專利名稱：一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈾鈹?shù)V石的分離工藝。
背景技術(shù)：
眾所周知，鈾資源的勘察開(kāi)發(fā)是國(guó)家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國(guó)防與核電建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，以單純的鈾礦石為原料制備重鈾酸銨的工藝流程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，制備重鈾酸銨的工藝流程主要有酸浸-逆流傾析-N235萃取和酸浸-過(guò)濾-陰離子交換和堿浸-過(guò)濾-沉淀等工藝；鈹屬于稀有金屬，是地球上儲(chǔ)量最少的有色金屬之一，被廣泛應(yīng)用于原子能、火箭、宇航和冶金等領(lǐng)域。目前工業(yè)制備氫氧化鈹?shù)闹饕に嚵鞒讨饕兴峄簾?浸出-中和除鐵-中和除鋁-沉淀，酸攪拌浸出-過(guò)濾-P204萃取-NaOH反萃取-水解沉淀寸。一種含鈾鈹?shù)V石，其中鈹?shù)V物主要為羥硅鈹石，鈾礦物為浙青鈾礦物，脈石礦物主要為石英、鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石、少量的螢石和褐鐵礦等礦物。其中氧化鈹?shù)钠骄繛?. 3%左右，鈾的平均含量為0. 2%左右，鈹和鈾均達(dá)到工業(yè)品位，具有開(kāi)采價(jià)值。目前針對(duì)含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝主要有兩種一種為先采用硫酸堆浸法浸出鈾，尾礦經(jīng)過(guò)球磨，堿中和后浮選鈹精礦。這種工藝鈾的回收率低，在50 70%之間，而且耗時(shí)長(zhǎng)。浸出鈾后尾礦中的酸需要用大量堿調(diào)節(jié)至堿性后再進(jìn)行浮選，造成大量資源浪費(fèi)。另一種是鈾鈹不經(jīng)過(guò)預(yù)先分離直接用酸浸出。這種工藝往往給后續(xù)分離帶來(lái)麻煩，不利于操作和降低成本。目前尚缺少一種針對(duì)所述含鈾鈹?shù)V石綜合提取鈾和鈹?shù)墓に嚵鞒獭?因此，研究一種分離此類礦石中的鈾和鈹，得到重鈾酸銨和鈹精礦產(chǎn)品的工藝流程，對(duì)此類礦石開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，以提高鈾鈹?shù)幕厥章?，減少資源浪費(fèi)，降低操作難度和成本。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，包括以下步驟步驟一，含鈾鈹?shù)V石的破碎和浮選，將含鈾鈹?shù)V破碎至1 2毫米，再由球磨機(jī)濕磨至-200目> 80%，用碳酸鈉1300 4200g/t，調(diào)節(jié)礦漿pH值到9. 5 11. 5 ；然后在攪拌過(guò)程中依次加入2%的氟化鈉溶液和2%的硫化鈉溶液做抑制劑，用量分別為60 180g/ t和150 380g/t，3 5分鐘后加入的苯甲羥肟酸溶液做輔助捕收劑，用量為200 500g/t，2 5分鐘后加入油酸作捕收劑，用量為0. 65 3. 8L/t ；3 5分鐘后充入空氣鼓泡，進(jìn)行浮選，鼓泡Imin后，開(kāi)始刮泡分離，分別收集得到鈹精礦和含鈾浮選尾礦，實(shí)現(xiàn)鈾和鈹?shù)姆蛛x；通過(guò)所述步驟，能得到氧化鈹品位為2 4. 5%的鈹精礦。