地浸采铀细菌浸出试验研究
浸矿微生物技术
课程结业论文 题目浸矿微生物技术 姓名李诚 所在学院化工学院 专业班级化学工程与工艺09级2班 学号 2009301767 指导教师张东晨 二〇一 1 年 4 月28 日
学年论文指导教师评阅意见
浸矿微生物技术 摘要：概述了将微生物技术应用于矿业加工技术之中的原理，其中涉及到的菌种极其培养条件和各种石矿运用这种技术进行浸出的实例应用 关键词：矿业、微生物、浸出 大多数金属硫化矿如黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿、黝铜矿、闪锌矿和某些金属氧化矿如铀矿、氧化锰矿难溶于稀硫酸等一般工业浸出剂。但人们可利用某些特殊微生物，在合适条件下将上述矿物中的金属用稀硫酸浸出。 生物浸出的基本原理 生物浸出是利用微生物在生命活动中自身的氧化和还原特性，使资源中的有用成分氧化或还原，以水溶液中离子态或沉淀的形式与原物质分离，或靠微生物的代谢产物与矿物作用，溶解提取矿物有用成分。 矿石（硫化矿）的生物浸出是水溶液中多相体系的一个复杂过程，它同时包含了化学氧化、生物氧化和电化学氧化反应。一般认为，在生物浸出过程中，微生物的作用表现在两方面，即直接氧化作用和间接氧化作用。 1、微生物的直接氧化作用 直接氧化作用是指微生物与目的矿物直接接触，加速固体矿物被氧化成可溶性盐的反应过程，如许多金属硫化矿物在浸矿微生物的直接氧化作用下会发生浸出反应。 直接氧化作用中细菌的“催化”功能是通过酶催化溶解机制来完成的，细菌在酶解矿物晶格的过程中获得生长所需的能量。 2、微生物的间接氧化作用 间接氧化作用是指通过微生物代谢产生的化学氧化剂溶解矿物的作用，如上述反应产生的硫酸亚铁又可作为能源被细菌氧化为硫酸高铁。 硫酸铁是一种强氧化剂，可通过化学氧化作用溶解矿物。 间接氧化作用是细菌代谢产物的化学溶解作用，细菌在其中的作用是再生氧化剂———硫酸高铁，完成生物化学循环，细菌可不与矿物接触。 在实际细菌浸出过程中，既有直接氧化作用，又有间接氧化作用，属于一种耦合作用。生物浸出应用的菌种 用于生物浸出的微生物种类繁多，但主要可分为两大类：化能无机自养型和化能有机异养型。化能无机自养型细菌主要用于有色金属硫化物的氧化浸出，化能有机异养型中的真菌、藻类等主要用于从硅酸盐和碳酸盐矿物中提取金属，如浸金。 已研究过用于生物浸出的微生物有20多种，分布于硫杆菌属、钩端螺菌属、硫化杆菌属、硫化叶菌属、酸菌属、生金球菌属和硫球菌属等。其中比较重要的有以下几种： 1、硫杆菌属 硫杆菌属中最为重要的3个种为氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和排硫硫杆菌。 （1）氧化亚铁硫杆菌
科普1原地浸出采铀
原地浸出采铀技术 王海峰 ----什么是地浸采铀 地浸是原地浸出的简称，也被称为“化学采矿”、“无井采矿”或“地质工艺采矿”。利用原地浸出的方法来开采铀矿床则称为“原地浸出采铀”，简称“地浸采铀”。 地浸采铀是在矿床天然产状条件下，通过从地表钻进至矿层的钻孔将配制好的化学试剂注入矿层，与矿物发生化学反应，溶解矿石中的铀，随后将含铀的溶液抽至地表，送进回收车间进行离子交换、淋洗、沉淀、压滤，干燥，最终得到合格产品，地浸工艺流程如图1所示。这种铀矿开采方法不移动矿石和围岩，将矿石的开采、选矿、水冶集于一体。 图1 地浸采铀工艺系统图 地浸采铀矿山分为井场和浸出液处理厂两大部分。井场包括一系列钻孔，集中控制室、泵房和管路系统，有的矿山还建有配液池和集液池、见图2。浸出液处理厂内设有吸附塔、淋洗塔、沉淀槽、压滤机等设备。
图2 美国Smith Ranch地浸矿山井场 ----地浸采铀工艺的实现 地浸采铀过程是一个与铀的自然沉积作用相反的过程。沉积成矿时，地层中的铀在富含氧的地表水或地下水的长期作用下被氧化，逐渐被淋滤出来，被地下水携带迁移。由于地层中还原性物质的作用，在迁移过程中，地下水中氧化能力逐渐减弱，溶解的铀被还原沉淀，从而产生铀的富集，形成矿石。地浸采铀过程正是要在铀富集的矿层部位，通过注入的化学试剂人为地改变其沉积成矿时的环境，使铀氧化、溶解，形成含铀溶液，通过抽液钻孔提升至地表。因此，利用地浸法开采金属矿床时，在地表得到的不是矿石，而是含金属离子的化学溶液。 ----地浸采铀应用条件及其特点 目前世界上已发现的铀矿床较多，其中，砂岩型铀矿资源占总储量的份额最大，约40%。我国已探明的砂岩型铀矿床占34%。目前，地浸采铀仅限于砂岩型铀矿床，且必须满足以下条件。 （1）矿层赋存在含水层内，地下水水位埋深不能太大（＜200m）； （2）矿层具有一定渗透性； （3）铀可以被化学试剂浸出来。 上述3点是采用地浸方法开采铀矿石的必要条件。地浸采铀方法与常规的地下和露天采矿方法相比，具有以下特点： （1）建设周期短，生产成本低，劳动强度小； （2）免除了竖井、斜井、平硐及巷道等地下工程，且无需建造尾矿库； （3）省掉了地表矿石分选、破碎、磨矿等工艺； （4）地表环境保护好，基本不破坏农田和山林，地表环境污染大为减轻； （5）全部地表作业，从根本上改变了生产人员的劳动和卫生条件； （6）可经济开采规模小、品位低的矿床； （7）仅能应用于具有一定渗透性的砂岩型铀矿床； （8）存在对地下水环境造成污染的问题，因此开采后需对地下水进行治理。 ----地下水污染治理
铀矿浸出简介
