专利名称：一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种铀铍矿石的分离工艺。
背景技术：
众所周知，铀资源的勘察开发是国家战略性产业，是国防与核电建设的重要物质基础。目前，以单纯的铀矿石为原料制备重铀酸铵的工艺流程已经实现工业化，制备重铀酸铵的工艺流程主要有酸浸-逆流倾析-N235萃取和酸浸-过滤-阴离子交换和碱浸-过滤-沉淀等工艺；铍属于稀有金属，是地球上储量最少的有色金属之一，被广泛应用于原子能、火箭、宇航和冶金等领域。目前工业制备氢氧化铍的主要工艺流程主要有酸化焙烧-浸出-中和除铁-中和除铝-沉淀，酸搅拌浸出-过滤-P204萃取-NaOH反萃取-水解沉淀寸。一种含铀铍矿石，其中铍矿物主要为羟硅铍石，铀矿物为浙青铀矿物，脉石矿物主要为石英、钠长石、钾长石、条纹长石、绢云母、绿泥石、少量的萤石和褐铁矿等矿物。其中氧化铍的平均含量为0. 3%左右，铀的平均含量为0. 2%左右，铍和铀均达到工业品位，具有开采价值。目前针对含铀铍矿石的铀铍分离工艺主要有两种一种为先采用硫酸堆浸法浸出铀，尾矿经过球磨，碱中和后浮选铍精矿。这种工艺铀的回收率低，在50 70%之间，而且耗时长。浸出铀后尾矿中的酸需要用大量碱调节至碱性后再进行浮选，造成大量资源浪费。另一种是铀铍不经过预先分离直接用酸浸出。这种工艺往往给后续分离带来麻烦，不利于操作和降低成本。目前尚缺少一种针对所述含铀铍矿石综合提取铀和铍的工艺流程。 因此，研究一种分离此类矿石中的铀和铍，得到重铀酸铵和铍精矿产品的工艺流程，对此类矿石开发利用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，以提高铀铍的回收率，减少资源浪费，降低操作难度和成本。为了实现所述目的，本发明的技术方案为一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，包括以下步骤步骤一，含铀铍矿石的破碎和浮选，将含铀铍矿破碎至1 2毫米，再由球磨机湿磨至-200目> 80%，用碳酸钠1300 4200g/t，调节矿浆pH值到9. 5 11. 5 ；然后在搅拌过程中依次加入2%的氟化钠溶液和2%的硫化钠溶液做抑制剂，用量分别为60 180g/ t和150 380g/t，3 5分钟后加入的苯甲羟肟酸溶液做辅助捕收剂，用量为200 500g/t，2 5分钟后加入油酸作捕收剂，用量为0. 65 3. 8L/t ；3 5分钟后充入空气鼓泡，进行浮选，鼓泡Imin后，开始刮泡分离，分别收集得到铍精矿和含铀浮选尾矿，实现铀和铍的分离；通过所述步骤，能得到氧化铍品位为2 4. 5%的铍精矿。步骤二，含铀浮选尾矿的浸出，步骤一得到的含铀浮选尾矿经过自然沉淀后，将固体渣与水相分离后常温风干，向每干重100重量份的浮选尾矿中加入100重量份的去离子水后，边搅拌边加入1 5重量份的98 %的浓硫酸，然后每6 M小时搅拌一次，每次搅拌时间5 10分钟，直至矿浆搅拌混勻，连续浸出48 120小时。步骤三，铀的解吸和回收，向每重量份步骤二得到的浸出矿浆中加入5 10重量份的强碱型大孔阴离子交换树脂，粒径60 80目，搅拌使树脂与浸出矿浆充分接触；40 90min后将浸出矿浆与树脂的混合物过100目筛，实现矿浆与树脂的分离，得到含铀的树脂，用2 5倍于树脂体积的的硫酸溶液多次淋洗树脂上的颗粒残留物及杂质，淋洗液返回铀的浸出端，然后用3 7倍于树脂床体积的0. lmol/L硫酸和0. 9mol/L氯化铵混合溶液解吸树脂上吸附的铀，分别解吸3 7次，；然后合并解吸液，加热解吸液至沸腾，再加入氨水调节PH大于9，得到铀产品沉淀。所述步骤一中含铀铍矿破碎至1 2毫米后，由球磨机湿磨至-200目> 95%。