本发明属于铀湿法冶金技术领域,具体涉及一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺。
背景技术:
铀的湿法冶金中,通常使用离子交换吸附和溶剂萃取两种工艺实现回收浸出液中的铀。离子交换吸附按照进料性质不同,主要分为清液吸附和矿浆吸附,它们都是离子交换的化学过程。
以往的矿浆吸附,常用吸附剂为离子交换树脂,由于矿浆中固体颗粒的存在,会在一定程度上影响离子交换树脂中离子的扩散和传质过程。相比于清液吸附,需要延长接触时间,而单位时间内矿浆的处理量不宜过大。
化学吸附纤维是一种新型吸附材料,具有如下优势:1)交换速度快,远高于同类树脂;2)功能基团存在于表面,再生速度快,再生率高,使用过程中纤维的有效交换容量损耗低;3)应用方式多样化,可织布编网或制成各种组件。化学吸附纤维交换速度快,离子扩散和传质所需时间更短,如果将其应用于矿浆吸附,可以较大幅度提高矿浆的处理量。目前,将化学吸附纤维应用于矿浆吸附工艺,在国内外尚未见报道。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,实现化学吸附纤维在回收金属铀中的应用。
本发明的技术方案如下:
一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,包括以下步骤:
步骤一:使铀矿石和浸出剂h2so4反应,反应后得到含铀矿浆;
步骤二:将含铀矿浆从吸附塔下部进入到吸附塔中,采用悬浮吸附工艺,吸附剂使用化学吸附纤维;
步骤三:化学吸附纤维的床层高度为0.6~1.5m,接触时间为5~10s,当吸附后的尾矿中铀浓度达到预定浓度时,吸附停止;
步骤四:清洗化学吸附纤维,直至流出液中含固量低于100mg/l后,停止清洗;
步骤五:淋洗饱和化学吸附纤维,接触时间为240~300s;
待淋出液中铀浓度低于500mg/l时,停止淋洗,得到含铀合格液。
步骤二中,所述的化学吸附纤维为强碱性阴离子化学吸附纤维,以聚已酰胺为基体。
步骤二中,所述化学吸附纤维的纤度为5.0~42.0d,全交换容量为2.5~3.8mmol/g。
步骤一中,反应后得到的含铀矿浆ph为0.5~2.0。
步骤一中,铀矿石和浸出剂h2so4的液固比控制在5:1~8:1之间。
步骤一中,浸出剂h2so4的纯度为5~15g/l。
步骤一中,铀矿石和浸出剂h2so4的反应时间为24~72h。
步骤五中,淋洗剂为na2so4+h2so4。
步骤五中,淋洗剂为1mol/lna2so4+0.1mol/lh2so4。
步骤四中,用清水清洗化学吸附纤维。
本发明的显著效果在于:
(1)本发明采用化学吸附纤维处理含铀溶液,实现了化学吸附纤维在回收金属铀中的应用,利用其交换速度快,再生速度快的特点,提高了铀回收的速率。
(2)本发明方法省去了固液分离所需的浓密机、水力分级机等设备,仅采用化学吸附纤维实现铀的吸附和富集,工艺简单,吸附效率较高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,包括以下步骤:
步骤一:使铀矿石和浸出剂h2so4反应,浸出剂h2so4的纯度为5~15g/l,液固比控制在5:1~8:1之间,反应时间为24~72h;
反应后得到含铀矿浆,含铀矿浆ph为0.5~2.0;
步骤二:将含铀矿浆从吸附塔下部进入到吸附塔中,吸附采用悬浮吸附工艺,吸附剂使用化学吸附纤维;
所述的化学吸附纤维为强碱性阴离子化学吸附纤维,以聚已酰胺为基体,纤度为5.0~42.0d,全交换容量为2.5~3.8mmol/g;
步骤三:化学吸附纤维的床层高度为0.6~1.5m,接触时间为5~10s,当吸附后的尾矿中铀浓度达到预定浓度时,吸附停止;
步骤四:用清水清洗化学吸附纤维,直至流出液中含固量低于100mg/l后,停止清洗;
步骤五:淋洗饱和化学吸附纤维,淋洗剂为1mol/lna2so4+0.1mol/lh2so4,接触时间为240~300s;
待淋出液中铀浓度低于500mg/l时,停止淋洗,得到含铀合格液。
实施例1
一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,包括以下步骤:
步骤一,铀矿石和浸出剂h2so4反应,浸出剂h2so4浓度为8.0g/l,液固比控制为6:1;反应后得到含铀矿浆,矿浆中铀浓度为92.0mg/l,测定矿浆ph为1.48;