铀矿浸出 铀矿浸出(leaching of uranium ores) 用浸出剂把矿石中的铀选择性溶解到溶液中而能与大部分伴生杂质分离的铀提取过程。这是铀提取的一道重要工序。浸出方法按所用浸出剂，分为酸浸出和碱浸出；按浸出矿块的大小和浸出方式，分为搅拌浸出、堆浸和就地浸出等。通常要根据矿石的特性和技术经济条件选择浸出方式。常规铀矿石的浸出通常属搅拌浸出。 铀在矿石中以正四价和正六价的化合物形态存在，无论是用酸浸出还是碱浸出，铀都必须先氧化成正六价后才能被溶解，因此浸出时需添加氧化剂。铀的浸出速度受扩散过程控制，与试剂浓度、浸出温度、矿粒表面积以及矿粒内铀离子通过溶液到固体表面的扩散速度成正比。 酸浸出常用稀硫酸溶液作浸出剂，也可以用硝酸或盐酸溶液。硫酸具有浸出能力强、价廉、可浸出较粗矿粒、浸出温度低、浸出时间较短的特点，但浸出液含杂质较多。用硫酸溶液浸出时，铀以铀酰离子的形式转入溶液，与硫酸根形成多种配离子： 铀矿石中一般都伴生有铁的化合物，酸浸出过程中只需加入适量的氧化剂，使Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+便能将UO2氧化成[UO2]2+而转入溶液。工业生产中常用二氧化锰(软锰矿)或氯酸钠作为氧化剂。当控制浸出液中的氧化还原电位在-400～-500mv及Fe3+浓度超过0.5g/L时，铀几乎全部氧化成六价： 铀矿的酸浸出通常是在几台串联的搅拌槽(见浸出槽)中进行的。将铀矿磨细至小于0.5mm的粒级，在矿浆的液：固≈1、pH≈1、浸出温度约333K的条件下，浸出3～6h，铀浸出率在90%以上。为减少酸用量可采用两段逆流浸出(见连续浸出)、或低酸(恒酸)长时间浸出。难处理铀矿有时采用加压酸浸出(见加压浸出)或在浸出前经过焙烧预处理。含硫化物的铀矿细泥可采用加水自氧化加压浸
影响酸法加压铀浸出矿浆过滤的因素及改善方法研究
doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2018.08.014 影响酸法加压铀浸出矿浆过滤的因素及改善方法研究 王高山1，张黎辉2，钟平汝1，刘津麟1，吴永永1，孟舒1，王聪颖1 （1.核工业北京化工冶金研究院，北京101149；2.环境保护部核与辐射安全中心，北京100082） 摘要：研究了矿浆浓度、浸出温度和压力、金属离子浓度、胶体物及矿石粒度等因素对铀酸法加压浸出矿浆过滤性能的影响，以及改善其过滤的方法。试验发现，在满足铀浸出率要求的条件下，三价铁的结晶形态和在溶液中的浓度是影响矿浆过滤速度的最关键因素。 关键词：铀；浸出；过滤 中图分类号：TL212.1+3 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2018）08-0000-00 Research on Affecting Factors and Improving Method of Filtration of Slurry from Uranium Acid Pressure Leaching WANG Gao-shan1, ZHANG Li-hui2, ZHONG Ping-ru1, LIU Jing-lin1, WU Yong-yong1, MENG Shu1, W ANG Cong-ying1 (1. Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy, CNNC, Beijing 101149, China; 2. Nuclear and Radiation Safety Center, MEP, Beijing 100082, China) Abstract：Effects of slurry concentration, leaching temperature and pressure, metallic ion concentration, colloid material, and ore size on slurry filtration performance of uranium acid pressure leaching were studied. Several methods to improve filtration were discussed. The results show that under the condition of fitting uranium leaching rate, the key affecting factors on filtration speed of slurry include crystalline form of trivalent iron and its concentration in solution. Key words：uranium; filtration; leaching 酸法加压浸出在铀矿石水冶中是一种常用的强化浸出方式[1-2]，在处理破碎分级出的难浸出细颗粒的泥矿时，在获得令人满意的浸出效果的同时，可以使得浸出液中的剩余酸相比于常规搅拌浸出的低，铁、铝等的浸出明显得到抑制[3]。如此，既可降低酸耗，又有利于采用离子交换树脂法回收浸出液中的铀[4]。但是浸出所用的是-0.147 mm的泥矿，除了各类杂质铀可能大量溶出并进入溶液外，而且由于矿石粒度过细，矿浆黏度增大，使得矿浆的过滤性能恶化，且细小的微粒还会堵塞过滤介质孔，使固液分离变得更加复杂。对高含硅、铁、铝物料，如果工艺条件控制不当，大量胶体的生成会使固液分离难以进行[5]。因此，本试验主要研究影响此类铀矿浸出矿浆过滤性能的主要因素及改善过滤性能的方法。 1 浸出部分 1.1 浸出矿石的组成 试样化学分析结果（质量百分数，%）：SiO2 60.36、Al2O3 13.53、Fe2O3 2.59、MgO 0.58、CaO 7.53、Na2O 5.05、K2O 1.74、MnO2 0.14、TiO2 0.232、P2O5 0.405、F 0.62、S 0.32、V 0.005、Cr 0.002、Ni 0.001、Zn 0.02、Ba 0.04、Pb 0.01、Th 0.005、U 0.160、Mo 0.01、烧失量7.01。从XRD分析结果（图1a）可知，矿物是碳酸盐（方解石）成分偏高的钠、钾长石硅酸盐矿物，浸出过程中酸耗偏高。 经工艺矿物学分析（图1b和图1c），矿石中铀主要呈独立铀矿物和类质同象形式存在。独立铀矿物主要有钛铀矿、沥青铀矿、铀石、紫钼铀矿[6]。这些铀矿物与黄铁矿、白云母、金红石、萤石、方解石、磷灰石关系密切。类质同象形式存在的铀主要存在于钍石、铀钍石中。样品中钍石主要成分（质量百分数，%）：ThO2 50.38、UO2 11.69、FeO 0.71、TiO2 0.045、CaO 0.84、P2O5 1.61、SiO2 17.37。 收稿日期：2018-04-11 基金项目：中国核工业集团有限公司重点科技专项 作者简介：王高山（1978-），男，山东烟台人，高级工程师；通信作者：张黎辉（1974-），女，山东青岛人，高级工程师.
