礦:先將鈾鑰礦粉碎，碎礦要求為200目以上的占總量的50%以上，-30目占總量的不超過10% ；
(2)生物氧化劑溶浸:在常溫條件下，將粉碎后的碎礦放入含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中溶浸，碎礦與含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液的固液質(zhì)量比:1:2—4或嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中的鐵與碎礦中鑰的質(zhì)量比為Fe:Mo=12—15:l ;溶液分成不少于4份,每次用一份溶液浸泡,每次浸泡時間為8—12小時,每次浸泡排出浸出液后再進行下一次浸泡；所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中高鐵濃度為27-32g/L ；
(3)固液分離，放盡浸出液，礦渣用水淋洗至溶液中鑰含量<3mg/L，淋洗后溶液并入浸出液。
[0014]所述鈾鑰富集分離方法如下:
(O離子交換:采用201X7樹脂對所述鈾鑰礦微生物溶浸后的浸出液進行離子交換； (2)洗脫鐵:采用pHl.00的硫酸溶液對離子交換柱吸附的鐵進行淋洗，淋洗體積為柱床體積的15— 20倍；
(3)洗脫鈾:用0.9 mol/L NaCl+0.05 mol/L H2SO4溶液，對淋洗鐵后的離子交換柱上鈾進行洗脫，洗脫體積為柱床體積的8—10倍；
(4)洗脫鑰:采用40g/LNa0H+0.3 mol/L NaCl溶液，對洗脫鈾的交換柱洗脫鑰，洗脫體積為柱床體積的8一 IO倍。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
I)鈾鑰礦樣用含三價鐵的菌液代替其他氧化劑溶浸液浸出，鈾浸出率80%以上，鑰浸出率達60-70%以上，鑰的浸出率提高了 20-30%能滿足工藝要求。
[0016]2) 201X7樹脂吸附鈾鑰的性能相近，是分離回收鈾鑰可選擇的樹脂。
[0017]3)浸出液中大量鐵，通過離子交換柱，用約20個柱床體積的pH 1.0淋洗液淋洗，鐵去除率95%以上，對鈾鑰吸附率無影響。
[0018]4)樹脂上吸附的鈾鑰，用不同解吸劑分步解吸的方法，鈾鑰回收率達80%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明三價鐵濃度與鑰浸出率關(guān)系圖；
圖2為本發(fā)明溶液酸度對吸附量關(guān)系圖；
圖3為本發(fā)明吸附量與振蕩時間關(guān)系和吸附速率曲線圖；
圖4為本發(fā)明吸附平衡時溶液中鈾濃度與吸附量關(guān)系繪制吸附曲線圖；
圖5為本發(fā)明IgQ-1gCe關(guān)系曲線圖；
圖6為本發(fā)明洗脫曲線圖；
圖7為本發(fā)明溶液酸度對吸附量關(guān)系圖；圖8為本發(fā)明振蕩時間與吸附量關(guān)系和吸附速率曲線圖；
圖9為本發(fā)明平衡時鑰濃度與吸附量關(guān)系圖；
圖10為本發(fā)明IgCe-1gQ關(guān)系曲線圖；
圖11為本發(fā)明上柱液體積與樹脂吸附鑰量關(guān)系繪制吸附曲線圖；
圖12為本發(fā)明4%NaOH — 0.3 mo I/L NaCl洗脫曲線圖；
圖13為本發(fā)明的(1+1)氨水洗脫曲線圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
一、鈾鑰礦微生物溶浸方法如下:
(1)碎礦:先將鈾鑰礦粉碎，碎礦要求為200目以上的占總量的50%以上，-30目占總量的不超過10% ；
(2)生物氧化劑溶浸:在常溫條件下，將粉碎后的碎礦放入含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中溶浸，碎礦與含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液的固液質(zhì)量比:1:2—4或嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中的鐵與碎礦中鑰的質(zhì)量比為Fe:Mo=12—15:l ;溶液分成不少于4份,每次用一份溶液浸泡,每次浸泡時間為8—12小時,每次浸泡排出浸出液后再進行下一次浸泡；所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中高鐵濃度為27-32g/L ；
(3)固液分離，放盡浸出液，礦渣用水淋洗至溶液中鑰含量<3mg/L，淋洗后溶液并入浸出液。
[0021]二、鈾鑰富集分離方法如下:
(O離子交換:采用201X7樹脂對所述鈾鑰礦微生物溶浸后的浸出液進行離子交換；
(2)洗脫鐵:采用pHl.00的硫酸溶液對離子交換柱吸附的鐵進行淋洗，淋洗體積為柱床體積的15— 20倍；
(3)洗脫鈾:用0.9 mo I/L NaCl+0.05 mol/L H2SO4溶液，對淋洗鐵后的離子交換柱上鈾進行洗脫，洗脫體積為柱床體積的8—10倍；
(4)洗脫鑰:采用40g/LNa0H+0.3 mol/L NaCl溶液，對洗脫鈾的交換柱洗脫鑰，洗脫體積為柱床體積的8一 IO倍。
[0022]本實施例實驗過程如下:
一、微生物溶浸鈾鑰技術(shù)
原礦中有用元素U的含量為0.135%,Mo的含量為1.70%,以鑰為主，其他元素未達到工業(yè)利用品位。礦石中黃鐵礦含量10% (表1)。
[0023]表1礦石中主要礦物組分
【權(quán)利要求】
