CN112708759A - 一种从硫酸浸出液中富集铀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，涉及含铀溶液中铀的分离与提取技术，具体涉及采用膜分离法和离子交换法联合富集铀的方法与流程。其主要特征在于在离子交换法富集铀之前，先采用机械过滤去除浸出液的固体颗粒物，采用超滤膜去除浸出液中悬浮固体、大分子有机物和胶体，再采用纳滤膜预富集铀，最后采用离子交换法富集铀，获得高浓度淋洗液合格液。通过本发明可以实现降低铀提取过程原材料消耗、提高产品质量、抑制树脂中毒、提高生产效率的目的。
Description
技术领域
本发明属于铀的水冶技术领域，具体涉及一种从硫酸浸出液中富集铀的方法。
背景技术
用硫酸作浸出剂的酸法浸出工艺是从矿石中浸出铀的主要方法之一，该方法的优点是浸出剂成本低，铀浸出率高，浸出周期短。同时酸法浸出工艺也存在一定的不足，浸出过程选择性不高，酸法搅拌浸出固液分离难度大，酸法地浸浸出液铀浓度不高，且杂质组分复杂、杂质离子浓度较高。从硫酸浸出液中提取铀主要采用离子交换法和萃取法。
采用一步离子交换法很难将铀浓度提高到预期值，低浓度合格液沉淀效果不佳，同时还会增加沉淀工序的原材料消耗；浸出液中含有腐殖酸等有机质，长时间累积将影响树脂的吸附性能。
目前国内酸法地浸采铀矿山水冶厂主要采用饱和树脂再吸附和淋萃流程等方法对铀进行再次富集，从而实现提高沉淀料液铀浓度的目的。但该两种富集方法最为突出的是二次富集引入了体系以外的杂质元素或离子，对后续工艺和环境治理带来较大难度。
发明内容
针对以上不足，本发明的目的是提供一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，采用膜分离法和离子交换法联合工艺富集铀，提高溶液中铀的富集倍数，提高合格液铀浓度和产品质量；降低铀富集过程的原材料消耗，提高淋洗剂使用率；降低铀水冶工艺过程外排废水。
本发明的技术方案如下：
一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，包括四个步骤，步骤一，将硫酸浸出液用泵输送至机械过滤,去除固体颗粒物，清液为一级滤液，去步骤二，残留在滤袋的固体颗粒物通过洗涤弃至尾矿库；
步骤二，来自步骤一的一级滤液输送至超滤***，去除悬浮固体、大分子有机物和胶体，超滤透析液为二级滤液，去步骤三，超滤浓缩液外排至蒸发池；
步骤三，来自步骤二的二级滤液输送至纳滤***，进行铀的富集，浓缩液为纳滤产品液，去步骤四，透析液返回去配制浸出剂；
步骤四，来自步骤三的纳滤产品液作为离子交换工艺的吸附原液输送至离子交换***，吸附尾液去配制浸出剂；树脂吸附饱和后进行淋洗，获得的淋洗液为富集后的高浓度铀溶液。
所述步骤一中硫酸浸出液中铀浓度为50-200mg/L。
机械过滤为袋式过滤，滤袋网孔孔径规格为50-100um，当过滤器压力>0.5MPa更换滤袋。
所述步骤二中，超滤膜采用卷状膜或板状膜，膜材质为聚酰胺，超滤膜膜孔径规格为0.05um-1nm。
所述步骤三中，纳滤膜采用卷状膜或板状膜，膜材质为聚酰胺，纳滤膜截留分子量200-600。
所述步骤三中，操作温度为室温，操作压力为0.5-3.0MPa。
所述步骤三中，纳滤产品液铀浓度为300-1000mg/L，透析液铀浓度<20mg/L。
所述步骤四中，离子交换***采用强碱性阴离子交换树脂材料，树脂吸附容量为70-150mg/ml。
所述步骤四中，淋洗剂为5g/L H2SO4+1.5mol/L NaCl溶液，淋洗液合格液中铀浓度30-50g/L。
本发明的有益效果在于：
采用传统的离子交换工艺进行富集，原液铀浓度50-200mg/L时，离子交换树脂容量小于50mg/ml，淋洗液合格液中铀浓度不足20g/L。采用本发明方法，获得的淋洗液合格液铀浓度提高了3倍以上，大大降低了产品制备过程的原材料消耗，提高了产品质量；通过膜分离技术，去除了浸出液中的悬浮物、有机质和胶体，有效抑制了离子交换树脂中毒，减少了解毒操作，降低了成本，提高了效率。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，将硫酸浸出液用泵输送至机械过滤,去除固体颗粒物，清液为一级滤液，去步骤二，残留在滤袋的固体颗粒物通过洗涤弃至尾矿库；
步骤二，来自步骤一的一级滤液输送至超滤***，去除悬浮固体、大分子有机物和胶体，超滤透析液为二级滤液，去步骤三，超滤浓缩液外排至蒸发池；