步驟二，含鈾浮選尾礦的浸出，步驟一得到的含鈾浮選尾礦經(jīng)過(guò)自然沉淀后，將固體渣與水相分離后常溫風(fēng)干，向每干重100重量份的浮選尾礦中加入100重量份的去離子水后，邊攪拌邊加入1 5重量份的98 %的濃硫酸，然后每6 M小時(shí)攪拌一次，每次攪拌時(shí)間5 10分鐘，直至礦漿攪拌混勻，連續(xù)浸出48 120小時(shí)。步驟三，鈾的解吸和回收，向每重量份步驟二得到的浸出礦漿中加入5 10重量份的強(qiáng)堿型大孔陰離子交換樹(shù)脂，粒徑60 80目，攪拌使樹(shù)脂與浸出礦漿充分接觸；40 90min后將浸出礦漿與樹(shù)脂的混合物過(guò)100目篩，實(shí)現(xiàn)礦漿與樹(shù)脂的分離，得到含鈾的樹(shù)脂，用2 5倍于樹(shù)脂體積的的硫酸溶液多次淋洗樹(shù)脂上的顆粒殘留物及雜質(zhì)，淋洗液返回鈾的浸出端，然后用3 7倍于樹(shù)脂床體積的0. lmol/L硫酸和0. 9mol/L氯化銨混合溶液解吸樹(shù)脂上吸附的鈾，分別解吸3 7次，；然后合并解吸液，加熱解吸液至沸騰，再加入氨水調(diào)節(jié)PH大于9，得到鈾產(chǎn)品沉淀。所述步驟一中含鈾鈹?shù)V破碎至1 2毫米后，由球磨機(jī)濕磨至-200目> 95%。所述步驟一中調(diào)節(jié)礦漿pH值的碳酸鈉用量為2100g/t。所述步驟一中抑制劑中2%的氟化鈉溶液的用量為82g/t，2%的硫化鈉溶液用量為 160g/t。所述步驟一中輔助捕收劑的苯甲羥肟酸溶液的用量為280g/t，捕收劑油酸用量為 3. 4L/t。所述步驟二中加入100重量份的去離子水后，邊攪拌邊加入2重量份98%的濃硫酸。所述步驟二中每12小時(shí)攪拌一次，連續(xù)浸出時(shí)間為96小時(shí)。所述步驟三中每重量份步驟二得到的浸出礦漿中加入8重量份的D296陰離子交換樹(shù)脂，樹(shù)脂與浸出礦漿充分接觸的時(shí)間為80min。所述步驟三中用3倍于樹(shù)脂體積的硫酸溶液淋洗樹(shù)脂上的顆粒殘留物及雜質(zhì)。所述步驟三中使用5倍于樹(shù)脂床體積的解吸液分5次解吸樹(shù)脂上吸附的鈾。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于(1)采用一次磨礦工藝，通過(guò)先浮選、 后浸鈾的工藝，實(shí)現(xiàn)鈾鈹分離，工藝流程穩(wěn)定、簡(jiǎn)便，鈹?shù)幕厥章蚀笥?0% ； (2)鈾的浸出率大于95%，浸出耗時(shí)少，直接采用礦漿吸附工藝，避免了浸出礦漿與固體礦渣的分離操作， 鈾的總回收率大于90%。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 3使用的鈾鈹?shù)V樣品均采自新疆鈾鈹?shù)V床，礦石種類為羥硅鈹石。實(shí)施實(shí)例1步驟一，含鈾鈹?shù)V石的破碎和浮選，使用對(duì)輥破碎機(jī)將含鈾鈹?shù)V破碎至1 2毫米，再由球磨機(jī)濕磨至-200目> 80%，用無(wú)水碳酸粉末1300g/t，調(diào)節(jié)礦漿pH值到9. 5 ；然后依次加入2%的氟化鈉溶液和2%的硫化鈉溶液做抑制劑，用量分別為60g/t和150g/t ； 3分鐘后加入的苯甲羥肟酸溶液做輔助捕收劑，用量為200g/t ；2分鐘后加入工業(yè)用分析純油酸作捕收劑，用量為0. 65L/t ；3分鐘后充入空氣鼓泡，進(jìn)行浮選，鼓泡5min后，分別收集得到鈹精礦和含鈾浮選尾礦，實(shí)現(xiàn)鈾和鈹?shù)姆蛛x。