溶浸-采矿
溶浸-采矿
溶浸采矿技术现状与发展趋势 姓名：汪惊奇学号：115514006 专业：采矿工程 摘要：阐述了我国金属矿产资源的三大特点：品位低、复杂难处理、中小型矿多，认为溶浸采矿技术能有效处理二次资源，提高资源综合利用率，缓解我国矿产资源紧缺的局面。主要介绍了废石堆浸、矿石堆浸、地下浸出三类溶浸采矿技术特点，并综述了溶浸技术在国内外铜、金、铀等矿山的应用情况，总结了强化溶浸过程的主要技术措施：浸矿微生物选育、强制通风、物理手段、表面活性剂、金属离子催化等，分析了目前溶浸采矿面临的四大技术问题：矿堆渗透性差、堆内溶液分布不均、堆内氧气浓度低、温度分布不均，并指出了溶浸技术在我国应用趋势及理论研究展望。 关键词：溶浸采矿；应用现状；强化技术；技术问题；发展趋势 我国矿产资源总量丰富，矿种较为齐全，但人均占有矿产资源量相对不足，铜、铁、铝等主要金属资源探明储量严重不足或短缺，我国矿产资源的显著特点是： （1）品位低。我国铁矿平均品位为33.5%，比世界平均品位低10%以上，澳大利亚、巴西等国一般在65%以上；锰矿平均品位22%，世界平均品位为48%；在全国已探明的铜资源中，平均地质品位只有0.87%，远低于智利等主要产铜国，其中品位大于2%的铜矿仅占总储量的6.4%，品位大于1%的铜矿占总储量的35.9%。 （2）复杂难处理。我国80%的有色矿床中都有共伴生元素，尤以铝、铜、铅、锌矿产为多。铜矿床中综合型共伴生矿占了72.8%，我国西部地区赋存丰富的复杂难选铜矿和含砷铜矿，铜金属量在几百万吨以上；金矿总储量中伴生金占28%；银总储量中伴生矿占60%；共伴生的汞、锑、钼则分别占到各自总储量的20%～33%，共生伴生矿因矿石组份复杂，造成选冶难度增加，加大建设投资和生产经营成本。 （3）中小型矿居多。超大型矿床少，中小型矿床多，利用成本高。迄今发现的铜矿900个矿产地，大型矿床占2.7%，中型矿床占8.9%，小型矿床多达到88.4%。在已探明的15000个矿床中，66%为小型，23%为中型，11%为大矿。此外，我国有色金属矿山在采、选过程中产生了大量的表外矿、
我国地浸采铀技术存在的问题
我国地浸采铀技术存在的问题 王海峰1肖作学2 （1核工业北京化工冶金研究院，北京 101149，2 新疆天山铀业有限公司739厂，新疆伊宁 835000） 摘要：地浸采铀已是我国主要的天然铀生产方法之一，多年的实践使我国在低渗透、低品位、高承压自涌水、地下水高矿化度砂岩型铀矿床的地浸开采方面的研究和开发处于世界领先地位。但必须认识到，在某些方面与世界先进国家的差距仍然存在。高效，高自动化操作的车载钻机仍属空白；可避免产生混浆段，消除浸出剂与非矿层沟通隐患的逆向注浆工艺无人问津；解决碱法矿山碳酸钙结垢的过滤器更换办法和逆向填砾方法尚未尝试；降低钻孔成本的薄壁套管得不到实践；较有潜力和实用性的压裂封堵建造人工隔水层和压裂增大矿层渗透性的技术无人探索；降低碱法矿山成本的氧气大型液态贮罐未使用；无配液池和集液池的矿山模式未敢触及；地下水污染治理工艺迟迟不能实施；地浸基础理论研究未能深入，矿山规模、整体形象和劳动生产率仍未改善。 关键词：地浸；采铀；技术；问题 1 前言 我国地浸采铀技术的研究和开发可追溯到上世纪70年代初，自那时起，地浸采铀技术获得了飞速发展，无论是科学研究、试验还是生产都取得了长足进步。地浸采铀已成为我国铀矿采冶的重要方法，地浸铀产量逐年增加。在30多年的科研与生产中，研究和开发了成井工艺、浸出液处理、井场监控、实验室试验、铀矿床地浸评价等一系列新技术。在开发新技术的同时，我国地浸生产企业还特别注重引进国外先进技术。在钻孔洗井工艺上，成功使用了脉冲洗井方法，获得良好的效果；在探测地下浸出剂渗流范围上，采用热测井方法，方便准确地掌握溶液流动方向；在浸出液过滤技术上使用管道过滤器，效果显著；在浸出工艺上，开展了碱法试验，并成功建成了碱法地浸矿山；在钻孔过滤器形式上广泛应用外骨架过滤器，同时探索射孔过滤器和裸孔过滤器；在浸出液提升方式上，潜水泵提升已是有条件的地方的首选；在浸出液处理工艺上成功应用密实移动床和饱和再吸附技术，提高了合格液铀浓度；在地浸采铀现场试验技术上多次采用两孔法和九点法，缩短了浸出时间，提高了试验数据的准确性。 但是，也应认识到，无论从地浸技术研究的深度和广度，还是从钻孔施工、成井工艺、矿山生产规模、矿石实验室试验、劳动生产率、基础理论研究、地下水治理等方面，都与国
铀矿石选矿工艺流程
铀矿石选矿工艺流程 铀矿石选矿是从铀矿石或含铀矿石中分离、富集、提取铀，得到不同形式铀产品的过程。铀矿石的分选方法主要包括化学选矿和物理选矿两种。 铀矿石铀矿物约有百余种，有工业意义的铀矿物主要是沥青铀矿、晶质铀矿，次为钙铀云母、钾钒铀矿、硅钙铀矿、水硅铀矿和钛铀矿等。 铀矿石的工业类型有：花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型、沉积岩型以及石英砾岩型、元古代不整合相关型等。 世界铀矿主要产地有加拿大、美国、原苏联、澳大利亚、南非、纳米比亚、尼日尔和法国等。工艺流程铀矿石的分选方法包括化学选矿和物理选矿两种。大多数铀矿石通常不经过物理选矿，而直接采用化学选矿法水冶加工提取铀。对个别铀矿石，有时在浸出前先予以焙烧预处理；焙烧可以提高有用组分的溶解度或改善矿石的物理性质，提高铀的浸出率。对含铀多金属硫化矿，一般先选出混合精矿，浸出后再予以分离；或先浮选出单金属精矿再分别浸出，根据槽中产品的性质，或酸浸或碱浸提取铀，或经处理后废弃一部分尾矿。含铀铁硼矿则采用磁选–重选–分级流程，分别回收铁、铀、硼等，回收率较高。含铀0.15％～0.20％的铀精矿用10.5％的酸浸出，浸出率高达98.5％。 化学选矿铀矿石的常规加工工艺都是先从矿石中浸出铀。