不同分维值的铀矿浸出研究

２ 试 验 矿 石 样 的 制备
２ １ 常 规 柱 浸 试 验 矿 样 ．
铀一 硅质 脉型 等 。铀 主要 以显 微 沥青 铀 矿 形 态 呈
微 粒 状 、 团 块 状 、 短 脉 状 ， 布 于 变 余 碎 裂 花 微 微 嵌
试验 柱 的内径与颗粒 尺寸 的 比值是 影响浸 出
效 果 的一 个 重 要 因 素 。据 经 验 ， 比 值 要 大 于 ４ 该
由表 １可 知 ： 石 中 的铀 品位 较 低 ， 均 为 矿 平
０ １ ４ ， Ｙ ） Ｕ（Ｖ 质 量 分 数 之 比 为 ０ ９ ； ． ３ Ｕ（ Ｉ 与 Ｉ） ． ２
Ｆ 。 ｅＯ 的质量分 数大 于 Ｆ Ｏ 的质量 分数 。矿石 的 ｅ 氧化性 能一 般 。硅 和 铝 的质 量 分数 较 高 ， 可 能 很
１ ２ 试 验 矿 石 取 样 ．
为 了使 所取 得 的矿 样 具有 代 表性 ， 使 矿 石 并
铀 品位基本 符合 工 艺试 验 的要 求 ， 用 全巷 法 取 采 样， 爆破矿 石按二 分法缩 分后 取得 矿 石试 样 ２ １ ．７ ｔ 。矿样 经 破 碎 、 筛分 、 缩分 、 样 后送 检 ， 到 矿 取 得 石综 合试样 的化 学 分析 结 果 ， 主要 组分 的质 量 其
第２ ９卷 第 １期
２１ ０ ０年 ２月
铀
矿 冶
Ｖｏ１ ２ Ｎ Ｏ ．９ ．１
Ｕ Ｒ Ａ Ｎ Ｉ Ｍ Ｉ Ｎ Ｇ Ｎ Ｄ ＥＴＡ ＬＬＵ ＲＧ Ｙ Ｕ Ｍ ＮＩ Ａ Ｍ
Ｆｅ ｂ．２ ０ ０１
某 花 岗岩型 铀 矿石 浸 出性 能研 究
冯 春林 黄 伟 张 晓文 吴 永 丰 ， 桂 珍 ， ， ， 凌
岗岩 内。其 次还 有 微量 的钙 铀云 母 、 钙铀 矿 等 硅

第２８卷
第１期
铀矿
冶
Ｖ０１．２８
ＮＯ．１
２００９年２月
ＵＲＡＮＩＵＭ ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡ Ｉ。Ｉ。ＵＲＧＹ
Ｆｅｂ．２００９
某矿床铀矿石浸出工艺参数的选择
李建华，邓锦勋，程 威，周绍銮，吴会玲
（核工业北京化工冶金研究院，北京１０１１４９）
摘要：分析江西某矿床铀矿石的组成和铀矿物形式。并通过试验研究确定处理该铀矿石的工艺流程和工艺参数。
目的。
Байду номын сангаас
碳酸钠在选择浸出铀的同时，在氧化剂存在 的情况下，矿石中的硫化物会有如下反应［１］：
２ＦｅＳ２＋８Ｎａ２Ｃ０３＋７．５０２＋７Ｈ２０—一
２Ｆｅ（ＯＨ）３＋４Ｎａ２Ｓ０４＋８ＮａＨＣ０３。
铀矿石中含有低价铀矿物，只有在氧化环境 才能被浸出，而矿石的硫化物含量高，过分的氧化 又会导致碳酸钠消耗量高。除此以外，矿石的有 机物含量高，充分的氧化会使有机物溶出，进而影 响离子交换工序。所以氧化应控制在合理的水 平，即在满足铀矿物氧化的前提下，尽量降低硫化 物的氧化和有机物的溶出。 基于对铀矿石性质的认识，从理论上分析，对 于该矿床铀矿石，认为应采用常压碱法搅拌浸出。
收稿日期：２００８－０３－１１
作者简介：李建华（１９６５一），男，湖南省衡阳市人，研究员级高级工程师，从事铀水冶工艺研究工作。
万 方数据
１２
铀矿
冶
第２８卷
２
浸出工艺参数的选择
影响铀矿物浸出的因素包括矿石粒度、温度、
越高。当然矿石粒度越小，破碎磨矿的成本会越 高，而与矿石粒度＜１００目相比，矿石粒度＜１２０ 目的矿样的浸出率仅提高０．９％，因此选择矿石 粒度（１００目。
２．１