所述步骤一中调节矿浆pH值的碳酸钠用量为2100g/t。所述步骤一中抑制剂中2%的氟化钠溶液的用量为82g/t，2%的硫化钠溶液用量为 160g/t。所述步骤一中辅助捕收剂的苯甲羟肟酸溶液的用量为280g/t，捕收剂油酸用量为 3. 4L/t。所述步骤二中加入100重量份的去离子水后，边搅拌边加入2重量份98%的浓硫酸。所述步骤二中每12小时搅拌一次，连续浸出时间为96小时。所述步骤三中每重量份步骤二得到的浸出矿浆中加入8重量份的D296阴离子交换树脂，树脂与浸出矿浆充分接触的时间为80min。所述步骤三中用3倍于树脂体积的硫酸溶液淋洗树脂上的颗粒残留物及杂质。所述步骤三中使用5倍于树脂床体积的解吸液分5次解吸树脂上吸附的铀。和现有技术相比，本发明的有益效果在于(1)采用一次磨矿工艺，通过先浮选、 后浸铀的工艺，实现铀铍分离，工艺流程稳定、简便，铍的回收率大于90% ； (2)铀的浸出率大于95%，浸出耗时少，直接采用矿浆吸附工艺，避免了浸出矿浆与固体矿渣的分离操作， 铀的总回收率大于90%。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1 3使用的铀铍矿样品均采自新疆铀铍矿床，矿石种类为羟硅铍石。实施实例1步骤一，含铀铍矿石的破碎和浮选，使用对辊破碎机将含铀铍矿破碎至1 2毫米，再由球磨机湿磨至-200目> 80%，用无水碳酸粉末1300g/t，调节矿浆pH值到9. 5 ；然后依次加入2%的氟化钠溶液和2%的硫化钠溶液做抑制剂，用量分别为60g/t和150g/t ； 3分钟后加入的苯甲羟肟酸溶液做辅助捕收剂，用量为200g/t ；2分钟后加入工业用分析纯油酸作捕收剂，用量为0. 65L/t ；3分钟后充入空气鼓泡，进行浮选，鼓泡5min后，分别收集得到铍精矿和含铀浮选尾矿，实现铀和铍的分离。烘干后测定铍精矿中氧化铍的含量为2. 4%，含铀浮选尾矿中铀的含量为0. 19%，铀和铍的回收率均大于95%。步骤二，含铀浮选尾矿的浸出，称取干重5000g含铀的浮选尾矿于IOL容器中，加入5000mL去离子水，边搅拌边加入50mL浓硫酸，每Mi搅拌一次，每次搅拌时间5 10分钟，直至矿浆搅拌混勻，连续浸出48h。该步骤铀的浸出率为82%。步骤三，铀的解吸和回收，向浸出矿浆中投入250g强碱型大孔阴离子交换树脂 D296，粒径60 80目，用电动搅拌器低速搅拌，使树脂与矿浆充分接触；40min后将矿浆与树脂的混合物过100目筛，实现矿浆与离子交换树脂的分离；然后用3倍于树脂床体积浓度为(ν/ν)的硫酸分3次淋洗树脂上的杂质，淋洗液返回铀的浸出端；用3倍树脂床体积的0. lmol/L的硫酸和0. 9mol/L的氯化铵混合溶液分3次解吸树脂柱吸附的铀，然后合并解吸液，置于电热板上加热煮沸，加入氨水，调节PH大于9，得到铀产品沉淀。最后铀的总回收率大于85%。实施实例2步骤一，含铀铍矿石的破碎和浮选，使用圆盘破碎机将含铀铍矿破碎至1 2毫米，再由球磨机湿磨至-200目> 90%，用无水碳酸粉末4200g/t，调节矿浆pH值到11. 5 ； 然后依次加入2%的氟化钠溶液和2%的硫化钠溶液做抑制剂，用量分别为180g/t和380g/ t ；5分钟后加入的苯甲羟肟酸溶液做辅助捕收剂，用量为500g/t ；3分钟后加入工业用分析纯油酸作捕收剂，用量为3. 8L/t ；4分钟后充入空气鼓泡，进行浮选，鼓泡lOmin，分别收集得到铍精矿和含铀浮选尾矿，实现铀和铍的分离。烘干测定精矿中氧化铍的含量为 4. 5 %，尾矿中铀的含量为0. 2%，铀和铍的回收率分别为95^^80 ^步骤二，含铀浮选尾矿的浸出，称取干重5000g含铀的浮选尾矿于IOL玻璃烧杯中，加入5000mL去离子水，边搅拌边加入250mL浓硫酸，每24h搅拌一次，每次搅拌时间5 10分钟，直至矿浆搅拌混勻，连续浸出120h。