(I)矿石破碎:将有机碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，铁含量大于等于4.19%的碳娃泥岩型铀矿石破碎至粒度小于30mm，其中粒径15?30mm比例占76.8%，粒径小于15mm比例占23.3%。
[0027](2)细菌氧化剂的制备:从目标碳硅泥岩型铀矿区采集的酸性矿坑水及铀矿石中富集获得了活性混合菌群(主要为自养型铁氧化菌及硫氧化菌)，该混合菌能在PH为1.7左右的环境中，二价铁氧化速率达0.22g/(L.h)左右。以铀矿石酸化吸附尾液作为菌液培养基，进行逐级尾液驯化扩大后，按20%比例接种于细菌氧化槽中进行菌液培养制备，为细菌浸铀阶段提供充足的细菌高铁氧化剂。培养过程中，控制总铁浓度在5g?10g/L左右，当Fe2+氧化率达到95%以上或Eh值为500mV时视为菌液活性达到要求。
[0028](3)硫酸酸化浸铀:将经步骤(I)破碎后的矿石装入试验柱，进行硫酸酸化浸铀。工艺条件为:溶浸液为硫酸溶液，初始硫酸酸度为10g/L，喷淋量为10%(质量比)，喷淋强度为3.5L/(h.m2)，喷淋时间为24h，进行酸化预浸出铀，目的是消耗矿石中所含的耗酸脉石矿物，控制浸出体系PH值稳定在2.0以下，一方面为细菌的生长繁殖提供适宜环境，另一方面避免产生铁矾沉淀，对铀浸出不利。
[0029]控制要点:1)采用逐级梯度降酸方法，控制酸化酸度为10_5g/L，当浸出液pH=1.8时，采用尾液循环喷淋，当浸出液pH值维持在2.0以下时，酸化阶段结束，转入细菌浸铀阶段。2)酸化液循环利用，保持10%的尾液水排出和清水补给，以达到节省硫酸和用水量的目的。
[0030](4)细菌氧化浸铀:将经步骤(2)培养制备的细菌氧化剂喷淋至经步骤(3)酸化预浸出后的矿石中进行细菌氧化浸铀。工艺条件为:溶浸剂为含氧化亚铁硫杆菌等自养型细菌的硫酸高铁溶液，溶液Eh值(氧化还原电位)大于500mV，硫酸酸度为3g/L，喷淋量为5%(质量比)，喷淋强度为3.5L/(h.πι2)，喷淋时间为12h，进行细菌氧化浸出铀，目的是通过细菌硫酸高铁氧化剂氧化矿石中较难浸出的四价铀，强化铀的浸出。浸出液经离子交换树脂吸附柱吸附铀后，产生的吸附尾液用于培养细菌，如此循环，减少了尾液的排放量，有利于环境保护。
[0031]控制要点:I)菌液培养制备采用吸附尾液进行充氧活化培养，菌液2Fe=5g/L,Fe3+比例为90%以上，Eh值在500mV以上，喷淋溶浸液pH值< 1.8，浸出液pH值< 2.0。2)当浸出液Fe3+浓度I溶浸剂Fe3+浓度，且进出液Σ Fe浓度I溶浸剂Σ Fe浓度时，可视为矿石内植菌成功，转入尾液喷淋浸铀阶段。
[0032](5)尾液喷淋浸铀:将吸附尾液循环喷淋至经步骤(4)细菌氧化浸出后的铀矿石中进行尾液氧化浸铀。工艺条件为:溶浸剂为含硫酸高铁的吸附尾液，尾液Eh值(氧化还原电位)大于500mV，硫酸酸度为2-3g/L，喷淋量为5%(质量比)，喷淋强度为3.5L/(h.m2)，喷淋时间为12h，进行吸附尾液氧化浸铀，目的是通过含硫酸高铁吸附尾液的循环利用，减少对细菌氧化剂的使用，降低成本。
【主权项】