ｒ ｔ ｆｕ ａ ｉ ｍ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｎ ｉｃ ｅ ｓ ｎ ｆａ ｔｌｄｉ ｅ ｉ ｎ Ｈ ｏ ｖ ｒ ａｅ ｏ ｒ ｎ ｕ ｉ ｅ ｅ ｓ ｄ ｗｉｈ ａ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ ｒ ｃ ａ ｍ ｎｓｏ ． ｗｅ ｅ ．ｗｈ ｎ ｔ ｒ ｃａ ｉ ｅ ｓｏ Ｓｍｏ ｅ ｔ ａ ０， ｅ ｈｅｆａ ｔｌｄ ｍ ｎ ｉ ｎ ｉ ｒ ｈ ｎ ２．
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｔ ｄ ｈ ｆｅ ｔ ｆ ｔ ｒ —ｏ ｋ ｃ ｕ ｈ ｎ ｉｅ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｎ ｈｅ ｌａ ｈ ｎ ａ ｅ ｆ ｔ ｅ ｕ ａ ｉ ｍ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｓｕ ｙ ｔ ｅ ｅｆ ｃｓ ｏ ｈｅ ｏ ｅ ｒ ｃ ｒ ｓ ｉ ｇ ｓｚ ｉｔｉ ｕ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｉ ｇ ｒ ｔ ｏ ｈ ｒ ｎ ｕ ｍｅａ ，ｔ ｅ ｄｉｔｉ ｕｔ ｎ ｌｗ ｆｐ ｒｉｌ ｉｅ ｗａ ｔ ｄ ｅ ｔ ｔ ｎ ａ ｄ ｓｅ ｅ ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ａｉｎ ｈ ｐ ｂｅｗｅ ｎ ｖ ｌ ｔ ｌ ｈ ｓｒｂ ｉ ａ ｏ ａ ｔｃｅ ｓｚ ｓ ｓｕ ｉｄ ｗｉ ｓａ ｄ ｒ ｉ ｖ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌｔｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｏｕｍｅ ｏ ｈ ａ ｄ ｆａ ｔｌｓ ａｅ ｏ ｉｅ ｐ ｔｆｒ ｒ ｙ Ｍａ ｄ ｌ ｏ ｔ ｎ ｒｃ ａ ｃ ｌ ｆｓｚ ｕ ｏ ｗａ ｄ ｂ ｎ ｅｂ ｒ．Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ｎ ａ ｉ ｅ ｃ ｉ ｇｏ ｒ ｎ ｕ ｓ ｏ ｄ ｔ ｔｔ ｅｌ ａ ｈ ｎ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｃ ｄ ｌ ａ ｈ ｎ ｆｕ ａ ｉ ｍ ｈ ｗｅ ｈａ ｈ ｅ ｃ ｉ ｇ
ＺＥＮＧ ｈ ｎｇ，ＴＡＮ ｉｘ ａ Ｓｅ Ｋａ — ｕ ｎ
（ｃｏｌｆＮ ｃ ａ ｅ ｕｃ ｎ ｕｌ ｒ ｕｌ ｎｉ ｅｎ Ｕ ｉｍ ￣ｏ Ｓ ｕ ｈｎ Ｈ ｎ ｙｎ ２０ １ Ｈ ｎ ｎ Ｃ ｉ ） Ｓｈｏ ｏ ｕｌ ｒ ｓ ｒ ｓ ｄＮ ｅ ｅ Ｅ ｇｎ ｒ ｇ， ｎ ｅ ｉ ｆ ｏｔ Ｃ ｉ ｅ Ｒ ｏ ｅａ ｃ ａＦ ｅｉ ｖ ｈ ａ， ｅｇａｇ４ １０ ， ｕ ， ｎ ａ ｈ ａ

铀尾矿堆中优势细菌的分离鉴定及其对铀矿浸出的影响微生物浸矿作为一种新型的、节约成本的、环境友好的浸矿技术,已经在各种浸矿工艺中得到广泛应用。

但是,影响生物浸矿的因素复杂多样,其中工艺因素的合理调控与菌种的耐受性便是急需解决的难题。

因此,筛选与培育对铀等低放射性核素有较强耐受能力及浸出能力的微生物,对研究生物浸铀的基础理论有很强的指导作用。

本试验从中国广东省韶关市某露天铀尾矿堆中筛选分离出耐铀优势细菌,利用形态观察和16S r DNA基因序列比对方法对该优势细菌进行菌种鉴定,对其进行生长曲线测定并讨论不同的生存因子对其生长的影响,然后探讨了不同影响因素下该优势细菌的耐铀能力及铀浸出能力,并利用SEM和FTIR技术对细菌耐铀性进行机理分析。

菌种鉴定结果显示,该优势细菌为苏云金杆菌,简称Bt。

初步认为,0~5 h为停滞期,5~27 h为对数期,27~43 h为稳定期,然后过渡到衰亡期。

对细菌生长因子的研究试验发现,接种量为4%时该细菌在p H=4.0~10.0、温度为15℃~40℃和Na Cl浓度小于60 g/L的溶液中均能生长。

耐受性试验中发现,接种量、p H值、铀离子的初始浓度等都会影响细菌的耐铀能力,细菌接种量越大铀耐受性越强,最优p H值为6.0~8.0,当接种量为25%、温度为30℃、初始p H=4.0时,该菌最低抑制铀浓度为150 mg/L。