烘干后測(cè)定鈹精礦中氧化鈹?shù)暮繛?. 4%，含鈾浮選尾礦中鈾的含量為0. 19%，鈾和鈹?shù)幕厥章示笥?5%。步驟二，含鈾浮選尾礦的浸出，稱取干重5000g含鈾的浮選尾礦于IOL容器中，加入5000mL去離子水，邊攪拌邊加入50mL濃硫酸，每Mi攪拌一次，每次攪拌時(shí)間5 10分鐘，直至礦漿攪拌混勻，連續(xù)浸出48h。該步驟鈾的浸出率為82%。步驟三，鈾的解吸和回收，向浸出礦漿中投入250g強(qiáng)堿型大孔陰離子交換樹(shù)脂 D296，粒徑60 80目，用電動(dòng)攪拌器低速攪拌，使樹(shù)脂與礦漿充分接觸；40min后將礦漿與樹(shù)脂的混合物過(guò)100目篩，實(shí)現(xiàn)礦漿與離子交換樹(shù)脂的分離；然后用3倍于樹(shù)脂床體積濃度為(ν/ν)的硫酸分3次淋洗樹(shù)脂上的雜質(zhì)，淋洗液返回鈾的浸出端；用3倍樹(shù)脂床體積的0. lmol/L的硫酸和0. 9mol/L的氯化銨混合溶液分3次解吸樹(shù)脂柱吸附的鈾，然后合并解吸液，置于電熱板上加熱煮沸，加入氨水，調(diào)節(jié)PH大于9，得到鈾產(chǎn)品沉淀。最后鈾的總回收率大于85%。實(shí)施實(shí)例2步驟一，含鈾鈹?shù)V石的破碎和浮選，使用圓盤破碎機(jī)將含鈾鈹?shù)V破碎至1 2毫米，再由球磨機(jī)濕磨至-200目> 90%，用無(wú)水碳酸粉末4200g/t，調(diào)節(jié)礦漿pH值到11. 5 ； 然后依次加入2%的氟化鈉溶液和2%的硫化鈉溶液做抑制劑，用量分別為180g/t和380g/ t ；5分鐘后加入的苯甲羥肟酸溶液做輔助捕收劑，用量為500g/t ；3分鐘后加入工業(yè)用分析純油酸作捕收劑，用量為3. 8L/t ；4分鐘后充入空氣鼓泡，進(jìn)行浮選，鼓泡lOmin，分別收集得到鈹精礦和含鈾浮選尾礦，實(shí)現(xiàn)鈾和鈹?shù)姆蛛x。烘干測(cè)定精礦中氧化鈹?shù)暮繛?4. 5 %，尾礦中鈾的含量為0. 2%，鈾和鈹?shù)幕厥章史謩e為95^^80 ^步驟二，含鈾浮選尾礦的浸出，稱取干重5000g含鈾的浮選尾礦于IOL玻璃燒杯中，加入5000mL去離子水，邊攪拌邊加入250mL濃硫酸，每24h攪拌一次，每次攪拌時(shí)間5 10分鐘，直至礦漿攪拌混勻，連續(xù)浸出120h。該步驟鈾的浸出率為98%。步驟三，鈾的解吸和回收，向浸出礦漿中投入500g強(qiáng)堿型大孔陰離子交換樹(shù)脂 D296，粒徑60 80目，用電動(dòng)攪拌器低速攪拌，使樹(shù)脂與礦漿充分接觸；SOmin后將礦漿與樹(shù)脂的混合物過(guò)100目篩，實(shí)現(xiàn)礦漿與離子交換樹(shù)脂的分離；然后用3倍樹(shù)脂床體積濃度為 1% (ν/ν)的硫酸分3次淋洗樹(shù)脂上的雜質(zhì)，淋洗液返回鈾的浸出端；用7倍樹(shù)脂床體積的 0. lmol/L的硫酸和0. 9mol/L的氯化銨混合溶液分7次解吸樹(shù)脂柱吸附的鈾，然后解吸液， 置于電熱板上加熱煮沸，加入氨水，調(diào)節(jié)PH大于9，得到鈾產(chǎn)品沉淀。最后鈾的總回收率大于 90%。實(shí)施實(shí)例3步驟一，含鈾鈹?shù)V石的破碎和浮選，使用圓盤破碎機(jī)將含鈾鈹?shù)V破碎至1 2毫米，再由球磨機(jī)濕磨至-200目> 85%，用無(wú)水碳酸粉末2100g/t，調(diào)節(jié)礦漿pH值到10. 0 ； 然后依次加入2%的氟化鈉溶液和2%的硫化鈉溶液做抑制劑，用量分別為82g/t和160g/ t ；4分鐘后加入的苯甲羥肟酸溶液做輔助捕收劑，用量為^Og/t ；5分鐘后加入工業(yè)用分析純油酸作捕收劑，用量為3. 