该步骤铀的浸出率为98%。步骤三，铀的解吸和回收，向浸出矿浆中投入500g强碱型大孔阴离子交换树脂 D296，粒径60 80目，用电动搅拌器低速搅拌，使树脂与矿浆充分接触；SOmin后将矿浆与树脂的混合物过100目筛，实现矿浆与离子交换树脂的分离；然后用3倍树脂床体积浓度为 1% (ν/ν)的硫酸分3次淋洗树脂上的杂质，淋洗液返回铀的浸出端；用7倍树脂床体积的 0. lmol/L的硫酸和0. 9mol/L的氯化铵混合溶液分7次解吸树脂柱吸附的铀，然后解吸液， 置于电热板上加热煮沸，加入氨水，调节PH大于9，得到铀产品沉淀。最后铀的总回收率大于 90%。实施实例3步骤一，含铀铍矿石的破碎和浮选，使用圆盘破碎机将含铀铍矿破碎至1 2毫米，再由球磨机湿磨至-200目> 85%，用无水碳酸粉末2100g/t，调节矿浆pH值到10. 0 ； 然后依次加入2%的氟化钠溶液和2%的硫化钠溶液做抑制剂，用量分别为82g/t和160g/ t ；4分钟后加入的苯甲羟肟酸溶液做辅助捕收剂，用量为^Og/t ；5分钟后加入工业用分析纯油酸作捕收剂，用量为3. 4L/t ；5分钟后充入空气鼓泡，进行浮选，鼓泡15min，分别收集得到铍精矿和含铀浮选尾矿，实现铀和铍的分离。烘干测定精矿中铍的含量为4. 1%, 尾矿中铀的含量为0. 2%，铀和铍的回收率分别为95%、90%。步骤二，含铀浮选尾矿的浸出，称取干重5000g含铀的浮选尾矿于IOL玻璃烧杯中，加入5000mL去离子水，边搅拌边加入IOOmL浓硫酸，每他搅拌一次，连续浸出72h。该步骤铀的浸出率为93%。步骤三，铀的解吸和回收，向浸出矿浆中投入30g强碱型大孔阴离子交换树脂 D296，粒径60 80目，用电动搅拌器低速搅拌，使树脂与矿浆充分接触；60min后将矿浆与树脂的混合物过100目筛，实现矿浆与离子交换树脂的分离；然后用3倍树脂床体积浓度为 1% (ν/ν)的硫酸分3次淋洗树脂上的杂质，淋洗液返回铀的浸出端；用5倍树脂床体积的 0. lmol/L的硫酸和0. 9mol/L的氯化铵混合溶液分5次解吸树脂柱吸附的铀，然后合并解吸液，置于电热板上加热煮沸，加入氨水，调节PH大于9，得到铀产品沉淀。最后铀的总回收率大于90%。上面结合附图对本发明的实施例对作了详细说明，所述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于所述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内， 还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
权利要求
1.一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于包括以下步骤步骤一，含铀铍矿石的破碎和浮选，将含铀铍矿破碎至1 2毫米，再由球磨机湿磨至-200目>80%，用碳酸钠(无水碳酸粉末)1300 4200g/t，调节矿浆pH值到9. 5 11. 5 ；然后在搅拌过程中依次加入2%的氟化钠溶液和2%的硫化钠溶液做抑制剂，用量分别为60 180g/t和150 380g/t，3 5分钟后加入1 %的苯甲羟肟酸溶液做辅助捕收剂，用量为200 500g/t，2 5分钟后加入油酸(工业用分析纯油酸)作捕收剂，用量为 0. 65 3. 8L/t ；3 5分钟后充入空气鼓泡，进行浮选，鼓泡Imin后，开始刮泡分离，分别收集得到铍精矿和含铀浮选尾矿，实现铀和铍的分离；通过所述步骤，能得到氧化铍品位为 2 4. 