在低浓度铀废水处理中,该细菌表现了较高的去除率,24 h时达到79.49%。

探索试验中与硫酸浸出相比,该细菌对铀的浸出有促进作用,10 h时浸出率达77.93%,同比酸浸高出近40%。

在细菌浸铀试验中,体系p H值越靠近细菌的最佳生长p H值,铀的浸出率越高,初始p H=7.0时,铀浸出率为70.51%;矿浆浓度对细菌浸铀的影响较大,当矿浆浓度小于7.5%时,铀的浸出率达68.05%,大于7.5%时,最高铀浸出率为24.13%。

菌体量对铀浸出有一定的影响,细菌液/培养基的体积比为1:3时效果最佳。

第49卷第8期2021年4月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol. 49 No. 8Apr. 2021微波焙烧应用于某铀矿浸出的实验研究刘勇（广东省矿产应用研究所，国土资源部放射性与稀有稀散矿产重点实验室，广东省放射性与三稀资源利用重点实验室，广东韶关512026）摘 要：本文以某陕西某铀矿重磁精矿为研究对象，针对精矿铀品位低、难分解等特点，首次在铀矿焙烧过程中引入了微波加热技术，并得到了较好的指标。

微波加热时间只需20分钟焙烧时间，而铀渣计浸出率达到97%以上，在得到良好的浸 出指标的基础上又节约了冶金作业的生产成本。

而且微波加热焙烧更易于实现连续性生产，其生产能力比常规加热焙烧增加了 6倍以上。

关键词：微波加热；铀矿；硫酸化焙烧中图分类号：TD983 文献标志码：A 文章编号：1001-9677（2021）08-0055-03Experimental Study on Microwave Roasting in Leaching of Uranium Ore **基金项目：2020年广东省财政地勘事业发展经费项目（201807） o作者简介：刘勇（1987-）,男，工程师，主要从事选矿实验研究、矿产综合利用等技术研究工作。

LIU Yong(Guangdong Mineral Resources Research Institute , Key Laboratory of Radioactive andRare Scattered Minerals Resources of Ministry and Land and Resources , Guangdong Provincial Key Laboratory of Radioactive and Rare Resource Utilization , Guangdong Shaoguan 512026, China)Abstract : The gravity and magnetic concentrate of a uranium mine in Shaanxi province was taken as the object of study , aiming at the characteristics of low grade and difficult decomposition of uranium concentrate , the microwave heating time only took 20 minto roast , and the leaching rate of uranium slag reached over 97 %. On the basis of obtaining good leaching index , the production cost of metallurgical operation was saved. In addition , the continuous production was easier to be achieved by microwave heating roasting , and the production capacity was increased by more than 6 times than that of conventional heating roasting.Key words ： microwave heating ； uranium deposit ； sulphating roasting铀是世界上极为重要的能源矿产和战略矿产，尤其在核电 方面得到大力推广应用，而我国目前核电占有率却不足4%, 为此，国家提出积极发展核电的规划。

绳状青霉生物浸铀实验研究微生物浸矿技术具有投资少、工艺简单、绿色环保等诸多优点,在矿产资源回收和环境保护领域显示出广阔的应用前景。

本文旨在研发一种铀矿石的真菌生物浸出方法。

研究了绳状青霉代谢产物浸出、绳状青霉直接浸出、氧化强化浸出及透析浸出等多种体系下的铀矿石浸出行为,分析了绳状青霉浸铀作用机理。

取得的主要研究成果如下:（1）开展了绳状青霉代谢产物浸铀实验,研究了不同培养基种类、培养时间、孢子接种量、培养温度等条件产生的绳状青霉代谢产物对铀浸出的影响。

结果表明,代谢产物的pH值对铀浸出率有较大影响,随着代谢产物pH值降低,铀浸出率随之增大。

在培养基为PCS培养基、接种量为1‰(OD₆₀₀=1.0)、培养温度为30℃、发酵时间为5天的条件下,代谢产物的pH值为2.74,铀浸出率为43.5%。

（2）开展了绳状青霉直接浸铀实验,研究了浸出时间、矿浆浓度、摇床转速及矿石粒径等对铀浸出的影响。

结果表明,采用PCS培养基,接种量为1‰(OD₆₀₀=1.0)、温度为30℃、浸出时间为7天、矿浆浓度为5%、矿石粒径为-250目、摇床转速为200 r·min^-1时,铀的浸出率最高为53.9%。

（3）开展了FeCl₃氧化强化浸出和透析浸出实验。

相比于直接浸出和代谢产物浸出,绳状青霉菌体的形态均发生了相应的变化。

透析袋中的菌体形态呈现为松散的菌团,而添加氧化剂FeCl₃时,菌体形态表现为粒径较为均匀的菌球。

同时,FeCl₃氧化强化浸出,铀的浸出率增至63.5%。

（4）通过分析比较各浸出体系下铀的浸出率及浸出渣检测结果,表明绳状青霉浸铀是有机酸的酸化络合和菌丝对矿石的机械作用两者协同作用的结果。

第 ３７ 卷 第 ２ 期
铀 矿 冶
Vol������３７ No������２
２０１８ 年 ５ 月
URANIUM MINING AND METALLURGY
May２０１８
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破碎矿石进行混 合、缩 分 和 利 用 实 验 室 颚 式 破 碎 机 、对 辊 破 碎 机 及 球 磨 机 对 矿 样 进 行 进 一 步 加 工 . 矿石的 X荧光分析和化学多元素分析结果分别 见 表 １ 和 表 ２.