步骤三，来自步骤二的二级滤液输送至纳滤***，进行铀的富集，浓缩液为纳滤产品液，去步骤四，透析液返回去配制浸出剂；
步骤四，来自步骤三的纳滤产品液作为离子交换工艺的吸附原液输送至离子交换***，吸附尾液去配制浸出剂；树脂吸附饱和后进行淋洗，获得的淋洗液为富集后的高浓度铀溶液。
其步骤一中硫酸浸出液中铀浓度为50-200mg/L，机械过滤为袋式过滤，滤袋网孔孔径规格为50-100um，当过滤器压力>0.5MPa更换滤袋；
所述步骤二中，超滤膜采用卷状膜或板状膜，膜材质为聚酰胺，超滤膜膜孔径规格为0.05um-1nm。
所述步骤三中，纳滤膜采用卷状膜或板状膜，膜材质为聚酰胺，纳滤膜截留分子量200-600，操作温度为室温，操作压力为0.5-3.0MPa，纳滤产品液铀浓度为300-1000mg/L，透析液铀浓度<20mg/L。
所述步骤四中，离子交换***采用强碱性阴离子交换树脂材料，树脂吸附容量为70-150mg/ml(以湿树脂计)；淋洗剂为5g/L H2SO4+1.5mol/L NaCl溶液，淋洗液合格液中铀浓度30-50g/L。
实施例1:
某硬岩铀矿山采用硫酸搅拌浸出工艺浸出铀，浸出矿浆使用浓密机进行固液分离，溢流清液中铀浓度为113mg/L。
步骤一，将溢流清液用泵输送至机械过滤,机械过采用袋式过滤，滤袋网孔孔径规格为100um，去除固体颗粒物，清液为一级滤液，去步骤二，残留在滤袋的固体颗粒物通过洗涤弃至尾矿库，当过滤器压力>0.5MPa更换滤袋；
步骤二，来自步骤一的一级滤液输送至超滤***，去除悬浮固体、大分子有机物和胶体，超滤透析液为二级滤液，去步骤三，超滤浓缩液外排至蒸发池；超滤膜采用膜材质为聚酰胺的卷状膜，超滤膜膜孔径规格为0.05um。
步骤三，来自步骤二的二级滤液输送至纳滤***，进行铀的富集，纳滤膜采用膜材质为聚酰胺的卷状膜，纳滤膜截留分子量200，操作温度为室温，操作压力为0.5MPa，纳滤产品液铀浓度为1000mg/L，透析液铀浓度<20mg/L。浓缩液为纳滤产品液，去步骤四，透析液返回配制浸出剂；
步骤四，来自步骤三的纳滤产品液作为离子交换工艺的吸附原液输送至离子交换***，吸附尾液去配制浸出剂，离子交换***采用强碱性阴离子交换树脂201×7树脂为吸附材料，树脂吸附容量为150mg/ml(以湿树脂计)，树脂吸附饱和后进行淋洗，淋洗剂为5g/LH2SO4+1.5mol/L NaCl溶液，淋洗液合格液中铀浓度48g/L，即为富集后的高浓度铀溶液。
获得的淋洗液合格液铀浓度比传统的离子交换工艺提高了3倍，降低了产品制备过程的原材料消耗，有效抑制了离子交换树脂中毒，降低了成本，提高了效率。
实施例2
某砂岩铀矿山采用硫酸作浸出剂的酸法地浸工艺浸出铀，浸出液中铀浓度为16mg/L。
步骤一，将浸出液用泵输送至机械过滤,机械过采用袋式过滤，滤袋网孔孔径规格为50um，去除固体颗粒物，清液为一级滤液，去步骤二，残留在滤袋的固体颗粒物通过洗涤弃至尾矿库，当过滤器压力>0.5MPa更换滤袋；
步骤二，来自步骤一的一级滤液输送至超滤***，去除悬浮固体、大分子有机物和胶体，超滤透析液为二级滤液，去步骤三，超滤浓缩液外排至蒸发池；超滤膜采用膜材质为聚酰胺的板状膜，超滤膜膜孔径规格为1nm。
步骤三，来自步骤二的二级滤液输送至纳滤***，进行铀的富集，纳滤膜采用膜材质为聚酰胺的卷状膜，纳滤膜截留分子量500，操作温度为室温，操作压力为2.0MPa，纳滤产品液铀浓度为200mg/L，透析液铀浓度<10mg/L。浓缩液为纳滤产品液，去步骤四，透析液返回配制浸出剂；
步骤四，来自步骤三的纳滤产品液作为离子交换工艺的吸附原液输送至离子交换***，吸附尾液去配制浸出剂，离子交换***采用强碱性阴离子交换树脂D231树脂为吸附材料，树脂吸附容量为88mg/ml(以湿树脂计)，树脂吸附饱和后进行淋洗，淋洗剂为5g/LH2SO4+1.5mol/L NaCl溶液，淋洗液合格液中铀浓度30g/L，即为富集后的高浓度铀溶液。
获得的淋洗液合格液铀浓度提高了5倍，大大降低了产品制备过程的原材料消耗，提高了产品质量；通过膜分离技术，去除了浸出液中的悬浮物、有机质和胶体，有效抑制了离子交换树脂中毒，减少了解毒操作，降低了成本，提高了效率。
实施例3：
某砂岩铀矿山采用硫酸作浸出剂的酸法地浸工艺浸出铀，浸出液中铀浓度为35mg/L。
步骤一，将浸出液用泵输送至机械过滤,机械过采用袋式过滤，滤袋网孔孔径规格为75um，去除固体颗粒物，清液为一级滤液，去步骤二，残留在滤袋的固体颗粒物通过洗涤弃至尾矿库，当过滤器压力>0.5MPa更换滤袋；
