某铀矿酸法堆浸尾渣中和试验和动力学方程模拟.pdf

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1、第34卷第3期铀矿冶Vo1．34NO．32015年8月URANIUMMININGANDMETALLURGYAug．2015某铀矿酸法堆浸尾渣中和试验和动力学方程模拟孟舒，钟平汝，王高山，吴永永，常喜信，王聪颖(核工业北京化工冶金研究院，北京lol149)摘要：以江西某铀矿新卸酸法堆浸尾渣为研究对象，结合尾渣的粒度分布、孔隙率及孔容等表征结果，研究了石灰和氢氧化钠与尾渣中余酸中和过程中pH值随浸泡时间的变化规律，并归纳出该尾渣的中和动力学模型。试验表明，尾渣中和终点pH值随碱用量的增加而上升，但过高的碱用量会使中和过程pH值的稳定性下降；此外，石灰

2、的中和效果与氢氧化钠相当，且使用量不大，因此采用石灰作为中和试剂进行堆浸尾渣处置经济效益更好。关键词：铀堆浸尾渣；中和；动力学；微观结构中图分类号：TL942．21文献标志码：A文章编号：1000—8063(2015)03—0184—05floi：10．13426／j．cnki．yky．2015．O3．O11在我国，酸法堆浸工艺在硬岩铀矿矿山中的l试验材料应用日渐广泛。然而由此产生的堆浸尾渣库酸性废水，不仅影响污水达标排放，也给矿山的地质状1．1样品与试剂况、土地复垦等方面带来一系列问题l】]。目前对试验矿渣样品为江西某铀矿新卸的未经过中酸性堆浸

3、尾渣普遍采用的中和处理工艺为：将卸和处理的堆浸尾渣，尾渣的铀质量分数为堆的酸性尾渣加入一定量的石灰经过拌和、永久0．0049／6。堆存于尾渣库。]，这种处理通常只在短时间内有试验试剂：工业级石灰，CaO质量分数效。在尾渣的长期堆置过程中，尾渣库渗出水74．1；NaOH，分析纯，纯度为97，北京北化pH值逐渐降低，最终由中性变为酸性，产生酸性精细化学品有限公司。废水(AMD)。这种现象在铀矿山尾渣库均有发1．2试验仪器生l4]。近年来，随着铀矿开采发展以及铀矿山企雷磁pH一3F型pH计，上海精密仪器公司。业堆浸作业的不断扩大，尾渣库尾渣量及酸性渗T

4、ristar物理吸附仪，英国麦克仪器公司。水量不断增加。该问题的日益加剧，不仅对尾矿2试验方法坝周围水体、土壤及环境造成不同程度的污染，也由于要增加酸性渗水的处理工序或废水处理量而2．1粒度分布增加企业生产成本。为此，笔者针对我国某矿山尾渣的粒度分布测定：称取100g尾渣样品，酸法堆浸尾渣进行微观织构分析，研究尾渣的各用孔径0．165、0．495、1．25、4mm的筛子依次进项微观物理性质对尾渣中和反应过程的影响；并行湿筛，将所得各粒径尾渣烘干至质量不变，记录在试验室条件下考察尾渣在不同中和剂和中和条结果，烘干后总质量损失

5、间的变化规律，通过曲线拟合和2．2孔容和比表面积测定创建中和动力学方程，搞清尾渣中和反应特征、中将各粒径尾渣样品在110。C下烘干2h，取适和效果与反应时间的关系，为合理选择酸性尾渣量装入样品管内(0．165mm的样品经2MPa压的中和剂加入量做出进一步的判断。力下压片)，将样品在真空下加热脱气；使用氮气作为吸附气体，氦气作为脱附气体，测定不同粒级收稿日期：2o15-Ol一15作者简介：孟舒(1987一)，女，辽宁鞍山人，助理工程师，主要从事铀矿水冶工艺开发研究工作。第3期孟舒，等：某铀矿酸法堆浸尾渣中和试验和动力学方程模拟185尾渣样品的低温氮

6、气吸附脱附等温线，并用BET始时各样品质量补加因蒸发等自然因素损失的水方程计算样品的比表面积和孔容。质量。2．3中和试验3试验结果与讨论中和试验在烧杯中进行，采用浸泡方式，按液固质量比1L／kg的比例加入尾渣样品和清水。3．1尾渣粒级分布及微观结构表征分别采用石灰和氢氧化钠作为中和剂，按不同质试验尾渣样品的粒级分布及各粒级尾渣的物量比加入各组烧杯中。试验设立不加中和剂的对理参数见表1。照组。每天记录各烧杯的pH值，并根据试验初表1堆浸尾渣的粒级分布及物理特征由于堆浸工艺要求矿堆具有较好的渗透性，每t堆浸尾渣的内部中可能含有几十至上百g的矿石颗粒之

7、间的空隙率需要达到4O～6O_5]，余酸。这部分余酸一般不能在第一时间与中和剂所以堆浸矿石普遍具有的粒度大、粒级分布范围反应，而是会在长时间的风化或雨水的冲刷下，通广的特点。由表中尾渣的粒级分布可以看出，该过浓差和毛细作用，或在中和剂的渗透作用下，逐尾渣中直径大于4mm的尾渣质量分数在2O渐被消耗掉。以上，直径大于1．25mm的颗粒占将近1／2。一对于尾渣内部发生的中和反应，可以解释为般来说，在大颗粒尾渣矿石表面均含有大量褶皱2种流体在尾渣孔隙内流动、扩散，并发生的一些和裂缝，这是由于长期的堆浸浸出过程中，浸出剂列化学反应的过程，一种流体为中和剂

8、，另一种流对矿石的溶解和腐蚀所造成的。随着中和剂的加体为存在于矿石的表面和孔隙中的余酸l7]。比入，残留在矿石表面褶皱和裂缝中的余酸会首