酸浸铀矿堆氡析出规律及堆场辐射安全防护研究铀矿山堆场存在着大量由铀矿石堆积而成的矿堆,在进行铀矿浸出工艺时,堆浸矿堆通常伴随着大量的氡析出,这些由矿石表面及矿石颗粒孔隙中析出的氡量对铀矿山堆场的氡浓度水平有着重要的影响,如何做好铀矿山堆场氡防护已经成为铀矿开采以及浸出工艺中的一大难题。

研究指出,铀矿山工人所受辐射剂量主要来自于氡及其子体。

为此,本文通过理论以及室内试验的方法,研究铀矿山堆浸时矿堆的氡析出规律,依据此规律,提出对应的铀矿山堆场辐射安全防护措施。

取得的成果如下:(1)介绍了氡在铀矿浸出时的迁移主要分为两种方式,即氡在矿石颗粒等射气介质中的迁移以及氡在气液两相流中的迁移。

氡在射气介质中迁移的方式主要有扩散、渗流以及扩散-渗流三种方式,而在气液两相流中,氡的迁移是一个复杂的相间传递的过程,氡析出率受堆浸铀矿堆内气液两相的流动情况和氡在气液两相中浓度分布的影响。

(2)设计并制作了铀矿浸出一维(仅考虑单一方向氡析出)实验柱,在室内进行了酸法铀矿浸出试验,试验结果表明:整个浸出反应中,浸出液中铀离子浓度在浸出初期处于较低水平,随着浸出反应的进行呈现出迅速增大后又逐渐减小,最后趋于稳定的趋势;浸出液的p H值在整个浸出反应中呈现出逐渐降低的趋势,且越到浸出后期,浸出液中的p H变化幅度越小;随着浸出天数的增加,矿石浸出率逐步增加的同时,氡析出率的变化呈现出先急速减小,然后缓慢升高的趋势;在每天8小时的喷淋过程中,喷淋强度(20.55 L/(h·m2))一定时,矿石堆表面的氡析出率在喷淋初期逐渐增加,达到最大值后又逐渐减小,减小到一定值后趋于稳定;在每天的喷淋过程中,当上部喷酸量与下部出液量相等时,矿堆在浸出初期(即第1天)的氡析出率最高,而浸出中期(第8天)和浸出后期(第15天)相对于浸出初期(第1天)的氡析出率较低,且浸出中期(第15天)相对于浸出后期(第8天),矿石氡析出率相对来说较高;在上部停止喷淋,只有下部出液的排液阶段,氡的析出率先降低然后逐渐升高,最后趋于稳定。

２ 矿层 水分 析
铀现场试验前都要开展室内岩芯浸 出性能研究。室 内 研究 是将地 浸过程 模 型化 ， 以搅 拌浸 出和柱浸 试验 为主 确定 各项 浸 出参 数见表 １ ～３ 。新 疆某 铀矿 床 属 于砂 岩
型铀 矿床 ， 为 了更 全面地 了解该 矿床 的物理特 性和 室 内 工 艺特征及 参数 ， 对该矿 床 的铀矿石进 行 了室内试验研 究 。试验 内容 主要 包 括矿 石 物理 性 能 的研 究 、 容酸量、 氧化 还原性 、 搅 拌浸 出试 验 ； 搅 拌 浸 出试 验 分 为溶 浸 剂 选择 和氧化剂 浓度选择试 验 。
西部探矿工程
１ ０ ５
样 品达 ３ １ ． ９ ７ ， 小于 ０ ． １ ５ ｍｍ 的样 品达 ３ Ｏ ． ６ ７ 。 ３ ． ２ 根据粒 度组成 计算 渗透 系数及 其不 均匀 系数Ｌ ２ ］
当ｐ Ｈ低于 ２ ． ０时 （ 溶 液 中出现游离 酸 ） ， 停止 补 酸 。测
通过工艺样品粒度组成的累计值曲线 ， 计算矿样的 渗 透系数 及其 不均匀 系数 。
砂砾岩 占 所送样品数的 ３ ８ ， 其次为砾岩 ， 占总样品数 的２ ４ ； 粉砂岩占总样品数的 ４ 。大部分矿样呈胶结 泥岩状 ， 在保持天然粒度下无法破碎 ， 用酸溶液浸泡一 个月后仍无 变化 。经过 讨论 决定 ， 将 能破 碎的样 品破碎 后混合 均匀进行 各项 试 验 研究 。能破 碎 的 矿样 只 占总
摘
要： 详细介绍了新疆某砂岩铀矿石物理特性和矿样 室内浸出工艺特征及参数 ， 通过搅拌浸出试验
以及 只 用硫 酸浸 出的柱 浸对 比试 验 ， 对 试验 结果进行 了讨论 ， 并对矿 石浸 出性能做 出 了评 价 。 关 键词 ： 砂 岩铀矿 ； 物理性 能 ； 搅 拌浸 出； 柱 浸试验