4L/t ；5分鐘后充入空氣鼓泡，進(jìn)行浮選，鼓泡15min，分別收集得到鈹精礦和含鈾浮選尾礦，實(shí)現(xiàn)鈾和鈹?shù)姆蛛x。烘干測(cè)定精礦中鈹?shù)暮繛?. 1%, 尾礦中鈾的含量為0. 2%，鈾和鈹?shù)幕厥章史謩e為95%、90%。步驟二，含鈾浮選尾礦的浸出，稱取干重5000g含鈾的浮選尾礦于IOL玻璃燒杯中，加入5000mL去離子水，邊攪拌邊加入IOOmL濃硫酸，每他攪拌一次，連續(xù)浸出72h。該步驟鈾的浸出率為93%。步驟三，鈾的解吸和回收，向浸出礦漿中投入30g強(qiáng)堿型大孔陰離子交換樹(shù)脂 D296，粒徑60 80目，用電動(dòng)攪拌器低速攪拌，使樹(shù)脂與礦漿充分接觸；60min后將礦漿與樹(shù)脂的混合物過(guò)100目篩，實(shí)現(xiàn)礦漿與離子交換樹(shù)脂的分離；然后用3倍樹(shù)脂床體積濃度為 1% (ν/ν)的硫酸分3次淋洗樹(shù)脂上的雜質(zhì)，淋洗液返回鈾的浸出端；用5倍樹(shù)脂床體積的 0. lmol/L的硫酸和0. 9mol/L的氯化銨混合溶液分5次解吸樹(shù)脂柱吸附的鈾，然后合并解吸液，置于電熱板上加熱煮沸，加入氨水，調(diào)節(jié)PH大于9，得到鈾產(chǎn)品沉淀。最后鈾的總回收率大于90%。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)作了詳細(xì)說(shuō)明，所述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例，但是本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)， 還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于包括以下步驟步驟一，含鈾鈹?shù)V石的破碎和浮選，將含鈾鈹?shù)V破碎至1 2毫米，再由球磨機(jī)濕磨至-200目>80%，用碳酸鈉(無(wú)水碳酸粉末)1300 4200g/t，調(diào)節(jié)礦漿pH值到9. 5 11. 5 ；然后在攪拌過(guò)程中依次加入2%的氟化鈉溶液和2%的硫化鈉溶液做抑制劑，用量分別為60 180g/t和150 380g/t，3 5分鐘后加入1 %的苯甲羥肟酸溶液做輔助捕收劑，用量為200 500g/t，2 5分鐘后加入油酸(工業(yè)用分析純油酸)作捕收劑，用量為 0. 65 3. 8L/t ；3 5分鐘后充入空氣鼓泡，進(jìn)行浮選，鼓泡Imin后，開(kāi)始刮泡分離，分別收集得到鈹精礦和含鈾浮選尾礦，實(shí)現(xiàn)鈾和鈹?shù)姆蛛x；通過(guò)所述步驟，能得到氧化鈹品位為 2 4. 5%的鈹精礦；步驟二，含鈾浮選尾礦的浸出，步驟一得到的含鈾浮選尾礦經(jīng)過(guò)自然沉淀后，將固體渣與水相分離后常溫風(fēng)干，向每干重100重量份的浮選尾礦中加入100重量份的去離子水后， 邊攪拌邊加入1 5重量份重98%的濃硫酸，然后每6 M小時(shí)攪拌一次，每次攪拌時(shí)間 5 10分鐘，直至礦漿攪拌混勻，連續(xù)浸出48 120小時(shí)；步驟三，鈾的解吸和回收，向每重量份步驟二得到的浸出礦漿中加入5 10重量份的強(qiáng)堿型大孔陰離子交換樹(shù)脂，粒徑60 80目，攪拌使樹(shù)脂與浸出礦漿充分接觸；40 90min后將浸出礦漿與樹(shù)脂的混合物過(guò)100目篩，實(shí)現(xiàn)礦漿與樹(shù)脂的分離，得到含鈾的樹(shù)脂，用2 5倍于樹(shù)脂體積的的硫酸溶液多次淋洗樹(shù)脂上的顆粒殘留物及雜質(zhì)，淋洗液返回鈾的浸出端，然后用3 7倍于樹(shù)脂床體積的0. lmol/L硫酸和0. 