堆浸是堆置浸出法的簡稱,是通過將稀的化學溶劑噴灑到預先堆置好的礦石堆上,選擇性地溶解(浸出)礦石中的目標成分,形成離子或絡合離子並使之轉入溶液,以便進行進壹步的提取或回收的浸出方法;堆浸的礦石僅需粗碎即可,溶液在礦堆中處於非飽和流狀態。我國堆浸提鈾技術研究始於上世紀60年代,經過幾代鈾礦冶科技工作者的不斷努力探索,已經在許多技術領域取得了突破,壹大批科研成果已成功應用於堆浸提鈾工業生產,並且取得了顯著的經濟效益。堆浸提鈾工藝是中國鈾礦冶生產的主要工藝之壹。
濃酸熟化高鐵淋濾堆浸技術
該技術的特點是首先將破碎礦石進行濃酸熟化預處理,使礦石中的鐵氧化為三價,鈾大部分轉化為可溶性鹽,然後采用含硫酸高鐵的清水進行淋浸。此工藝既縮短了礦石的浸出周期.也提高了浸出合格液的鈾濃度。經多年的工業應用表明,采用濃酸熟化—高鐵淋濾技術進行強化堆浸,礦石浸出周期僅60~100d,浸出合格液鈾濃度可達7~9g/L。
低滲透性礦石制粒堆浸技術
低滲透性含泥礦石化學粘合進行酸法制粒,該粘合劑通過參與化學反應,可在礦粒內部形成以水化物晶核為基礎的結晶結構網,從而大幅度提高了礦堆的滲透性。工業生產表明,礦石經過制粒預處理以後進行堆浸,金屬的浸出率95%以上,與直接堆浸相比較,浸出周期縮短70%,浸出合格液鈾濃度提高50%。
細粒級礦石堆浸技術
經過對堆浸傳質機理及浸出過程進行深入分析研究,提出了細粒級礦石堆浸的概念,認為堆浸礦石的破碎應該存在壹個最佳經濟粒度,在充分試驗的基礎上,推導出了堆浸礦石破碎的經濟粒度計算模型。目前,該研究成果已經在多個堆浸鈾礦山得到了應用。
串聯堆浸技術
為了盡可能提高礦石堆浸合格液鈾濃度,降低原材料消耗,針對多種鈾礦石進行了系統的串聯堆浸技術試驗研究,開發了計算礦石串聯堆浸各階段操作參數的數學模型。多個堆浸提鈾礦山的應用結果表明,在使用該技術以後,堆浸合格液的鈾濃度可提高2~3倍,浸出過程的酸、氧化劑以及金屬回收工序的材料消耗可降低20%~30%。
細菌氧化堆浸技術
中國對於細菌氧化堆浸提鈾技術的研究始於20世紀60年代,主要是利用氧化亞鐵硫桿菌對礦石中的黃鐵礦或吸附尾液中的Fe2+進行氧化使Fe2+轉變成Fe3+,從而完成對礦石中低價鈾的氧化浸出。已進行了4000t規模的工業試驗。工業試驗結果表明,采用細菌氧化堆浸與常規氧化堆浸相比,硫酸消耗可降低12.5%,浸出時間可縮短32%~45%、浸出液鈾濃度可提高88.2%。
伴生鈾礦綜合堆浸回收技術
目前已探明的鈾礦資源中,鈾鉬***生礦床占有壹定的比例,此類型礦床在常規浸出時往往浸出時間長、鉬的浸出率低,並且浸出液中鈾鉬的分離效果不夠理想。采用拌酸熟化及活化浸出技術對礦石進行堆浸處理,使礦石的浸出周期縮短了壹半以上,鈾的浸出率達到90%,鉬的浸出率達到70%以上,並采用新型的離子交換樹脂從浸出液中同時吸附鈾鉬,通過分步淋洗使鈾鉬的分離系數達到2000以上。
滲濾浸出提鈾
對於壹些鐵、鎂、鈣、鋁等雜質含量高的復雜鈾礦,常規堆浸過程中,堆內溶液的酸度隨著溶液的運移會不斷消耗,導致鐵、鎂、鈣、鋁在堆內不斷地遷移壹積累壹沈澱,使礦堆板結,降低了礦堆的滲透性。滲濾浸出工藝由於改變了溶液與礦石的接觸方式,可保持溶液酸度的相對穩定,有效地避免礦堆板結。工業試驗表明,采用滲濾浸出工藝代替堆浸工藝以後,礦石的浸出周期從300d以上降低到了60d以內,鈾浸出率從60%左右提高到90%以上。