２０１２年６月Ｊｕｎｅ２０１２岩　矿　测　试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．３１，Ｎｏ．３５０１～５０６收稿日期：２０１１－０８－０９；接受日期：２０１２－０３－０１基金项目：国家自然科学基金项目（４０９７３０７０）作者简介：马强，硕士研究生，采矿工程专业。

Ｅ ｍａｉｌ：ｍｑｙｘ８６＠１６３．ｃｏｍ。

通讯作者：冯志刚，教授，从事铀矿地质和环境地球化学研究。

Ｅ ｍａｉｌ：ｆｅｎｇ＿ｚｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。

文章编号：０２５４５３５７（２０１２）０３０５０１０６新疆某地浸砂岩型铀矿中铀赋存形态的研究马强１，冯志刚１，孙静２，谢二举１，李小军１（１．南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳　４２１００１；２．铀矿冶生物技术国防重点学科实验室，南华大学，湖南衡阳　４２１００１）摘要：以新疆某地浸砂岩型铀矿为研究对象，参考Ｔｅｓｓｉｅｒ逐级化学提取方法，对１０件矿芯试样进行铀赋存形态的研究。

将铀赋存形态分为可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物及有机物结合态和残渣态，其中前４种形态铀为活性铀，残渣态铀为惰性铀。

研究结果显示，无论是试样间还是同一试样内，铀的形态分布特征都存在明显的差异。

各形态铀的含量（平均值）占总量铀的比例为：残渣态（３７．７５％，ＲＳＤ为１．８０％）＞碳酸盐结合态（２０．５６％，ＲＳＤ为２．７２％）＞可交换离子态（１５．５１％，ＲＳＤ为１．８５％）＞硫化物及有机物结合态（１４．２６％，ＲＳＤ为２．０８％）＞铁锰氧化物结合态（１１．９１％，ＲＳＤ为１．７５％），表明残渣态铀是砂岩型铀矿石中铀的重要赋存形式。

针对目前酸法地浸工艺，活性铀是可被浸出的部分，而惰性铀对资源回收是无效的，对于残渣态铀所占比例较高的铀矿石，铀的浸出值较低，在地浸过程中依靠提高溶浸剂的酸度和增加氧化剂对提高浸出率是无益的。