步骤二,将含铀矿浆从吸附塔下部进入到吸附塔中,矿浆流速为7m/h;吸附采用悬浮吸附工艺,吸附剂使用化学吸附纤维;
所述的化学吸附纤维为强碱性阴离子化学吸附纤维,以聚已酰胺为基体,纤度为22.0d,交换容量为3.45mmol·g-1;
步骤三,化学吸附纤维的床层高度为1.0m,接触时间为6s,当吸附后的尾矿中铀浓度达到90.2mg/l时,吸附停止;
步骤四,利用清水清洗化学吸附纤维,直至流出液中含固量低于100mg/l,停止清洗;
步骤五,淋洗饱和化学吸附纤维,淋洗剂为1mol/lna2so4+0.1mol/lh2so4,接触时间为300s;
待淋出液中铀浓度低于500mg/l时,停止淋洗,得到含铀合格液,合格液平均铀浓度为44.2g/l。
实施例2
一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,包括以下步骤:
步骤一,铀矿石和浸出剂h2so4反应,浸出剂h2so4浓度为12.0g/l,液固比控制为5:1;反应后得到含铀矿浆,矿浆中铀浓度为76.0mg/l,测定矿浆ph为1.03;
步骤二,将含铀矿浆从吸附塔下部进入到吸附塔中,矿浆流速为8.4m/h;吸附采用悬浮吸附工艺,吸附剂使用化学吸附纤维;
所述的化学吸附纤维为强碱性阴离子化学吸附纤维,以聚已酰胺为基体,纤度为34.0d,交换容量为2.80mmol·g-1;
步骤三,化学吸附纤维的床层高度为0.8m,接触时间为8s,当吸附后的尾矿中铀浓度达到74.5mg/l时,吸附停止;
步骤四,用清水清洗化学吸附纤维,直至流出液中含固量为80mg/l时,停止清洗;
步骤五,淋洗饱和化学吸附纤维,淋洗剂为1mol/lna2so4+0.1mol/lh2so4,接触时间为260s;
待淋出液中铀浓度低于500mg/l时,停止淋洗,得到含铀合格液,合格液平均铀浓度为28.7g/l。
1.一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:使铀矿石和浸出剂h2so4反应,反应后得到含铀矿浆;
步骤二:将含铀矿浆从吸附塔下部进入到吸附塔中,采用悬浮吸附工艺,吸附剂使用化学吸附纤维;
步骤三:化学吸附纤维的床层高度为0.6~1.5m,接触时间为5~10s,当吸附后的尾矿中铀浓度达到预定浓度时,吸附停止;
步骤四:清洗化学吸附纤维,直至流出液中含固量低于100mg/l后,停止清洗;
步骤五:淋洗饱和化学吸附纤维,接触时间为240~300s;
待淋出液中铀浓度低于500mg/l时,停止淋洗,得到含铀合格液。
2.如权利要求1所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤二中,所述的化学吸附纤维为强碱性阴离子化学吸附纤维,以聚已酰胺为基体。
3.如权利要求2所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤二中,所述化学吸附纤维的纤度为5.0~42.0d,全交换容量为2.5~3.8mmol/g。
4.如权利要求3所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤一中,反应后得到的含铀矿浆ph为0.5~2.0。
5.如权利要求4所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤一中,铀矿石和浸出剂h2so4的液固比控制在5:1~8:1之间。
6.如权利要求5所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤一中,浸出剂h2so4的纯度为5~15g/l。
7.如权利要求6所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤一中,铀矿石和浸出剂h2so4的反应时间为24~72h。
8.如权利要求7所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤五中,淋洗剂为na2so4+h2so4。
9.如权利要求8所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤五中,淋洗剂为1mol/lna2so4+0.1mol/lh2so4。
10.如权利要求9所述的一种采用化学吸附纤维处理含铀矿浆的工艺,其特征在于:步骤四中,用清水清洗化学吸附纤维。