铀矿石的浸出有酸浸和碱浸两种。酸浸适合于耗酸矿物较少的硅酸盐矿；碱浸宜用于含碳酸盐矿物较多的铀矿石。为了强化浸出过程，在碱浸工艺中常采用热压浸出法；当铀矿石或选矿产品中硫化矿含量较高时，常用加压水浸法提取铀；浓酸熟化浸出也是强化浸出方法之一。堆浸适于处理渗透性能良好的低品位铀矿石或废矿堆和距水冶厂相当远的小矿体。酸浸矿浆经固液分离或泥砂分离、粗砂洗涤，然后从清液或矿浆介质中提取和富集铀。对于铀品位不高的矿石，宜采用清液吸附或矿浆吸附。饱和后的树脂经解吸得到合格的解吸液，再经化学沉淀制得铀的化学浓缩物。对于铀品位较高的矿石，采用清液萃取或矿浆萃取。萃取后从饱和有机相中反萃取铀，制得核纯或高纯铀产品。先用树脂吸附，解吸合格液再进行萃取的淋萃流程适应性强，最后得到核纯产品。碱浸矿浆经固液分离和洗涤后，得到清液。清液可用化学沉淀法制得化学浓缩物；用清液吸附、解吸液沉淀法可制得高纯化学浓缩物；也可采用清液季铵萃取一反萃取结晶流程制得核纯产品；还可用硫酸酸化后，再按酸法流程加工。对于既有酸浸又有碱浸的水冶厂，适于采用酸碱混合流程。 物理选矿某些铀矿石在水冶加工前，先进行物理选矿，其作用有三： (1)提高水冶给矿的铀品位，废弃部分尾矿。在铀矿石物理选矿技术中，放射性拣选获得了成功。放射性拣选的原则流程通常是两段分选：第一段，将采出的矿石用矿车或卡车运到放射性检查站进行拣选，富矿石送水冶厂，废石用作充填料；第二段，将放射性检查站选出中矿运往放射性分选厂，经破碎、筛分和洗矿后，进入放射性拣选机分成精矿和废弃尾矿。现代放射性拣选机可处理的粒度范围为20～160mm。为了提高水冶供矿品位，个别厂也采用了其他物理选矿方法：采用重介质选矿，可以废弃部分尾矿；细粒贫矿或放射性拣选的贫中矿，经破碎后可用浮选法富集；对于具有磁性的铀矿物，可用磁选进行富集。因浸出尾矿污染环境，一些国家正加强研究产生较“干净”尾矿和无废物排放的铀工艺。加拿大对埃利奥特湖区铀矿石先进行硫化矿浮选和强磁场磁选，不仅提高了铀的品位，而且回收了镭和黄铁矿(前者是尾矿的放射性源，后者是在细菌作用下产生放射性酸液的污染源)。 (2)对原矿分组，分别进行水冶加工。某些铀矿石含有碳酸盐、硫化物等多种组分，如直接进行酸浸或碱浸，试剂消耗高，且铀的浸出率低。先用浮选将原矿分组，然后分别进行水冶加工，可以大幅度降低试剂消耗，提高铀浸出率。 (3)综合回收有用组分。综合回收金铀共生的石英卵石砾岩矿石中的铀、金和黄铁矿，回收顺序为：先金后铀，或先铀后金，最后浮选黄铁矿；也可以先浮选黄铁矿，然后从浮选后的
渗滤浸出在抚州铀矿的生产应用
第!"卷!第#期!$$%年&&月铀!矿!冶 ’()*+’,,+*+*-)*.,/0)11’(-2 3456!"!*46# """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" *476!$$% 收稿日期!!$$%$8&" 作者简介!江!浪!&9":"# $男$浙江淳安人$工程师$矿水冶厂厂长$长期从事铀矿水冶生产技术与管理工作%渗滤浸出在抚州铀矿的生产应用 江!浪!王海塔!贺江明 !中国核工业集团公司抚州铀矿水冶厂$江西乐安8##8$& #摘要!渗滤浸出生产工艺是针对我矿铀矿石性质复杂&矿石粘性大&易板结的特点而开发的$该工艺有效地解决了常规搅拌浸出成本高&堆浸又容易结垢板结&浸出率低的问题%!年的生产实践表明$铀浸出率达9$@$与常规流程相比$动力消耗降低了%$@$硫酸耗量降低!:@$石灰耗量降低::@%关键词!铀矿石’渗滤浸出’生产应用 中图分类号!01!&!6&!!文献标识码!c !文章编号!& $$$=$%8!!$$%#$#$&=!$#前言 抚州铀矿矿石组成较为复杂$酸耗高$属于较难处理矿石%长期以来$用常规搅拌浸出工艺处理$流程复杂$酸用量高达&"@!与矿石质量比#$石灰用量每X 矿石为&$=a V $能耗高达每X 矿石&$%a O (T $ 矿石水冶加工成本高%为降低生产成本$曾尝试用国内普遍应用的堆浸工艺来改造常规搅拌流程$但未获得成功%在某工区还进行过万X 级堆浸工业试验$但由于矿石性质复杂$矿石粘性大$矿堆产生严重的结垢板结$溶液无法渗透$致使试验半途而废%在认真总结了试验工作的得失之后$该矿与核工业北京化工冶金研究院合作$以该院研究开发的难处理铀矿石渗滤浸出工艺技术成果作为水冶技改的流程$于!$$$年进行了现场工业试验$取得了满意的结果%与堆浸一样$渗滤浸出法也是粗颗粒矿石浸出$能明显降低试剂消耗和能耗$同时又能解决矿堆结垢板结问题%!$$8年中期完成了渗滤浸出生产线工程建设$之后各工序进行调试试车和全流程试运行%!$$#年起正式投入工业生产$迄今已正常运行!年%该工程!$$#年底顺利通过了国防科工委组织的验收$被认为是该矿矿冶技改工程中的亮点% !!生产工艺流程与设备设施 !#!!生产工艺流程 原矿石经粗碎!至#=$>>#&中碎!#!">>#和细碎!#">># 三段二闭路流程破碎$用分级机将大部分#$6&">>泥矿分出%脱泥后的#">>粒级的矿石作为成品矿去渗滤浸出$ #$ 6&">>矿泥经浓缩后进现有的常规搅拌浸出系统处理%其中粗碎和中碎是共用现有常规浸出系统的设施$细碎是专门为渗滤浸出设计的湿法破碎流程%渗滤浸出用硫酸作浸出剂$氯酸钠作氧化剂$采用串联浸出的方式%浸出液用离子交换树脂吸附回收铀$负载树脂用硫酸淋洗$淋洗合格液用>矿石进入直线振动筛冲洗筛分$)">>筛上物送到惯性圆锥破碎机细碎%#">>筛下物进入 f 1-J &!$$螺旋分级机分级$粗砂即是产品矿$通过皮带输送系统送到储矿场’分级机溢流进入0*J &!浓密机$ 底流去常规搅拌浸出$溢流清液返回筛分洗矿% !#"#"!