关键词：砂岩型铀矿；铀赋存形态；逐级化学提取；活性铀中图分类号：Ｐ６１９．１４；Ｏ６５５．６；Ｏ６１４．６２文献标识码：ＡＳｔｕｄｙｏｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆＵｒａｎｉｕｍｉｎＳａｍｐｌｅｓｆｒｏｍｉｎ ｓｉｔｕＬｅａｃｈｉｎｇＳａｎｄｓｔｏｎｅ ｔｙｐｅＵｒａｎｉｕｍＤｅｐｏｓｉｔｉｎＸｉｎｊｉａｎｇＭＡＱｉａｎｇ１，ＦＥＮＧＺｈｉ ｇａｎｇ１ ，ＳＵＮＪｉｎｇ２，ＸＩＥＥｒ ｊｕ１，ＬＩＸｉａｏ ｊｕｎ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＮｕｃｌｅａｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＮｕｃｌｅａｒＦｕｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ　４２１００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＤｉｓｃｉｐｌｉｎｅＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌＤｅｆｅｎｓｅｆｏｒＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＵｒａｎｉｕｍＭｉｎｉｎｇａｎｄＨｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ　４２１００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｍｅｔｈｏｄｏｆｓｔｕｄｙｉｎｇｕｒａｎｉｕｍｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｆｒｏｍｉｎ ｓｉｔｕｌｅａｃｈｉｎｇｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｔｙｐｅｕｒａｎｉｕｍｄｅｐｏｓｉｔｓｂｙａｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｓａｎｄｓｔｏｎｅｕｒａｎｉｕｍｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．ＴｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｆｒｏｍＴｅｓｓｉｅｒ．Ｕｒａｎｉｕｍｉｎｓａｍｐｌｅｓｗａｓｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｆｉｖｅｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｓ：ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅｉｏｎｓ，ｂｏｕｎｄｔｏｃａｒｂｏｎａｔｅｓ，ｂｏｕｎｄｔｏＦｅ Ｍｎｏｘｉｄｅｓ，ｂｏｕｎｄｔｏｓｕｌｆｉｄｅ ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｆｉｒｓｔｆｏｕｒｐｈａｓｅｓｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆａｃｔｉｖｅｕｒａｎｉｕｍｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｕｒａｎｉｕｍｂｅｉｎｇｓｔａｂｌｅｕｒａｎｉｕｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｕｒａｎｉｕｍｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｙｗｅｒｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｅｓｏｒｉｎｔｈｅｓａｍｅｓａｍｐｌｅ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅａｍｏｕｎｔｓｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ，ｃａｒｂｏｎａｔｅｓｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ，ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ，ｓｕｌｆｉｄｅ ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｓｐｅｃｉａｔｉｏｎａｎｄＦｅ Ｍｎｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎｏｒｄｅｒａｓ３７．７５％（ＲＳＤ＝１．８０％），２０．５６％（ＲＳＤ＝２．７２％），１５．５１％（ＲＳＤ＝１．８５％），１４．２６％（ＲＳＤ＝２．０８％）ａｎｄ１１．９１％（ＲＳＤ＝１．７５％），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｃｉｄｄｉｐｐｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｅａｃｔｉｖｅｕｒａｎｉｕｍｗａｓｌｅａｃｈａｂｌｅａｎｄｔｈｅｉｎｅｒｔｕｒａｎｉｕｍｗａｓｕｎｌｅａｃｈａｂｌｅ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｒｅｓｉｄｕａｌｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．Ｔｈｅｕｒａｎｉｕｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｅｆｏｒｕｒａｎｉｕｍｏｒｅｗｉｔｈａｈｉｇｈｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｕｒａｎｉｕｍ（ｓｕｃｈａｓｔｈｅＮｏ．４ｓａｍｐｌｅｗｉｔｈ５７．１７％ｒｅｓｉｄｕａｌｕｒａｎｉｕｍｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ）ｉｓｌｏｗｅｒａｎｄｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｅｄｏｅｓｎｏｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｄｉｓｓｏｌｖｅａｃｉｄｉｔｙａｎｄｏｘｉｄａｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓａｎｄｓｔｏｎｅｔｙｐｅｕｒａｎｉｕｍｄｅｐｏｓｉｔ；ｃｈｅｍｉｃａｌｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆｕｒａｎｉｕｍ；ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｃｈｅｍｉｃａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ａｃｔｉｖｅｕｒａｎｉｕｍ地浸采铀是集采、选、冶于一体的新型铀矿开采工艺。

doi：10.3969,・issn.1007-7545.2022.06.010某砂岩型铀矿CO2+O2地浸采铀试验陶峰张传飞3,冯国平4,于长贵4,段柏山4,陈梅芳5(1.东华理工大学水资源与环境工程学院，南昌330013；2.湖南省核工业地质调查院，长沙410011；3.中核内蒙古矿业有限公司，呼和浩特010010；4.新疆中核天山铀业有限公司，新疆伊宁835000；5.核工业北京化工冶金研究院铀矿地浸所，北京101149)摘要：为探索CO2+O2地浸采铀工艺在西北某砂岩型铀矿床应用的技术可行性，开展了地浸采铀现场条件试验。

试验表明，向矿层水中注加Q,浸出液残留的溶解氧含量明显增加，但浸出液c(U)未见明显升高；在矿层水中原始c(HCO3-)为300mg/L的条件下，向矿层水中同时注加CO：+Q,浸出液中c(HCO3)仅上升至300-350mg/L,c(U)未见明显升高；补加NH4HCO3使浸出剂中c(HCO3)达到1000mg/L时，浸出液的c(U)随c(HCO厂)上升呈直线上升态势，c(U)峰值达到31.5mg/L,c(U)与c(HCO3-)相关系数达0.95,呈强正相关性。

研究表明，该砂岩型铀矿仅采用CO2+O2进行浸出，不能获得满足地浸工业要求的c(U)；通过补加NH^HCOs并保持浸出液中c(HCO3-)达到800mg/L时，侵出液c(U)出现明显上涨(峰值31.5mg/L,平均25mg/L以上)。

