一种地浸采铀强化浸出方法技术

本发明专利技术涉及地浸采铀技术领域，具体公开了一种地浸采铀强化浸出方法，包括以下步骤：步骤1：空气预氧化；步骤2：强化增效浸出；步骤3：正常浸出；步骤4：尾液循环。本发明专利技术方法通过气液混合，采用空气预氧化，可以快速氧化铀矿物，同时利用氮气溶解性差的特点，封堵矿层上部含水层，从而降低试剂消耗、提高浸出强度。

A method of in-situ leaching of uranium

【技术实现步骤摘要】
一种地浸采铀强化浸出方法
本专利技术属于地浸采铀
，具体涉及一种地浸采铀强化浸出方法。
技术介绍
地浸采铀是世界和我国天然铀最重要的开采方法。目前我国地浸采铀的方法中，CO2+O2地浸采铀工艺已成为铀矿床开采的首选。该工艺中O2作氧化剂，将四价铀矿物氧化成可溶性六价铀；而CO2用于形成碳酸氢根以络合溶解的六价铀。但是，O2在水中溶解度小，溶解速度慢，在矿层中易成为小气泡。由于气体密度小，不易溶解的氧气泡在矿层中会上浮，在矿层上部逐渐消耗，增大了浸出剂的稀释和氧气用量。对于矿层薄、含水层厚、渗透性好的铀矿床，其氧气的消耗量很大。在地浸采铀中，将空气大排量注入矿层，通过排空地下水，与矿石接触进行预氧化的方法已经证明有很好的氧化效果[苏学斌等，新疆某铀矿空气预氧化矿层地浸采铀现场试验，金属矿山，2006年12期：33-36]。但是，一般认为，空气预氧化只适合于埋藏浅的矿床，深埋藏矿床由于空气用量大、时间长而不合适[托尔斯多夫，克孜勒库姆区域铀金矿床开发的物理-化学地质工艺，原子能出版社，2003]。对于浸出剂O2和CO2的应用，CN106507867B提出O2和CO2加入量控制在100～300mg/L，浸出液的pH值在6.0～8.5；CN101429860B提出O2浓度150～450mg/L，控制pH≤6.9；CN102900418B则要求递减加氧，起始400～500mg/L，之后200mg/L，最后50～150mg/L，pH控制在7～8；CN106507865B对高碳酸盐地下水的矿床采用只注氧的方法，初期注氧浓度400mg/L，之后降至200mg/L，最后降至50～150mg/L，HCO3-浓度维持在1.0～1.3g/L之间；CN107130122B提出了一次浸出后的强化浸出技术，要求加注氧和CO2浓度在400～600mg/L。上述浸出工艺对常规砂岩铀矿有较好的效果，但对埋藏较深、矿层薄含水层厚、渗透性相对较好、铀矿物较难浸出的砂岩铀矿床，这类矿床的开发往往浸出剂稀释较严重、试剂消耗量较高，按常规的工艺，甚至上述的强化浸出工艺，都表现出周期长、浸出液浓度低的特点。针对这种较难浸出的铀矿体，需要采用一种合适的方法降低浸出剂的稀释和氧气的消耗，并采用更有效的浸出工艺，提高浸出的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种地浸采铀强化浸出方法，以降低浸出剂稀释和试剂消耗，能够加快浸出速度，提高浸出效率。本专利技术的技术方案如下：一种地浸采铀强化浸出方法，包括以下步骤：步骤1：空气预氧化采用空气预氧化进行铀矿物的氧化和矿层上部的封堵，具体包括以下步骤：1.1估算预氧化空气总需求量根据矿层上部含水层孔隙体积V，乘以矿层压力P和孔隙度校正系数γ，估算空气总需求量；1.2选择注入井选择可以进行空气预氧化的单个注液井最低注液量大于0.5m3/h，注气量大于等于0.5m3/h；1.3空气预氧化抽注循环开始后，空气经过空压机、气包、过滤、除油、干燥，通过气体流量计计量后与经电磁流量计计量的浸出剂进行气液混合；初始控制空气注入压力在0.4MPa以上、调节注液井阀门控制总注液压力在0.3MPa以上，按照注液与注气1:1的比例混合后注入；待0.5h注液量基本不变后，增加0.1m3/h的注气量，再待0.5h注液量基本不变后，再增加0.1m3/h的注气量；如此逐步增加注气量，直至最后一次增加注气量后，注液量在0.5h内出现明显下降，表明开始有气堵，则降低该最后一次增加的注气量，同时维持注液，待气堵逐渐消除；之后提高注液泵的功率，将注液压力提高0.1～0.2MPa，再按上述方法增加注气量，直至注液压力提高至1.0～1.5MPa，并使此时注气量最大，将气液混合后的浸出剂通过注液井注入矿层预氧化浸出；根据空气总需求量估算值及每小时空气注入量，估算预氧化的天数，做好监测准备；1.4预氧化结束当浸出液中溶解氧浓度达10mg/L或取样时可见浸出液中有明显气泡时，停止加入空气，结束预氧化；步骤2：强化增效浸出2.1向浸出剂中加入用水预先溶解的二氯异腈脲酸钠溶液，经混合后进入注液系统；2.2向注液系统中的浸出剂中同时加入O2和CO2，经混合后注入矿层进行浸出；其中，O2浓度按照浸出剂体积的650～1000mg/L、CO2浓度按照浸出剂体积的800～1500mg/L加入；步骤3：正常浸出3.1当浸出液中溶解氧的浓度达到15mg/L时，停止加入二氯异腈脲酸钠溶液，并将加O2浓度降低至300～500mg/L；当铀的浸出率达到65％时，将加O2浓度降低至50～200mg/L，直至浸出结束；3.2当浸出液pH值降至6.5时，降低加CO2浓度至300～500mg/L；当浸出液pH值降至6.3时，则将加CO2浓度降至100～200mg/L；3.3控制浸出液中的碳酸氢根浓度在1.0～1.2g/L；3.4当浸出液铀浓度大于10mg/L时，浸出液进塔吸附；步骤4：尾液循环吸附后的吸附尾液经处理加入二氯异腈脲酸钠溶液、CO2和O2后重新注入矿层。步骤1.3中，若降低最后一次增加的注气量仍不能消除气堵，则关闭注气阀，并在井口排气，使气堵消除后，再重新按出现气堵前的最后一次未产生气堵的注气量进行注入。步骤1.1中，估算预氧化空气总需求量的计算公式为：P×V×γ×10＝P×(H×S×Φ)×γ×10，式中：P——矿层压力，MPa；V——矿层上部含水层孔隙体积，m3：γ——孔隙度校正系数，根据孔径分布取0.05～0.2；H——矿层上部含水层厚度，m；S——预氧化矿体平面面积，m2；Φ——岩心孔隙度，％。步骤1.3的整个过程控制空气注入压力大于注液压力0.05MPa以上。步骤1.3中，初始注入按1m3液体加入标准状态下的1m3空气的比例加入。步骤2.1中，二氯异腈脲酸钠的用量按照浸出剂体积的20～100mg/L加入。步骤2.2中，所述的O2和CO2的注入压力比注液压力高0.05MPa以上。步骤3.3中，如浸出液中的碳酸氢根浓度低于1.0g/L，则补充按浸出剂体积计的0.2～0.6g/L碳酸氢盐以维持1.0～1.2g/L的碳酸氢根浓度。本专利技术的显著效果在于：(1)本专利技术方法通过气液混合，采用空气预氧化，可以快速氧化铀矿物，同时利用氮气溶解性差的特点，封堵矿层上部含水层，从而降低试剂消耗、提高浸出强度。(2)本专利技术方法采用二氯异腈脲酸钠作为增效添加剂，配合初期高浓度氧气作氧化剂，可以强化氧气浸出效果，有效开采具有强还原性、难浸出的矿体。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。一种地浸采铀强化浸出方法，包括以下步骤：步骤1：空气预氧化采用空气预氧化进行铀矿物的氧化和矿层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地浸采铀强化浸出方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：空气预氧化/n采用空气预氧化进行铀矿物的氧化和矿层上部的封堵，具体包括以下步骤：/n1.1估算预氧化空气总需求量/n根据矿层上部含水层孔隙体积V，乘以矿层压力P和孔隙度校正系数γ，估算空气总需求量；/n1.2选择注入井/n选择可以进行空气预氧化的单个注液井最低注液量大于0.5m