步骤二，来自步骤一的一级滤液输送至超滤***，去除悬浮固体、大分子有机物和胶体，超滤透析液为二级滤液，去步骤三，超滤浓缩液外排至蒸发池；超滤膜采用膜材质为聚酰胺的卷状膜，超滤膜膜孔径规格为1nm。
步骤三，来自步骤二的二级滤液输送至纳滤***，进行铀的富集，纳滤膜采用膜材质为聚酰胺的板状膜，纳滤膜截留分子量600，操作温度为室温，操作压力为3.0MPa，纳滤产品液铀浓度为400mg/L，透析液铀浓度<15mg/L。浓缩液为纳滤产品液，去步骤四，透析液返回配制浸出剂；
步骤四，来自步骤三的纳滤产品液作为离子交换工艺的吸附原液输送至离子交换***，吸附尾液去配制浸出剂，离子交换***采用强碱性阴离子交换树脂D201树脂为吸附材料，树脂吸附容量为100mg/ml(以湿树脂计)，树脂吸附饱和后进行淋洗，淋洗剂为5g/LH2SO4+1.5mol/L NaCl溶液，淋洗液合格液中铀浓度38g/L，即为富集后的高浓度铀溶液。
获得的淋洗液合格液铀浓度提高了4倍以上，大大降低了产品制备过程的原材料消耗，提高了产品质量；通过膜分离技术，去除了浸出液中的悬浮物、有机质和胶体，有效抑制了离子交换树脂中毒，减少了解毒操作，降低了成本，提高了效率。
本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的方法，其他方法可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，包括四个步骤，其特征在于：
步骤一，将硫酸浸出液用泵输送至机械过滤,去除固体颗粒物，清液为一级滤液，去步骤二，残留在滤袋的固体颗粒物通过洗涤弃至尾矿库；
步骤二，来自步骤一的一级滤液输送至超滤***，去除悬浮固体、大分子有机物和胶体，超滤透析液为二级滤液，去步骤三，超滤浓缩液外排至蒸发池；
步骤三，来自步骤二的二级滤液输送至纳滤***，进行铀的富集，浓缩液为纳滤产品液，去步骤四，透析液返回去配制浸出剂；
步骤四，来自步骤三的纳滤产品液作为离子交换工艺的吸附原液输送至离子交换***，吸附尾液去配制浸出剂；树脂吸附饱和后进行淋洗，获得的淋洗液为富集后的高浓度铀溶液。
2.如权利要求1所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：所述步骤一中硫酸浸出液中铀浓度为50-200mg/L。
3.如权利要求1所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：机械过滤为袋式过滤，滤袋网孔孔径规格为50-100um，当过滤器压力>0.5MPa更换滤袋。
4.如权利要求1所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：所述步骤二中，超滤膜采用卷状膜或板状膜，膜材质为聚酰胺，超滤膜膜孔径规格为0.05um-1nm。
5.如权利要求1所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：所述步骤三中，纳滤膜采用卷状膜或板状膜，膜材质为聚酰胺，纳滤膜截留分子量200-600。
6.如权利要求5所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：所述步骤三中，操作温度为室温，操作压力为0.5-3.0MPa。
7.如权利要求6所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：所述步骤三中，纳滤产品液铀浓度为300-1000mg/L，透析液铀浓度<20mg/L。
8.如权利要求1所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：所述步骤四中，离子交换***采用强碱性阴离子交换树脂材料，树脂吸附容量为70-150mg/ml。
9.如权利要求8所述的一种从硫酸浸出液中富集铀的方法，其特征在于：所述步骤四中，淋洗剂为5g/L H2SO4+1.5mol/L NaCl溶液，淋洗液合格液中铀浓度30-50g/L。
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2020
- 2020-11-27 CN CN202011355388.9A patent/CN112708759A/zh active Pending
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