该矿床技术可行的浸出工艺为**CO2+O2+NH1HCO3”地浸。

关键词：地浸采铀;CO2+O2；浸出试验；CO2+O2+NH4HCO3中图分类号:TL212.1+2文献标志码：A文章编号：1007-7545(2022)06-0056-06CO2+O2In-situ Leaching of Uranium from aSandstone Type Uranium DepositTAO Feng1'2,ZHANG Chuan-fei3,FENG Guo-ping4,YU Chang-gui4,DUAN Bai-shan4,CHEN Mei-fang5(1.School o£Water Resources and Environmental Engineering,East China University of Technology,Nanchang,330013,China；2.Hunan Institute o£Nuclear Industry Geology,Changsha410011,China；3.Inner Mongolia Mining Co.,Ltd.,CNNC,Huhhot010010,China；4.Xinjiang Tianshan Uranium Co.,Ltd.,CNNC,Yi'ning835000,Xinjiang,China；5.In-situ Leaching Institute of Uranium,Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy,Beijing101149,China)Abstract:In order to explore the technical feasibility of application of CO2+O2in-situ leaching(ISL) technology in a sandstone type of uranium deposit in Northwest China,a field condition test of ISL uranium mining was carried out.The test results show that when O2is added to groundwater,the dissolved O2content of the leachate residue rises significantly,but there is no significant increase of c(U) in leaching fluid.When CO2and O2are added to the groundwater under the condition of original收稿日期：2022-02-14基金项目：中核集团“青年英才”项目(中核科发：2021]272号)作者简介：陶峰(1981-),男，博士研究生，高级工程师;通信作者：陈梅芳(1983-),女，博士，正高级工程师groundwater c(HCO 3- ) of 300 mg/L, the rise of c(HCO 3 _ ) in the leachate is not significant (only risesfrom 300 mg/L to 350 mg/L) , and no significant increase is observed in c(U)・ By adding NH 4HCO 3 tomake the leaching agent c(HCO 3_ ) to 1 000 mg/L, c(U) in leachate rises straightly with the increase ofc (HCO 3_ ) , and the peak of c(U) reaches 31. 5 mg/L ・ The correlation coefficient of c(U) and c(HCO 3_ )is 0・ 95, and the two parameter shows a strong positive correlation. The research results show that this sandstone type uranium mine cannot meet the requirements of ISL only by CO 2 + O2 leaching process , byadding NH4HCO3 and keeping c(HCO 3_ ) in solution reaches 800 mg/L, c(U) in leachate can meet theindustrial production requirements of ISL (peak value is 31・ 5 mg/L, and the average concentration is 25 mg/L above) . The technically feasible leaching process of this deposit is “CO2 + O 2 + NH4HCO3” in-situ leaching ・Key words : in-situ leaching of uranium mine ； CO 2 + O 2; leaching test ； CO 2 +O 2 +NH 4 HCO 3近年来,CO2+O2地浸采铀技术在我国得到了 迅猛发展，中性体系下铀的浸出、吸附、沉淀等关键技术取得重大突破,较好解决了我国复杂砂岩型铀矿床 开采难题，先后在我国北方松辽盆地、鄂尔多斯盆地 等地建成了多个CO2+O2地浸采铀生产基地。

某铀矿石不同氧化剂浸出对比试验[摘要]针对我国南方某铀矿该矿石进行室内以氯酸钾或菌液作为氧化剂的柱浸对比试验。

结果表明，该矿石浸出周期较长，耗酸高，属难浸铀矿石。

微生物浸出比化学氧化剂浸出耗酸仅高出0.14%情况下提高浸出率2.24%，缩短浸铀周期30天以上。

综合浸出周期、浸出率、平均铀浓度等指标及工业化实际条件，认为微生物浸出方式可以作为该矿石的浸出方式。

【关键词】铀矿石；柱浸；化学浸出；微生物浸出我国南方某矿采用传统化学氧化剂法对铀矿石进行浸出，浸出效率低，成本较高，为进一步提高铀浸出效率，缩短浸铀周期，提高经济效益，决定引入微生物浸铀工艺。

本试验针对该铀矿矿石进行以氯酸钾或菌液作为氧化剂的柱浸对比试验，为开展现场工业性试验提供参考依据。

1、试验条件1.1矿石性质试验矿样为某矿矿石，装柱矿石粒级为-8mm，重量均为20kg，铀品位0.281%表 1 矿石主要成分及含量分析项目及分析结果W(B)%项目SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO 烧失量U（T） U6+ S6+含量72.44 13.99 4.56 2.860 4.17 0.2808 0.038 0.215注：分析数据由东华理工大学分析测试中心提供。

1.2试验装置浸出柱：Φ100mm×2000mm的有机玻璃柱；离子交换柱：Φ50mm×1000毫米的有机玻璃柱；离子交换树脂：D201；蠕动泵：BT100-2J ；2、试验过程与控制各试验柱除氧化剂之外条件的其他条件严格控制一致。

在试验过程中,用蠕动泵控制溶浸液的流量,采用单点滴灌的方式喷液。

矿石装柱量为20Kg，柱高155±2cm。

试验分为酸化阶段和氧化剂浸出阶段。

采用10%喷淋量40g/L硫酸溶液进行喷停比为1:1的酸化，当出液pH值维持在1.90左右时酸化阶段结束。

氧化剂浸出阶段淋浸液分别为菌液和KClO3溶液。

试验所用细菌是从铀矿石中经富集、分离、纯化、驯化诱变等得到的浸矿菌种。

低品位铀矿生物浸出及浸矿菌种耐氟机理研究铀作为核燃料的一种能源,随着核工业的日益发展,高品位铀矿逐步耗竭,造成了低品位矿/尾矿的大量累积。

生物冶金技术由于经济、环保等优势适合处理这些低品位矿/尾矿,但生物浸铀技术在工业应用过程中仍面临着工艺因素的合理调控与菌种的耐受性等难题,因此,探讨如何合理调控生物氧化浸铀工艺与优化微生物群落结构有很有价值的意义,以及从功能基因组学角度研究浸矿微生物的耐氟机理对高耐氟菌种的合理选育和驯化具有很强的理论指导作用。