惯性圆锥破碎机 矿石细碎系统配置-2 练习题 一、名词解释 1 溶浸液； 2 浸矿剂； 3 氧化剂； 4浸出液； 5 孔隙度； 6 自然安息角； 7 松散矿岩的块度； 8扩散； 9 比表面积； 10 溶浸角； 11 液固比； 12液计浸出率； 13 渣计浸出率； 14 堆置浸矿； 15 制粒堆浸； 16 就地破碎浸矿； 17 原地浸出； 18 地浸溶浸死角； 19 溶浸采铀； 20 地下钻孔原地浸矿 二、简答题 1.铀的浸出机理和步骤包括哪些？ 2.酸浸过程中影响化学反应速度的因素有哪些？ 3.碱浸过程中影响化学反应速度的因素有哪些？ 4.酸法浸出铀的化学过程是什么？ 5.碱法浸出铀的化学过程是什么？ 6.金银的浸出特点是什么？ 7. 细菌浸矿原理有哪几种说法？简要回答。 8. 用于浸矿的细菌有哪些特征？ 9. 细菌浸矿有什么意义？ 10. 哪些因素影响细菌浸出效果？ 11. 堆置浸矿的工艺过程特点是什么？与常规水冶相比，有哪些优点？ 12. 何谓堆浸法？它分几类？分类原则及各类的主要技术内容有哪些？何谓浸前工作？ 13. 国外堆浸技术发展有哪些特点？ 14. 堆浸与常规采矿的关系是什么？ 15. 筑堆浸出的基本工艺流程是什么？ 16. 什么是制粒堆浸？其应用条件是什么？ 17. 堆浸前期的试验研究内容有哪些？分别进行简单叙述。 18. 堆浸的技术控制指标有哪些？ 19. 我国铀矿山堆浸技术控制指标有哪些？ 20. 就地破碎浸矿法与堆浸法相比的特点有哪些？ 21. 就地破碎法浸矿的工艺流程是什么？ 22. 原地破碎的淋浸方法有哪些？分别进行简述。 23. 原地破碎浸矿法可划分为哪几个阶段？ 24. 就地破碎浸矿法的关键技术有哪些？为什么？ 25. 什么是就地破碎浸矿法？它与地表堆浸法和井下堆浸法有何异同点？ 26. 地浸法有哪三大关键技术？它们在地浸法中的地位和作用是什么？ 27. 地浸法的基本工艺流程是什么？ 28. 地浸的适用范围有哪些？ 29. 地浸法的优点有哪些？ 30. 地浸法的缺点有哪些？ 31. 地浸矿床条件的评价内容有哪些？ 32. 地浸矿山生产矿量的保有标准有哪些？ 33. 什么是地浸中的溶浸死角？怎样消除？ 34. 地浸中浸出液的提升方式有哪些?并进行简单叙述。 铀矿床的几种开采方法 王海峰 铀矿床属于固体矿床，因此，其开采方法与黑色金属矿床、有色金属矿床、煤矿、化学矿床的开采方法基本相同。但是，由于铀矿本身具有的可浸性和天然的放射性，其开采方法又存在特殊性。铀矿床开采方法可归纳如下几种： 采用常规的井下或露天方法开采铀矿床时，在方法上与非铀固体矿床完全相同，可以采用空场法、充填法和崩落法。根据我国铀矿床的特点，井下矿山使用最多的为充填采矿法。 另外，溶浸采铀方法已占我国铀矿床开采的相当份额。这种方法充分利用铀的天然可浸性。溶浸采铀可分为原地浸出采铀、堆浸采铀和原地爆破浸出采铀三种方法。 原地浸出采铀简称地浸采铀，是在矿床天然产状条件下，通过从地表钻进至矿层的注液钻孔将配制好的化学试剂注入矿层，与矿物发生化学反应，溶解矿石中的铀，随后将含铀的溶液抽至地表，送进回收车间进行离子交换、淋洗、沉淀、压滤，干燥，最终得到合格产品。这种铀矿开采方法不移动矿石和围岩，将矿石的开采、选矿、水冶集于一体。 堆浸采铀方法又分为地表堆浸采铀和地下堆浸采铀两种。地表堆浸采铀是通过常规的井下或露天方法将采出的矿石破碎至一定粒度，在地表筑起一定高度的梯形矿堆，通过布置在堆顶面的布液系统将化学试剂均匀地喷洒，化学试剂在渗滤过程中与铀矿物反应，形成的含铀溶液经底部集液系统收集，送水冶厂处理，得到最终产品。地下堆浸与地表堆浸不同之处是将矿堆建在井下。与常规采矿方法相比，堆浸采铀省去了磨矿工艺。 原地爆破浸出是通过爆破手段，将天然埋藏下的铀矿体原地破碎到一定块度，形成矿堆，再用化学试剂与矿堆接触并发生化学反应，有选择地浸出铀至溶液中，最终将含铀溶液收集并输送至水冶厂处理，得到铀产品的一种采矿方法。这种方法大大减少了矿石运输量和尾矿库的容积，有利于环境保护。 我国地浸采铀研究现状与发展 阙为民，王海峰，谭亚辉，姚益轩 （核工业北京化工冶金研究院，北京，101149） 摘要：在对我国地浸铀矿山生产和试验研究状况介绍的基础上，对我国地浸采铀技术研究和发展中存在的问题进行了分析，指出了我国地浸采铀技术研究的方向。 关键词：地浸采铀研究现状发展方向 引言 地浸采铀是一种在天然埋藏条件下，通过溶浸液与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的新型铀矿开采方法。通过多年的试验研究，地浸采铀已成为我国铀矿采冶的重要方法，主要工艺技术指标达到国际水平。形成了一套以地浸铀资源评价、溶浸液配方和使用方法、地浸钻孔结构与施工工艺、钻孔排列方式和钻孔间距的确定、溶浸范围控制、浸出液处理工艺技术、地浸矿山环境保护等为主体的地浸采铀技术体系。但是，无论从地浸技术本身研究的深度和广度，还是从现有矿山生产规模，劳动生产率、自动化程度，与国外先进国家相比，都存在一定的差距。 1 发展历史[1] 我国地浸采铀技术的研究始于七十年代初，三十年来，地浸采铀技术获得了飞速发展，其发展历程可划分为三个阶段： 第一个阶段为探索研究阶段（1969～1981年）：核工业六所科技人员在收集和了解国外地浸采铀技术研究情况的基础上，提出了开展地浸采铀技术研究的设想，并于1970～1973年首先在广东河源砂岩铀矿床进行了地浸采铀探索性试验；1978～1981年在黑龙江501矿床开展了地浸采铀试验；这两次试验虽然均因某些原因没能取得较为理想的结果，但却积累了许多有益的经验，为下一步地浸采铀试验的开展打下了坚实的基础。 第二阶段为地浸采铀试验阶段（1982～1995年）：核工业六所在总结以往试验的基础上，于1982年至1984年在云南381矿床继续进行地浸采铀条件试验，获得了令人满意的结果，标志着我国已初步掌握了地浸采铀技术，填补了国内空白。