溶浸采铀（矿）技术教案——第三章矿物的浸出

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1、溶浸采铀（矿）技术教案第三章矿物的浸出用溶浸液将矿石小有用组分选择性地溶解到溶液屮的过程，称为浸出。如前章所述，浸出是一个物理化学过程，即由物理扩散和化学反应两个过稈所纽•成。对溶浸而言，浸出速度由物理扩散速度控制的较多。本章匝点讨论铀矿石的浸出，同时也将扼要地介绍铜、金、银等矿石的浸出。1铀的浸出按溶浸液的性质分为酸法浸出和碱法浸出两种。前者适用于硅酸盐类的矿石，常用的溶浸剂为硫酸；后者适丿IJ于碳酸盐类矿石，常丿IJ的溶浸剂为碳酸氢钠和碳酸钠的混合溶液。按浸出工艺和方法如第一章所述分为原地浸出、就地破碎浸出、堆浸和联合浸出等。在丄业生产中采用哪种方法，当然要根据试验最终结果来确定，主要是考

2、虑以卜7L点：1）矿石性质，如渗透性、块度、泥含最、硅酸盐含最、碳酸盐含最、硫化物含最、冇用组分在矿石屮的分布特点，矿石浸出性能等。2）浸矿剂价格要低，易于生产和获得。3）浸出液便于后续工序处理。4）工艺溶液能循环使用和再生。5）浸出率和牛•产率高。6）对坏境污染小，浸出结束后易于地下水复原和恢复生态平衡。1.1酸法浸出铀的化学过程酸法浸出铀矿石，硫酸、硝酸、盐酸都可以作为浸矿剂，但工业上绝人多数使用硫酸浸出铀矿石，这是因为硫酸不仅有较强的浸出能力，与铀反应生成稳定的硫酸铀酰络离子，而且价格低、运输方便、腐蚀性较小、浸出液便于后续工序处理等优点，所以在工业上广泛应用。用硫酸浸出铀矿石时，由于四

3、价铀浸出较难，浸出过程中盂要先把四价铀氧化为六价铀,而铀矿石中四价铀往往占冇一定比例，所以在铀矿的浸出工艺中往往需要加入氧化剂。杂质：二氧化硅、铁氧化物、氧化铝、钙镁化合物、磷酸盐、钳、饥等L2碱法浸出常用的溶浸剂为碳酸氢钠和碳酸钠的混介溶液，能选择性地溶解矿石屮的铀氧化物。碱法浸出中的杂质浸出碱法浸出是利用铀酰离子与碳酸根的强络合作用，浸出过程中对■铀有较好的选择性，杂质转入浸出液中的较少。酸法浸出可用硫酸、硝酸和盐酸。盐酸价格高，对设备、材料等腐蚀性很强，故一般不川，硝酸氧化性强，浸岀四价铀时不需另加氧化剂，对铀溶解能力人，但价格较高，且稀硝酸对浸出设备和材料要求很严，特别是在地浸中应用，

4、井孔内设施一旦遭到腐蚀和破坏，维修和恢复十分困难，甚至引起钻孔报废，故一般很少使用。硫酸则如前所述，是一种优点较多的较为理想的浸矿剂。浓硫酸可川碳素钢容器转运和储存，浸矿设备和材料可川不锈钢、耐酸陶瓷和塑料等制造。前苏联主要用酸法，我国目前也以酸法为主。2铜的浸出2.1铜的主要化合物铜的化学活性比金高，它与硫、氧、卤素、硝酸、热的浓硫酸起反应；但与铀和比，铜的化学活性就低，人们一般把铜归结为化学活性低的元素。铀、金、铜在化学活性方面的差界，与它们在自然界存在的矿物形态是一致的。自界的铀矿物都以化合物形式存在，从未发现单质铀；而金则主要是以自然金的形态出现，很少以化合物形式存在；铜主要是以化合物

5、形式存在，只冇少量的自然铜出露于矿石中。2.2铜的价态铜存在一价和二价两种价态。一价铜在溶液中不稳定，只有溶液中存在能与一价铜络合的离子(如CN—,C1—等)时，才是稳定的。Cu*在溶液中会产生歧化反应，但固态铜化合物中，铜往往是一价的。2.3铜的氧化物铜的氧化物有氧化铜(CuO)和氧化亚铜(CU2O)。天然矿物中也存在这两种物质，按它们所具冇的颜色，前者被称为黑铜矿，后者称赤铜矿。氧化铜(CuO)不溶于水，易溶于稀的无机酸，生成相应的铜盐。氧化铜是碱性氧化物，不与碱发牛化学反应，但由于铜能与氨形成稳定的铜氨络离子,因此，氧化铜能溶解于氨水一碳酸钱溶液中。2.3铜的硫化物口然界存在的铜的硫化物

6、相当多，是人类获取铜的主要原料。CuS不溶于水、稀硫酸、盐酸、硝酸中。它不溶于无机酸(稀)中的这一特性，常被人们用来从其他金属元素中分离和提纯铜。2.4铜盐铜盐的种类繁多，在天然的铜矿物中存在冇碳酸盐类的孔雀石CuCO3・Cu(OH)2o和监铜矿2CuCO3・Cu(OH)2，硅酸盐类的硅孔雀石CuSiO3・2H2O和透视石CuSiO3・出0,硫酸盐类的胆矶和水胆矶CuSO4*5H20和CuSO4・3Cu(OH)2,此外还有氯铜矿CuCI2•3Cu(OH)2等。与堆浸工艺有关的铜盐，最重要的是硫酸铜，因为从古到今的铜矿堆浸均采用硫酸作为溶浸剂，矿石屮的铜均以硫酸铜的形式转移到浸出液屮，从浸出液屮

7、分离，提纯，肓至得到市售产品，都借助于硫酸铜的化学、物理性质來实现。此外，硫酸铜是除电解铜以外，市场上最多的铜产品。硫酸铜易溶于水，其水溶液呈弱酸性；它的溶解度与温度冇关:浸出液中的铜经分离、提纯和富集后，往往经加热蒸发，然后冷却结品出五水硫酸铜CuSO4・5H20,它在93—99°C时转变为CuSO4.H20,而于150C时变为无水硫酸铜CuS04。2.5铜的络合物3金、银的浸出金、银矿石的浸出