9mol/L氯化銨混合溶液解吸樹(shù)脂上吸附的鈾，分別解吸3 7次，；然后合并解吸液，加熱解吸液至沸騰，再加入氨水調(diào)節(jié)PH大于9，得到鈾產(chǎn)品沉淀。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟一中含鈾鈹?shù)V破碎至1 2毫米后，由球磨機(jī)濕磨至-200目> 95%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟一中調(diào)節(jié)礦漿PH值的碳酸鈉用量為2100g/t。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟一中抑制劑中2%的氟化鈉溶液的用量為82g/t，2%的硫化鈉溶液用量為160g/t。
5.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟一中輔助捕收劑的苯甲羥肟酸溶液的用量為280g/t，捕收劑油酸用量為3. 4L/t。
6.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟二中加入100重量份的去離子水后，邊攪拌邊加入2重量份98%的濃硫酸。
7.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟二中每 12小時(shí)攪拌一次，連續(xù)浸出時(shí)間為96小時(shí)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟三中每重量份步驟二得到的浸出礦漿中加入8重量份的D296陰離子交換樹(shù)脂，樹(shù)脂與浸出礦漿充分接觸的時(shí)間為80min。
9.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟三中用 3倍于樹(shù)脂體積的硫酸溶液淋洗樹(shù)脂上的顆粒殘留物及雜質(zhì)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，其特征在于所述步驟三中使用5倍于樹(shù)脂床體積的解吸液分5次解吸樹(shù)脂上吸附的鈾。
全文摘要
一種含鈾鈹?shù)V石的鈾鈹分離工藝，包括以下三個(gè)步驟含鈾鈹?shù)V石的破碎和浮選；含鈾浮選尾礦的浸出；鈾的解吸和回收。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于(1)采用一次磨礦工藝，通過(guò)先浮選、后浸鈾的工藝，實(shí)現(xiàn)鈾鈹分離，工藝流程穩(wěn)定、簡(jiǎn)便，鈹?shù)幕厥章蚀笥?0％；(2)鈾的浸出率大于95％，浸出耗時(shí)少，直接采用礦漿吸附工藝，避免了浸出礦漿與固體礦渣的分離操作，鈾的總回收率大于90％。
文檔編號(hào)B03B7/00GK102527493SQ201010589119
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者崔建勇, 張霖, 曾青云, 李伯平, 李子穎, 武朝暉, 王果, 艾永亮, 范光, 郭冬發(fā) 申請(qǐng)人:核工業(yè)二一六大隊(duì), 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院