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酸法地浸采铀浸出液回收工艺设计

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-06-29 16:39   点击:60  编辑:admin   手机版

一、酸法地浸采铀浸出液回收工艺设计

  加压浸出是在加温加压条件下用酸或碱溶液从矿石中浸出铀的一种方法。加压浸出方法简介:  方法的选用取决于铀在矿石中的存在形式。在常规条件下难浸矿石,根据温度对反应速度、反应平衡的影响,增加浸出压力,以提高反应温度。这种方法可以加快反应速度,提高浸出率,节约试剂。当矿石中含有足够量的硫化物时,在加大氧分压条件下,可将其转化成硫酸和硫酸亚铁。随后,亚铁被氧化成高铁,它又是氧化四价铀的理想氧化剂。由此又发展为加压水浸(又名加压自氧化浸出)。它可在高温高压下除氧(或空气)以外不加任何试剂。加压碱浸可分为碳酸钠加压浸出和碳酸铵加压浸出。碳酸钠加压浸出比常压浸出铀的浸出率高,浸出时间短,可节省铀氧化物,而氨和二氧化碳可回收利用。

二、酸法浸出铀矿

堆浸是用溶浸液喷淋矿堆使之在往下渗透过程中,有选择地浸出矿石中的有用成分,并从堆底流出的富液中回收有用成分的方法。按矿石品位的不同,可分为矿石堆浸和废石堆浸;按堆场地点的不同,可分为地表堆浸和地下堆浸。堆浸法主要应用于铜矿、铀矿、金矿和银矿的开采以及含有用成分的冶炼厂炉渣、选厂尾砂的处理。堆浸法工艺简单,设备较少,能耗低,因而基建投资和生产成本也低;其主要缺点是,矿石中有用成分的浸出率较低。

浸出剂连续通过矿石堆的浸出方法,又称堆摊浸出。有废石堆浸和表外矿石堆浸之分。前者的堆浸矿石不破碎,规模较大可达百万吨以上,浸出时问长达数年;后者的堆浸矿石一般破碎至5~20mm,大者100~200mm,规模较小,浸出时间为几个月。堆浸过程包括构筑不透水的底垫,在底垫上筑砌矿石堆,用喷嘴定期喷啉浸出液。矿堆高度视矿石种类、性质而定。金矿3~6m,氧化铜矿可为6m,含硫矿物可高达15m。此法投资和操作费用都较低,浸出率一般为60%~80%或更低。早在公元1006年宋真宗时我国已大规模采用胆水进行堆浸提铜。18世纪50年代初,西班牙用于处理氧化铜矿,20世纪50年代末用于处理铀矿,70年代广泛用于金银的提取,并发展了粉矿制粒堆浸工艺。金银矿石堆浸的发展趋势是进行原矿堆浸,浸出周期为3a;矿石破碎至小于12.5mm时,浸出周期为3~6周。

三、地浸采铀的方法中你认为哪种污染最小?为什么?

首先,铀矿在开采过程中,其含放射性矿石是主要的放射源。

其次,铀矿对环境和大气的污染主要来自“三废”(即废气、废水、废渣,如废碴、废石堆、尾石渣、劳保用品、废材料等)。如一个废弃露天采矿场场高3m,面积为200m2,堆积1000t矿石,其品位为0.1%,经计算其氧气产生量约为3.08q/(s.t),10min后,可产生氧气1798.2Bq。其他采矿方法也不同程度地产生氧气并释放到空气中。

此外,废碴、废水、废物中的放射性物质渗入地下,进入地下水循环,流入河流、小溪,扩散到矿山周围环境中,铀水治厂生产中所产生的“三废”放射性浓度更高,若未经处理,对大气和环境污染严重。

四、铀矿地浸工艺流程

别危言耸听了……没那么大危害。

开采铀矿有利于将当地资源优势转化为经济优势,促进当地经济发展。还能带动相关产业,增加就业。开发新能源还有利于缓解东部地区能源紧张,调整能源消费结构,促进可持续发展。

而其可能带来的危害是不合理的开矿会加大水土流失的危害和促进沙地扩张。当地生态环境脆弱,破坏后将较难恢复。开矿时操作不当也可能造成放射性强的氡气泄露。

采用旧开采方式则面临尾矿污染土地和占用耕地的问题。地浸开采则可能污染地下水,需要严格处理。

而天然铀矿经过45亿年的天然衰变,放射性已经非常非常非常低,所以其周围动植物和人类活动是不受任何影响的。

只需要一张A4纸就可以阻挡天然铀矿放射出的α射线,人的衣服和皮肤完全可以阻挡。

只有当加工好的铀矿被放入反应堆,才产生很多新的放射性极强的元素,这时才有了骇人听闻的核辐射。

五、地浸法铀矿开采

1公斤核武器级铀235需要200吨铀矿石。

铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素,具有放射性。铀主要含三种同位素,即铀238、铀235和铀234,其中只有铀235是可裂变核元素,在中子轰击下可发生链式核裂变反应,可用作原子弹的核装料和核电站反应堆的燃料。

根据国际原子能机构的定义,丰度为3%的铀235为核电站发电用低浓缩铀,铀235丰度大于80%的铀为高浓缩铀,其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩铀,主要用于制造核武器。

在天然矿石中铀的三种同位素共生,其中铀235的含量非常低,只有约0.7%。为满足核武器和核动力的需求,一些国家建造了铀浓缩厂,以天然铀矿作原料,运用同位素分离法(扩散法、离心法和激光法等)使天然铀的三种同位素分离,以提高铀235的丰度,提炼浓缩铀。

获得铀是非常复杂的系列工艺,要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程,而浓缩分离是其中最后的流程,需要很高的科技水平。获得1公斤武器级铀235需要200吨铀矿石。

六、酸法地浸采铀过程中杂质离子的沉淀及对铀沉淀的影响

1. 矿物质沉淀是指水中的矿物质在一定条件下,由于过饱和或者其他因素,从水中析出并沉积在固体表面或者水底的过程。2. 矿物质沉淀的原因主要有三个:一是水中的矿物质浓度过高,超过了饱和度,导致矿物质析出;二是水中的温度、pH值等条件发生变化,使得矿物质溶解度下降,导致矿物质析出;三是水中的微生物、植物等生物体的代谢产物或者死亡物质,促进了矿物质的沉淀。3. 矿物质沉淀在自然界中有着广泛的应用,如矿物质沉淀可以形成珊瑚礁、石灰岩等地质景观;在水处理中,矿物质沉淀可以去除水中的杂质和污染物;在工业生产中,矿物质沉淀可以用于制备各种材料。

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