本文针对以上难题开展了低品位铀矿微生物浸出过程中的多因素影响规律以及浸矿菌种耐氟机理两方面的研究。

一方面,针对生物浸铀工艺调控的合理性,探讨了低品位铀矿生物浸出体系中的多种工艺因素对铀浸出效率的影响规律,并且分析了浸出过程中的微生物群落结构；另一方面,针对浸矿菌种对氟的耐受性问题,从功能基因组学角度研究了单一菌与混合菌的耐氟机理。

具体研究内容与结果主要包括以下六个方面。

1、探讨了低品位铀矿生物柱浸过程的工艺因素影响规律低品位铀矿微生物柱浸研究表明,常温微生物富集培养物对低品位铀矿展现出了良好的浸矿性能,97天柱浸过程中(包括33天酸预浸和64天微生物浸出)铀的浸出率达到了96.8%。

其中微生物作用阶段铀的浸出率有74.5%,占总浸出量的约3/4,而耗酸量不到总量的3/8。

分析表明,可以通过适当控制溶浸液中的微生物群落结构,以及铁和其他离子的含量,来间接调节氧化还原电位,从而促进铀的快速浸出。

并且,采用相关性分析软件Canoco for Windows (version4.5)对工艺因素与铀浸出效率的相关性(CCA)进行分析,结果表明,浸出初期(1-27天),铀的浸出速率处于延缓阶段,pH、喷淋强度及耗酸量对铀浸出效率起到了主导作用；浸出中期(39-87天),铀的浸出速率处于较为快速的阶段,Eh、Fe3+/Fe2+比及液固比是对铀浸出效率的关键因素；在浸出后期(88-97天),铀的浸出速率已经非常缓慢,受液固比的影响比较大。

ｂ ｃ ｅｉ ｅ ｃ ｉｇ ａｔ ｒａ ｉ ｉ ｃ ｔｏ ｔ ｕ ｐ ｕ ｉ ｃｄ ｃ ｎ ｅ ｔａｉｎ ｏ ０ ｇ Ｌ ａ ｄ ２ ／ ａ ｔｒａ ｌａ ｈｎ ｆｅ ｃｄｆ ａ ｉｎ ｗｉ ｓ ｌ ｈ ｒｃ ａ ｉ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｆ１ ／ ｎ ０ ｇ Ｌ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｈ ｅ ｒ ｓ ｌｓ
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浸 出体 系 中 的元 素硫 和 Ｆ ， ｐ Ｅ 、 铁 离 子 浓 度 、 ｅ 使 Ｈ、 ｈ 亚 总铁 浓 度 等 特 征 参 数 朝 着 有 利 于铀 矿石 浸 出 的 方 向 变 化 ； 同等 条 件 下 ， 菌 浸 出 的 浸 出 率 比硫 酸 浸 出 的 提 高 了 ３ ． ～ ４ ． 。 在 细 ４８ ５２ 关 键 词 ： 青 铀 矿 ； 酸 浸 出 ； 菌 浸 出 ； 征 参 数 沥 硫 细 特
・
４ ・ ８
有 色 金 属 （ 炼 部 分 ） ｈ ｔ ： ｙ ｙ． ｇ ｉ ｍ． ｎ 冶 （ｔ ／ ｓ１ ｒ ｐ ／ ｂ ｍ ｃ）

Mg的迁移强度大于碱法，两种工艺下Fe、Al的迁移强度均弱于U、Ca、Mg$中性浸出时，硫酸钙始终未 发生沉淀pH值控制在6. 6以下时，碳酸钙不会发生沉淀；碱法浸出时，碳酸钙不可避免地会发生沉淀； 酸法浸出时，硫酸钙不可避免地会发生沉淀$对于该矿床,CO2+O2中性浸出工艺为首选，控制pH值 在6. 6以下可有效避免碳酸钙沉淀，确保铀正常浸出$
第8期 吉宏斌等：不同地浸采铀工艺主要元素迁移强度与饱和状态研究
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ThemigrationintensityofCaand MgusingneutralISLisstrongerthanusingalkali' The alkaii and neutral ISL migration of Fe and Al are weaker than U, Ca and Mg. Dur­ ing neutral leaching, calcium sulfate never precipitates, when the pH value is controlled below 6. 6!calc0um carbonate w0lnotprec0p0tate.Calc0um carbonateprec0p0tat0on0s 0nev0table0n al kal ne leach0ng!and calc0um sulfate prec0p0tat0on0s0nevtable0n ac0d leaching. For this deposit, CO2 +O2 neutral leaching process is the first selection. ControlingthepHvaluebelow6.6canefectivelyavoidtheprecipitationofcalciumcarbonateandensurethenormalleachingofuranium' Key words: in-situ leaching of uranium； element migration； saturation state