1.一種鈾鑰礦微生物溶浸方法，其特征在于，所述溶浸方法中溶浸鈾鑰礦的氧化劑采用生物高鐵，即含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈾鑰礦微生物溶浸方法，其特征在于所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中高鐵濃度為27-32g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鈾鑰礦微生物溶浸方法，其特征在于鈾鑰礦微生物溶浸時，所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中的鐵與鈾鑰礦中鑰的質(zhì)量比為Fe:Mo=12—15:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈾鑰礦微生物溶浸方法，其特征在于，所述鈾鑰礦微生物溶浸方法如下: (1)碎礦:先將鈾鑰礦粉碎，碎礦要求為200目以上的占總量的50%以上，-30目占總量的不超過10% ； (2)生物氧化劑溶浸:在常溫條件下，將粉碎后的碎礦放入含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中溶浸，碎礦與含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液的固液質(zhì)量比:1:2—4或嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中的鐵與碎礦中鑰的質(zhì)量比為Fe:Mo=12—15:l ;溶液分成不少于4份,每次用一份溶液浸泡,每次浸泡時間為8一12小時,每次浸泡排出浸出液后再進行下一次浸泡；所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中高鐵濃度為27-32g/L ； (3)固液分離，放盡浸出液，礦渣用水淋洗至溶液中鑰含量<3mg/L，淋洗后溶液并入浸出液。
5.一種鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法，它包括鈾鑰礦微生物溶浸方法和鈾鑰富集分離方法，其特征在于:所述溶浸方法中溶浸鈾鑰礦的氧化劑采用生物高鐵，即含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液。
6.根據(jù)權(quán) 利要求5所述的一種鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法，其特征在于所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中高鐵濃度為25— 35g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法，其特征在于鈾鑰礦微生物溶浸時，所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中的鐵與鈾鑰礦中的鑰的質(zhì)量比為 Fe:Μο=12—15:1ο
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法，其特征在于，所述鈾鑰礦微生物溶浸方法如下: (1)碎礦:先將鈾鑰礦粉碎，碎礦要求為200目以上的占總量的50%以上，-30目占總量的不超過10% ； (2)生物氧化劑溶浸:在常溫條件下，將粉碎后的碎礦放入含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中溶浸，碎礦與含生物高鐵的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液的固液質(zhì)量比:1:2 — 4或嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中的鐵與碎礦中鑰的質(zhì)量比為Fe:Mo=12—15:l ;溶液分成不少于4份,每次用一份溶液浸泡,每次浸泡時間為8—12小時,每次浸泡排出浸出液后再進行下一次浸泡；所述嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌溶液中高鐵濃度為27-32g/L ； (3)固液分離，放盡浸出液，礦渣用水淋洗至溶液中鑰含量<3mg/L，淋洗后溶液并入浸出液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鈾鑰礦微生物溶浸及鈾鑰富集分離方法，其特征在于，鈾鑰富集分離方法如下:(O離子交換:采用201X7樹脂對所述鈾鑰礦微生物溶浸后的浸出液進行離子交換； (2)洗脫鐵:采用pHl.00的硫酸溶液對離子交換柱吸附的鐵進行淋洗，淋洗體積為柱床體積的15— 20倍； (3)洗脫鈾:用0.9 mo I/L NaCl+0.05 mol/L H2SO4溶液，對淋洗鐵后的離子交換柱上鈾進行洗脫，洗脫體積為柱床體積的8—10倍； (4)洗脫鑰:采用40g/LNa0H+0.3 mol/L NaCl溶液，對洗脫鈾的交換柱洗脫鑰，洗脫體積為柱床體積的8一 IO 倍。
【文檔編號】C22B3/18GK103866122SQ201410003893
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】李學(xué)禮, 牛建國, 宋金茹, 史維俊 申請人:東華理工大學(xué)