[科普知識]核燃料鈾的提取——浸出

2012年12月11日11:10 | 中國發展門戶網 www.chinagate.cn | 給編輯寫信字號：T|T

關鍵詞：浸出過程鈾產品堆浸法攪拌槽核燃料槽浸細菌浸出鈾化合物絡合離子酸法

　　堆浸是堆置浸出法的簡稱，是指將稀的化學溶劑噴灑到預先堆置好的礦石堆上，有選擇性地溶解（浸出）礦石中的目標成分——鈾，使鈾形成離子或絡合離子并使之轉入溶液，以便進行進一步的提取或回收。堆浸的礦石僅需粗碎即可，根據情況一般僅需破碎到-5~-8mm，如果浸出性能比較好，有時可能只要破碎到-10mm左右即可，而溶液在礦堆中總是處于非飽和流狀態的流動。

堆浸法的原理：借助于噴灑于礦堆上含有化學溶劑的水溶液流經礦堆時，緩慢流動的處于非飽和流狀態的溶液，經過礦石孔隙與礦石表面接觸，易溶解的鈾即溶解在溶液中，這樣永遠保證固液相表面溶劑有比較大的濃差。

堆浸常用的浸出劑是硫酸，適合于處理氧化條件好的次生礦，對于含有硫化物和鐵含量比較高的礦石還可結合細菌浸出，以減少浸出劑的用量。另外，堆浸的時間較長，自然環境的氧化作用可以滿足一定要求，一般不需加氧化劑或者只需要很少的氧化劑。

　　礦堆的構筑一般為2000到4000噸礦石構成一堆，有時一堆高達5000噸，高度一般在2.5米到3米，噴淋強度一般在30~50升/m2?h，大多數每天24小時均勻噴淋，一堆噴淋在一個半月左右，即可以達到將鈾完全浸出的目的，雖然渣品位一般比攪拌浸出高一些，但是浸出率可以基本上保持在70~75%左右。對于邊緣品位的礦石和其它一些品位比較低的鈾礦石足以達到目的。

與攪拌浸出相比，堆浸有較多的優點：

1）投資少，成本低；

2）省去了能耗大的細磨和固液分離工序，簡化了工藝過程；

3）靈活性大，適合于處理偏遠地區的小礦點；

4）礦堆可在地表，也可設在井下，尾渣返回充填，減少了環境污染，

5）堆浸只適用于不適合進行攪拌浸出的貧礦、表外礦、尾棄礦等。

　　但堆浸的浸出速率低，浸出效率低，很難達到水冶廠的浸出效果，更加不適合于處理難浸礦石和非氧化礦，另外還要求有適宜的氣候條件。一般情況下浸出率比攪拌浸出低10%左右，如果對于含量較高的鈾礦石使用堆浸則對資源是一個較大的浪費。因此對于難處理的礦石，對于氣候惡劣的地區以及對于比較富裕的礦不采用堆浸的方法，只對那些邊緣礦、比較貧的礦和廢棄的尾礦進行適當的處理以回收有用的資源。

與堆浸法類似的還有槽式滲濾浸出。它是將浸出劑與礦石一起置于一個槽內，在常溫下浸泡數次，以達到浸出鈾的目的。槽浸可使用較高的浸出劑濃度，浸出時間相對堆浸要短一些。

圖2 堆浸示意圖

圖3 槽式滲濾浸出示意圖

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