1986～1990年开展了381矿床地浸采铀扩大试验，1991年建成了我国第一座小规模地浸采铀试验矿山。在云南地浸采铀试验成功的基础上，1985年开展了新疆512矿床地浸采铀室内试验研究，1986～1990年完成了512矿床地浸采铀条件试验，1991～1993年进行了新疆512矿床地浸采铀半工业性试验；此外，还开展了云南382矿床、新疆511矿床等的地浸采铀试验。 第三阶段为工业试验和工业生产阶段（1995～）：1995年新疆512矿床地浸采铀国家重点工业性试验工程开始建设，1996年建成并投入运行，1998年工程顺利通过国家验收，主要工艺技术指标接近国际先进水平； 2000年新疆地浸二期扩建工程建成并投产；2002年511矿床地浸试验矿山建成。2000年以来先后还开展了吐哈、松辽和鄂尔多斯等盆地的地浸采铀试验。新疆地浸技术工业性应用的成功，标志着我国地浸采铀已实现从试验研究向工业生产的飞跃；地浸采铀成为我国铀矿采冶的重要方法。2. 地浸铀矿山生产和试验研究状况[2] 我国已建成并正在运行中的酸法地浸采铀工程3个，援建国外碱法地浸采铀工程2个。建成了云南 CNIC-01861 BICM-0019 铀矿石细菌堆浸新工艺 及其在赣州铀矿的工业化应用 樊保团1孟运生1刘建1孟晋1 李伟才1肖金锋2陈森才2杜玉海2黄斌2 (1.核工业北京化工冶金研究院,北京,101149; 2.中国核工业赣州金瑞铀业有限公司,江西赣州,341000) 摘要 在对铀矿石细菌浸出机理进行探讨的同时,主要介绍了驯化筛选新菌株,新型细菌培养及贫铀浸出剂氧化再生设备)))生物接触氧化槽的研制及铀矿石细菌堆浸新工艺工业试验结果,以及工业化生产情况。与常规堆浸工艺相比较,细菌堆浸新工艺具有浸出周期短,酸用量低,节省氧化剂,降低浸出剂用量,浸出液平均铀浓度高等优点。采用新型填料的新型生物接触槽的成功研制,为铀矿石细菌堆浸工业化应用奠定了基础。铀矿石细菌堆浸新工艺的成功研发,填补了我国湿法冶金领域的一项空白。为我国堆浸铀矿山进行技术改造,以及我国大量低品位铀矿石的处理提供了一条经济的技术可行的工艺路线。 关键词:铀矿石堆浸细菌浸出细菌氧化氧化亚铁硫杆菌生物接触氧化槽 New Technology of Bio-heap Leaching Uranium Ore and its Industrial Application in Ganzhou Uranium Mine (In Chinese) FAN Baotuan1M ENG Yunsheng1LIU Jian1M EN G Jin1LI Weicai1 XIAO Jinfeng2CHEN Sencai2DU Yuhai2HU A NG Bin2 (1.Beijing Research Institute of Chemical Engineering and M etallurgy, CNNC,Beijing,1011492.Jinrui U ranium Limited Company, CNNC,Ganzhou,Jiangx i,341000) A BST RA CT Bioleaching mechanism of uranium ore is discussed.Incubation and selec-t ion of new strain,biomembrane oxidizing tank)a kind of new equipment for bacteria culture and oxidation regeneration of leaching ag ent are also intro-duced.The result s of industrial experiment and industrial production are https://www.360docs.net/doc/813370968.html,pared w it h convent ional heap leaching,bioleaching period and acid amount are reduced,oxidant and leaching agent are saved,and uranium concentrat ion in leaching solution is increased.It is t he first time t o realize in-dust rial production by bio-heap leaching in Chinese uranium mine.New equip-ment)biomembrane ox idizing tank give the basis of bio-heap leaching indust rial application.Bio-heap leaching process is an effect ive t echnique to reform tech-nique of uranium mine and ex tract massive low-content uranium ore in China. Key words:Uranium ore,H eap leaching,Bioleaching,Bio oxidation,T hio bacillus thioo x-idans,Biomembrane oxidizing tank 第21卷收稿日期：2012-07-06 作者简介： 张飞凤（1962-），男，研究员级高级工程师，中核集团铀矿采冶重点科技专项总设计师，核工业北京地质研究院总工程师，E- mail ：zhangff@https://www.360docs.net/doc/813370968.html, 。