【技术特征摘要】
1.一种地浸采铀强化浸出方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：空气预氧化
采用空气预氧化进行铀矿物的氧化和矿层上部的封堵，具体包括以下步骤：
1.1估算预氧化空气总需求量
根据矿层上部含水层孔隙体积V，乘以矿层压力P和孔隙度校正系数γ，估算空气总需求量；
1.2选择注入井
选择可以进行空气预氧化的单个注液井最低注液量大于0.5m3/h，注气量大于等于0.5m3/h；
1.3空气预氧化
抽注循环开始后，空气经过空压机、气包、过滤、除油、干燥，通过气体流量计计量后与经电磁流量计计量的浸出剂进行气液混合；
初始控制空气注入压力在0.4MPa以上、调节注液井阀门控制总注液压力在0.3MPa以上，按照注液与注气1:1的比例混合后注入；
待0.5h注液量基本不变后，增加0.1m3/h的注气量，再待0.5h注液量基本不变后，再增加0.1m3/h的注气量；如此逐步增加注气量，直至最后一次增加注气量后，注液量在0.5h内出现明显下降，表明开始有气堵，则降低该最后一次增加的注气量，同时维持注液，待气堵逐渐消除；
之后提高注液泵的功率，将注液压力提高0.1～0.2MPa，再按上述方法增加注气量，直至注液压力提高至1.0～1.5MPa，并使此时注气量最大，将气液混合后的浸出剂通过注液井注入矿层预氧化浸出；
根据空气总需求量估算值及每小时空气注入量，估算预氧化的天数，做好监测准备；
1.4预氧化结束
当浸出液中溶解氧浓度达10mg/L或取样时可见浸出液中有明显气泡时，停止加入空气，结束预氧化；
步骤2：强化增效浸出
2.1向浸出剂中加入用水预先溶解的二氯异腈脲酸钠溶液，经混合后进入注液系统；
2.2向注液系统中的浸出剂中同时加入O2和CO2，经混合后注入矿层进行浸出；其中，O2浓度按照浸出剂体积的650～1000mg/L、CO2浓度按照浸出剂体积的800～1500mg/L加入；
步骤3：正常浸出
3.1当浸出液中溶解氧的浓度达到15mg/L时，停止加入二氯异腈脲酸钠溶液，并将加O2浓度降低至300～500mg/L；当铀的浸出率达到65％时，将加O2浓度降低至50～200mg/L，直至浸出结束；
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖文胜，王立民，谭亚辉，陈乡，王平，杜志明，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11