5%的铍精矿；步骤二，含铀浮选尾矿的浸出，步骤一得到的含铀浮选尾矿经过自然沉淀后，将固体渣与水相分离后常温风干，向每干重100重量份的浮选尾矿中加入100重量份的去离子水后， 边搅拌边加入1 5重量份重98%的浓硫酸，然后每6 M小时搅拌一次，每次搅拌时间 5 10分钟，直至矿浆搅拌混勻，连续浸出48 120小时；步骤三，铀的解吸和回收，向每重量份步骤二得到的浸出矿浆中加入5 10重量份的强碱型大孔阴离子交换树脂，粒径60 80目，搅拌使树脂与浸出矿浆充分接触；40 90min后将浸出矿浆与树脂的混合物过100目筛，实现矿浆与树脂的分离，得到含铀的树脂，用2 5倍于树脂体积的的硫酸溶液多次淋洗树脂上的颗粒残留物及杂质，淋洗液返回铀的浸出端，然后用3 7倍于树脂床体积的0. lmol/L硫酸和0. 9mol/L氯化铵混合溶液解吸树脂上吸附的铀，分别解吸3 7次，；然后合并解吸液，加热解吸液至沸腾，再加入氨水调节PH大于9，得到铀产品沉淀。
2.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤一中含铀铍矿破碎至1 2毫米后，由球磨机湿磨至-200目> 95%。
3.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤一中调节矿浆PH值的碳酸钠用量为2100g/t。
4.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤一中抑制剂中2%的氟化钠溶液的用量为82g/t，2%的硫化钠溶液用量为160g/t。
5.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤一中辅助捕收剂的苯甲羟肟酸溶液的用量为280g/t，捕收剂油酸用量为3. 4L/t。
6.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤二中加入100重量份的去离子水后，边搅拌边加入2重量份98%的浓硫酸。
7.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤二中每 12小时搅拌一次，连续浸出时间为96小时。
8.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤三中每重量份步骤二得到的浸出矿浆中加入8重量份的D296阴离子交换树脂，树脂与浸出矿浆充分接触的时间为80min。
9.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤三中用 3倍于树脂体积的硫酸溶液淋洗树脂上的颗粒残留物及杂质。
10.如权利要求1所述的一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，其特征在于所述步骤三中使用5倍于树脂床体积的解吸液分5次解吸树脂上吸附的铀。
全文摘要
一种含铀铍矿石的铀铍分离工艺，包括以下三个步骤含铀铍矿石的破碎和浮选；含铀浮选尾矿的浸出；铀的解吸和回收。和现有技术相比，本发明的有益效果在于(1)采用一次磨矿工艺，通过先浮选、后浸铀的工艺，实现铀铍分离，工艺流程稳定、简便，铍的回收率大于90％；(2)铀的浸出率大于95％，浸出耗时少，直接采用矿浆吸附工艺，避免了浸出矿浆与固体矿渣的分离操作，铀的总回收率大于90％。
文档编号B03B7/00GK102527493SQ201010589119
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者崔建勇, 张霖, 曾青云, 李伯平, 李子颖, 武朝晖, 王果, 艾永亮, 范光, 郭冬发 申请人:核工业二一六大队, 核工业北京地质研究院