地浸采铀新工艺综述 张飞凤1，苏学斌2，邢拥国3，苏艳茹4 (1.核工业北京地质研究院，北京100029；2.核工业北京化工冶金研究院，北京101149； 3.新疆中核天山铀业有限公司，新疆伊宁835000； 4.中核集团地矿事业部，北京100013)摘要： 结合我国大量的疏松砂岩铀资源的特点，为了经济回收及利用铀资源，铀矿冶积极开发地浸采铀新工艺、新技术。近年来，我国在低渗透、低品位、高碳酸矿石、高矿化度地下水等复杂砂岩型铀矿床地浸开采技术取得了重要进展。本文重点总结和归纳了我国地浸采铀技术主要成果。 关键词：铀矿；地浸；新工艺 中图分类号：TD868文献标志码：A 文章编号：1004-4051（2012）zk-0009-04 New progresses on in-situ leaching of uranium deposit ZHANG Fei-feng 1,SU Xue-bin 2,XING Yong-guo 3,SU Yan-ru 4 （1.Beijing Research Institute of Uranium Geology,China National Nuclear Corporation,Beijing 100029，China; 2.Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy,China National Nuclear Corporation,Beijing 101149，China; 3.Tianshan Uranium Corporation ，China National Nuclear Corporation,Xinjiang 835000，China ； 4. Department of Geology and Mining,China National Nuclear Corporation,Beijing 100013，China ） Abstract:The main method to sandstone uranium mining is in-situ leaching (ISL).In recent years,the great progress have been made in in-situ leaching of complicated sandstone uranium deposits with low permeability,low grade,high carbonate ore or high mineralized underground water in China.This paper makes summary and conclusions on in-situ leaching of uranium combined with its characteristics in china. Key words:uranium deposit;in-situ leaching;new progresses. 1地浸采铀工艺简介 1.1工艺过程 “原地浸出采铀”简称“地浸”，是指矿石处于天 然埋藏状况下，没有经过任何位移，用溶浸液直接 从天然埋藏条件下的非均质矿石中选择性地浸出 有用组分的集采、冶于一体的新型铀矿开采方法； 地浸技术大大简化了传统矿冶工业系统的工艺过 程；采出来的不是矿石，而是含有用组分的溶液，这 种溶液称为浸出液，当其达到一定浓度就成为产品 溶液。原地浸出采铀工艺是将溶浸液通过注入钻 孔注到地下含矿层，与矿石反应形成含铀浸出液； 通过抽出钻孔将浸出液抽到地表并进行加工处理 的采铀工艺过程。地浸采铀工艺流程如图1所示。 图1地浸采铀工艺流程示意图原地浸出采铀由矿体浸出和浸出液处理两大部分组成，前者是用溶浸液使矿石中的铀从固相转移至液相，形成浸出液的过程；后者则是对浸出液进行处理，最终形成铀浓缩物产品的一系列化工单元操作过程。1.2地浸采铀的适应条件第21卷增刊 2012年8月中国矿业CHINA MINING MAGAZINE Vol.21,zk August 2012 广东化工 2012年第17期· 28 · https://www.360docs.net/doc/813370968.html, 第39卷总第241期两种混合菌群浸出铀矿石的正交试验研究 蔡向鲲，李江，吕飞龙 (东华理工大学，江西抚州 344001) [摘要]本试验使用两种不同来源的混合菌群，经驯化后，设计L9(33)的正交摇瓶试验来考察温度、pH、菌群搭配三种因素对含钛铀矿石的浸出效果。采用双层平板技术初步分析与鉴定了初始菌与结束菌的种群变化情况；正交分析结果显示适应细菌浸出此类铀矿石的最佳条件是初始pH 2.0，37 ℃恒温，菌群组合为334。 [关键词]双层平板技术；正交试验；细菌浸铀。 