1.一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)矿石破碎:将有机碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，铁含量大于等于4.19%的碳娃泥岩型铀矿石破碎至粒度小于30mm; (2)细菌氧化剂的制备:从目标碳硅泥岩型铀矿区采集的酸性矿坑水及铀矿石中富集获得了活性混合菌群，该混合菌能在PH为1.7-2.0的环境中，二价铁氧化速率达0.22 ±0.02g/(L-h)； (3)硫酸酸化浸铀:将经步骤(I)破碎后的矿石装入试验柱，进行硫酸酸化浸铀； (4)细菌氧化浸铀:将经步骤(2)培养制备的细菌氧化剂喷淋至经步骤(3)酸化预浸出后的矿石中进行细菌氧化浸铀； (5)尾液喷淋浸铀:将吸附尾液循环喷淋至经步骤(4)细菌氧化浸出后的铀矿石中进行尾液氧化浸铀。2.根据权利要求1所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，细菌氧化剂的制备中:以铀矿石酸化吸附尾液作为菌液培养基，进行逐级尾液驯化扩大后，按20%比例接种于细菌氧化槽中进行菌液培养制备，为细菌浸铀阶段提供充足的细菌高铁氧化剂。3.根据权利要求1所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，硫酸酸化浸铀中:溶浸液为硫酸溶液，初始硫酸酸度为10g/L，喷淋量质量比为10%，喷淋强度为3.51/(h.m2)，喷淋时间为24h，进行酸化预浸出铀，控制浸出体系pH值稳定在2.0以下，一方面为细菌的生长繁殖提供适宜环境，另一方面避免产生铁矾沉淀，对铀浸出不利。4.根据权利要求1所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，细菌氧化浸铀中:溶浸剂为自养型细菌的硫酸高铁溶液，自养型细菌包括氧化亚铁硫杆菌，溶液氧化还原电位Eh值大于500mV，硫酸酸度为3g/L，喷淋量质量比为5%，喷淋强度为3.5L/(h.m2)，喷淋时间为12h，进行细菌氧化浸出铀，通过细菌硫酸高铁氧化剂氧化矿石中较难浸出的四价铀，强化铀的浸出；浸出液经离子交换树脂吸附柱吸附铀后，产生的吸附尾液用于培养细菌，如此循环，减少了尾液的排放量，有利于环境保护。5.根据权利要求1所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，尾液喷淋浸铀中:溶浸剂为含硫酸高铁的吸附尾液，尾液氧化还原电位Eh值大于500mV，硫酸酸度为2_3g/L，喷淋量质量比为5%，喷淋强度为3.5L/(h.m2)，喷淋时间为12h，进行吸附尾液氧化浸铀，通过含硫酸高铁吸附尾液的循环利用，减少对细菌氧化剂的使用，降低成本。6.根据权利要求1所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)矿石破碎:将有机碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，铁含量大于等于4.19%的碳娃泥岩型铀矿石破碎至粒度小于30mm;优选其中粒径15?30mm比例占76.8%，粒径小于15mm比例占23.3% ； (2)细菌氧化剂的制备:从目标碳硅泥岩型铀矿区采集的酸性矿坑水及铀矿石中富集获得了活性混合菌群，该混合菌能在PH为1.7-2的环境中，二价铁氧化速率达0.22±0.02g/(L.h);以铀矿石酸化吸附尾液作为菌液培养基，进行逐级尾液驯化扩大后，按20%比例接种于细菌氧化槽中进行菌液培养制备，为细菌浸铀阶段提供充足的细菌高铁氧化剂； (3)硫酸酸化浸铀:将经步骤(I)破碎后的矿石装入试验柱，进行硫酸酸化浸铀，其中:溶浸液为硫酸溶液，初始硫酸酸度为1g/L，喷淋量质量比为10%，喷淋强度为3.5L/(h.m2)，喷淋时间为24h，进行酸化预浸出铀，控制浸出体系pH值稳定在2.0以下，一方面为细菌的生长繁殖提供适宜环境，另一方面避免产生铁矾沉淀，对铀浸出不利； (4)细菌氧化浸铀:将经步骤(2)培养制备的细菌氧化剂喷淋至经步骤(3)酸化预浸出后的矿石中进