电辅助强化浸出低品位铀矿中铀的实验研究

发布时间：2020-04-01 16:08

【摘要】：低品位铀矿因铀含量低、硅酸盐对铀的严重包裹以及存在大量的难溶的四价铀U(Ⅳ),导致铀的回收极其困难。本研究提出了电辅助强化浸出低品位铀矿中铀的工艺,其基本原理是以金属铁为阳极,惰性石墨为阴极,在电场作用下促进阳极铁的逐步溶解而提供氧化剂Fe~(3+),将U(Ⅳ)转化为U(Ⅵ),同时利用电场促进杂质离子向电极迁移,降低杂质离子在浸出过程中形成的沉淀对矿物颗粒表面包裹的影响。重点研究了电辅助工艺参数对铀浸出率的影响,通过查明浸出过程中铀矿的工艺矿物学性质变化,探讨了电辅助对铀浸出的影响机理,构建了电辅助浸出的动力学方程,获得的主要结果如下:电辅助工艺参数研究结果表明,电辅助强化浸出能显著提高铀的浸出率,电极材料、浸出温度、硫酸浓度是影响铀浸出的主要因素。在优化条件下,电辅助强化浸出比直接酸浸的铀浸出率增加了38%。浸出过程中铀矿的工艺矿物学研究结果表明,常规酸浸下铀矿的物相组成及形貌结构未有明显变化,而电辅助浸出过程能降低部分硅酸盐矿物的结晶度,促进矿物颗粒表面孔隙的形成,提高了铀的解离率。低品位铀矿的浸出动力学研究结果表明,直接酸浸和电辅助浸出的反应过程均受外扩散控制,表观活化能分别为12.839 k J/mol和12.88706k J/mol,浸出动力学方程分别为1-~(2/3)a-(1-α)~(2/3)=Kdt=K0(H_2SO_4)~(-2.39885)(S/L)~(-2.47553) e~(-1544.29)/T t和1-~(2/3)a-(1-α)~(2/3)=Kdt=k0(H_2SO_4)~(0.6398)(S/L)~(-13.69754) e~(-1549.95558)/T t,说明电辅助强化浸出的表观活化能比常规酸浸高,说明电辅助强化浸出对铀浸出率和反应速率的提高都优于常规酸浸条件。该研究对低品位矿石或尾矿的贵金属浸出工艺及提高贵金属的浸出率有借鉴意义。
【图文】：

技术路线图,低品位,强化浸出,最佳粒径

图 1.1 技术路线图内容浸出工艺参数研究，获得低品位铀矿的最佳粒径、固液比浸出温度等参数，找出影响铀浸出的因素，从而揭示工艺；通过对关键因素的多次试验，对浸出率的节点、拐点进程中含铀物相的可能解离途经。究电辅助强化方法对低品位铀矿浸出的影响，获得电辅助化的规律，揭示溶液中游离杂质离子对铀浸出的影响，研素组成、孔径分布、物相结构及形貌特征变化。助强化浸出动力学研究，建立浸出过程中的动力学方程；制电辅助浸出的动力学模型；通过拟合动力学曲线研究电

实验装置图,玻璃容器

数与电辅助强化浸出相同。本实验使用的实验装置如图 2.1 所示。包括一个15*15*20 cm 的玻璃容器，在其左端使用 10*3*0.3 cm 的高纯铁作阳极，在其右端使用10*5*3 cm的高纯石墨作阴极，采用直流电源供电，，电压可调范围在0-30V之间。在两极之间采用绝缘搅拌桨对样品进行搅拌，在浸出槽的顶端设有密封盖，可用于控制浸出液中氧的浓度实验中，整个玻璃容器置于恒温水浴中控制浸出温度，控温精度±2℃。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL21

【参考文献】