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)17-0028-02 Orthogonal Test of Uranium Bioleaching with Two Kinds of Mixed Bacteria Cai Xiangkun, Li Jiang, Lv Feilong (East China Institute of Technology, Fuzhou 344001, China) Abstract: Using two kinds of mixed bacteria that by domestication in this test, the effect of bioleaching uranium ore in conditions with temperature, pH value and strains was explored by L9(33)orthogonal design. By using overlay technique to identify the changes of mixed bacteria from the beginning and the end. The result by orthogonal design showed that optimum condition for this uranium bioleaching were pH 2.0 in substrate, in constant temperature of 37 ℃, strain was 334. Keywords: overlay technique；orthogonal design；uranium bioleaching 微生物浸矿过程中，对于菌群的选择至关重要，同时环境温度，浸矿介质(培养基)的pH影响着菌的生长[1-2]，因此在室内进行的菌种驯化以及菌群条件的适应性研究，对于扩大试验及工业生产都具有指导意义。 一般来说，土著菌群对于同一矿区环境的适应能力要优于同类型的其他菌群[3-4]，因此以土著菌群的优势为基础，同时开发多菌种混合作用的生化反应系统有利于多菌种之间的协同作用和共代谢作用的进行，有利于提高生化反应系统的稳定性和耐冲击负荷能力，使菌种能占据各自优势微环境，从而使反应器(包括摇浸、柱浸、堆浸和槽浸等浸矿环境)中的浸出效果更好。 此试验目的在于考察某矿山土著菌群与其他来源的菌群对目标矿石的浸出能力，通过设计正交试验的实验结果，分析极差得到pH、温度与菌群搭配等因素的最佳条件，并通过显著性检验，来验证试验结果的可靠性。 1 材料与方法 1.1 菌种来源 (1)334；某矿山井下矿石分离富集得到的土著菌群； (2)KT；室内黄铁矿摇瓶实验应用菌群。 1.2 培养基 (1)通用培养基；改良9K培养基；iFeO双层固体培养基；FeO 双层固体培养基；FeSO双层固体培养基；YF单层固体培养基；[5-8]。 (2)摇瓶试验液体培养基；采用矿石制备中泡出的酸化液直接作为培养基，最后得到的酸化液总体积为10 L。另外加入FeSO4·7H2O，Fe2+浓度为3 g/L，硫酸溶液调节pH为1.6，灭菌，备用。 1.3 矿石制备 使用某矿山铀矿石，称取矿石10 kg，混匀后粉碎至1.25 mm 以下。用硫酸溶液对矿石进行酸化，然后逐渐增加酸化液的量，用搅拌器不断搅拌，使溶液的pH控制在1.6左右，24小时内变化值不超过0.05时，酸化结束[9]。将酸化液倒出后，矿石烘干磨碎，从中取出100 g矿石细碎至200目，检测出矿石品位为0.306 %。其余用四分法进行缩分后备用，每份样品为20 g。 1.4 菌种驯化 由于铀矿石酸化液中几乎没有用作细菌生长的Fe2+能源，因此，刚从-80 ℃冰箱中取出的菌种需要用9K培养基进行复壮，接种量为20 %，置于30 ℃恒温摇床培养，转速为160 r/min。待菌种氧化Fe2+能力达到3~4 g/L·d，再采用逐级驯化的方式在9K培养基中添加酸化液(其中FeSO4·7H2O为25 g/L)，直到菌种能适应100 %成分的酸化液为止，以此获得摇瓶试验需要用的菌种。 1.5 正交试验 影响细菌浸矿效果的可能因素主要有菌种、环境温度、pH。采用正交试验设计方案进行试验，每组实验设置三个平行样，菌群KT与土著菌群334做正交试验；设置三组空白组对照试验，以温度为梯度，pH都为1.6。 待菌种驯化好之后，进行扩大培养，准备足够试验使用的菌 液；同时，将矿石及酸化液分装之后进行湿热灭菌，待摇瓶冷却 之后进行接种。试验使用500 mL摇瓶，菌液按20 %接种，矿浆 为10 %，摇床转速为160 r/min。 1.6 分析方法 采用双层平板技术，摇瓶试验开始与结束时，我们将菌液用 无菌水稀释200倍，采用划线法分离菌种。两个菌群分别在iFeO、 FeO、FeSO、YF四种平板表面划线，30 ℃静置培养15天，检测 菌种组成。 试验共进行60天，以铀浸出率结果为标准进行正交分析。铀 的分析；亚钛还原法。 2 结果与讨论 2.1 菌种驯化 见表1。 表1 驯化周期 Tab.1 The time of Species of domesticated 334 KT 驯化级 数培养代数生长时间/h 培养代数生长时间/h 1 29 1 28 复壮 2 24 2 23 1 31 1 29 20 %酸 化液 2 24 2 23 1 3 2 1 30 2 26 2 27 50 %酸 化液 3 23 3 24 1 33 1 34 2 25 2 25 70 %酸 化液 3 23 3 24 1 30 1 34 2 27 2 28 80 %酸 化液 3 2 4 3 24 1 35 1 36 2 26 2 27 100 %酸 化液 3 2 4 3 24 注：5 g/L Fe2+氧化率为95 %~100 %的时间 从表1可以看到，两种菌群从-80 ℃取出用9K进行复壮的时 间都是比较快的，与保存前的氧化能力相比，慢4~5h，说明低温 快速冷冻方法短期内保存菌种的方法，是比较方便有效的；而随 [收稿日期] 2012-10-18 [作者简介] 蔡向鲲(1985-)，男，益阳人，硕士研究生，主要研究方向为微生物浸矿。溶浸采铀知识点汇总
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地浸采铀新工艺综述
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