行细菌氧化浸铀，其中:溶浸剂为自养型细菌的硫酸高铁溶液，自养型细菌包括氧化亚铁硫杆菌，溶液氧化还原电位Eh值大于500mV，硫酸酸度为3g/L，喷淋量质量比为5%，喷淋强度为3.5L/(h.m2)，喷淋时间为12h，进行细菌氧化浸出铀，通过细菌硫酸高铁氧化剂氧化矿石中较难浸出的四价铀，强化铀的浸出；浸出液经离子交换树脂吸附柱吸附铀后，产生的吸附尾液用于培养细菌，如此循环，减少了尾液的排放量，有利于环境保护； (5)尾液喷淋浸铀:将吸附尾液循环喷淋至经步骤(4)细菌氧化浸出后的铀矿石中进行尾液氧化浸铀，其中:溶浸剂为含硫酸高铁的吸附尾液，尾液氧化还原电位Eh值大于500mV，硫酸酸度为2_3g/L，喷淋量质量比为5%，喷淋强度为3.5L/(h.πι2)，喷淋时间为12h，进行吸附尾液氧化浸铀，通过含硫酸高铁吸附尾液的循环利用，减少对细菌氧化剂的使用，降低成本。7.根据权利要求6所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，活性混合菌群包括自养型铁氧化菌及硫氧化菌。8.根据权利要求6所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，菌液培养过程中，控制总铁浓度在5g?10g/L左右，当Fe2+氧化率达到95%以上或Eh值为500mV时视为菌液活性达到要求。9.根据权利要求6所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，硫酸酸化浸铀工艺中，一是采用逐级梯度降酸方法，控制酸化酸度为10-5g/L，当浸出液pH=l.8时，采用尾液循环喷淋，当浸出液PH值维持在2.0以下时，酸化阶段结束，转入细菌浸铀阶段;二是酸化液循环利用，保持10%的尾液水排出和清水补给，以达到节省硫酸和用水量的目的。10.根据权利要求6所述的一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，其特征在于，细菌氧化浸铀工艺中，一是菌液培养制备采用吸附尾液进行曝气充氧活化培养，菌液2Fe=5 g/L,Fe3+比例为90%以上，Eh值在500mV以上，喷淋溶浸液pH值< 1.8，浸出液pH值< 2.0;二是当浸出液Fe3+浓度^溶浸剂Fe3+浓度，且进出液Σ Fe浓度^溶浸剂Σ Fe浓度时，即视为矿石内植菌成功，转入尾液喷淋浸铀阶段。
【专利摘要】本发明公开一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法，包括以下步骤：（1）将有机碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，铁含量大于等于4.19%的碳硅泥岩型铀矿石破碎至粒度小于30mm；（2）从目标碳硅泥岩型铀矿区采集的酸性矿坑水及铀矿石中富集获得了活性混合菌群，该混合菌能在pH为1.7?2的环境中，二价铁氧化速率达0.22±0.02g/(L·h)；（3）将破碎后的矿石装入试验柱，进行硫酸酸化浸铀；（4）将制备的细菌氧化剂喷淋至酸化预浸出后的矿石中进行细菌氧化浸铀；（5）将吸附尾液循环喷淋至细菌氧化浸出后的铀矿石中进行尾液氧化浸铀。具有能耗低、铀回收率高、环境友好等特点。
【IPC分类】C22B60/02, C22B3/18
【公开号】CN105714115
【申请号】CN201610299804
【发明人】王学刚, 孙占学, 刘亚洁, 李江, 张凯钧, 李鹏
【申请人】东华理工大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年5月9日