一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法技术

一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，包括以下步骤：步骤1:分析矿层地下水组成步骤2：开始抽注循环步骤3：待步骤2中浸出液pH值下降后，浸出剂中同时加入O

A method of in-situ leaching of uranium from groundwater with high salinity

【技术实现步骤摘要】
一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法
本专利技术属于地浸采铀领域，具体涉及一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀提取方法。
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CO2常用于控制pH值和形成碳酸氢根以络合溶解的六价铀，而O2用作氧化剂将四价铀矿物氧化成可溶性六价铀是工艺可行的关键。但是，对于某些矿层中地下水矿化度较高的铀矿床，地浸采铀导致地下水离子浓度升高，特别是碳酸氢根、钙、镁及硫酸根的提高，极易沉淀堵塞矿层，降低抽注液量，影响浸出效果；此外，由于地下水矿化度高，有很强的缓冲作用，导致CO2和O2加入后，在矿层中变化相对较小，从而导致浸出困难。对这类矿床，提出了淡化少试剂的开采方法(CN101429860B)，通过外加淡化水降低地下水的离子浓度和矿化度，但此方法明显提高了开采成本，扩大了浸出范围；而且，降低的矿化度也将使矿层渗透性能变差。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则要求梯度加氧，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，但对地下水矿化度高、渗透性相对较好的砂岩铀矿床，按常规的工艺则浸出周期长、浸出液浓度低、矿层堵塞严重。针对这种较难浸出的铀矿体，需要采用一种更有效的浸出工艺，提高浸出的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，该方法采用初期较高浓度氧气作氧化试剂，以快速、高效氧化矿层，并通过工艺控制CO2加入顺序和加入量来调节浸出液pH值，保证浸出效果的同时，避免矿层堵塞问题。本专利技术的技术方案如下：一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，包括以下步骤：步骤1:分析矿层地下水组成，确定其碳酸氢根含量和pH值，以及其他易沉淀离子的浓度；步骤2：开始抽注循环，往矿层地下水中加入800～1500mg/L浓度的CO2，混合均匀，通过注液管道注入地下矿层，使矿层地下水pH降低0.1～0.2，时间控制在15～20天；步骤3：待步骤2中浸出液pH值下降后，浸出剂中同时加入O2和CO2，经混合后注入矿层进行浸出；步骤4：当步骤3中浸出液的残余氧浓度达到15mg/L时，注氧浓度降低至300～500mg/L；当浸出率达到65％时，注入氧气降低至50～200mg/L，直至浸出结束；步骤5：当步骤3-4中浸出液铀浓度大于10mg/L时，浸出液进塔吸附。所述步骤1中，所述其他易沉淀离子包括HCO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-、∑Fe、Cl-。所述步骤3中，O2和CO2的注入压力比注液的压力高0.05MPa以上。所述步骤3中，注氧浓度为650～1000mg/L，CO2浓度为800～1500mg/L。所述步骤4中，当步骤3中浸出液pH值降至6.5时，CO2浓度降低至300～500mg/L，如浸出液pH继续下降，将CO2浓度降至100～200mg/L。当浸出液中pH值降至6.5时，将CO2浓度降低至500mg/L，浸出液pH继续下降至6.3，将CO2浓度降至200mg/L，维持pH在6.0-6.2之间。所述步骤4中，浸出液中碳酸氢根控制在1.0-1.2g/L左右，如低于1g/L，补加200～500mg/L碳酸氢盐以维持稳定的碳酸氢根浓度。所述步骤5中，吸附采用弱碱性阴离子交换树脂。所述的弱碱性阴离子交换树脂为JH-1型树脂，为大孔结构的丙烯酸共聚交联骨架，交换基团为-NH2和取代胺-NHR1，质量交换容量2.75mmol/ml、粒度0.60-1.25mm，湿视密度0.68-0.76g/ml，湿真密度1.05-1.14g/ml，渗磨圆球率≥90％。所述步骤1-5中，吸附得到饱和树脂和吸附尾液，吸附尾液经处理加入CO2和O2后重新注入矿层。所述步骤3的O2加注浓度不形成气堵。本专利技术的显著效果在于：本专利技术通过初期高浓度CO2调节浸出剂pH值，可以避免高矿化度下浸出溶液在矿层的堵塞，同时保持浸出液较低的pH值提高了树脂吸附容量，免除在进塔前加CO2的工序；初期高浓度氧气作氧化剂，可以消除高矿化度浸出溶液的缓冲作用、快速氧化铀矿物，强化了浸出效果，可以有效开采地下水矿化度高、强还原性、难浸矿体。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术所述的一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀方法作进一步详细说明。具体实施例实施例1某砂岩铀矿床，渗透系数0.610m/d，采用CO2+O2工艺开采。经分析，地下水矿化度8.3g/L，pH7.30，HCO3-288.0mg/L、Ca2+568.4mg/L、SO42-1.83g/L、∑Fe0.52、Cl-2.73g/L。开始抽注循环，往矿层地下水中加入1500mg/L浓度的CO2，混合均匀，通过注液管道注入地下矿层，使矿层地下水pH降低0.2，历时20天；CO2的注入压力比注液的压力高0.05MPa以上。然后浸出剂中同时加入O2和CO2，经混合后注入进行浸出。其中注氧浓度为1000mg/L，CO2浓度为1500mg/L。其中O2和CO2的注入压力比注液的压力高0.05MPa以上。当浸出液的溶解氧浓度达到15mg/L时，注氧浓度降低至500mg/L；当浸出率达到65％时，注入氧气降低至200mg/L，直至浸出结束；当浸出液中pH值降至6.5时，将CO2浓度降低至500mg/L，浸出液pH继续下降至6.3，将CO2浓度降至200mg/L，维持pH在6.0-6.2之间。在浸出过程中，浸出液中碳酸氢根控制在1.0-1.2g/L左右，如低于1g/L，补加200mg/L碳酸氢盐以维持稳定的碳酸氢根浓度。当浸出液铀浓度大于10mg/L时，浸出液进塔吸附，吸附采用JH-1型弱碱性阴离子交换树脂，其质量交换容量2.75mmol/ml、粒度0.60-1.25mm，湿视密度0.68-0.76g/ml，湿真密度1.05-1.14g/ml，渗磨圆球率≥90％。吸附后的吸附尾液经处理加入CO2和O2后重新注入矿层。按以上工艺，运行期间未出现明显化学堵塞，6个月内铀浓度最高30.95mg/L。实施例2某砂岩铀矿床，渗透系数0.563m/d，采用CO2+O2工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1:分析矿层地下水组成，确定其碳酸氢根含量和pH值，以及其他易沉淀离子的浓度；/n步骤2：开始抽注循环，往矿层地下水中加入800～1500mg/L浓度的CO

【技术特征摘要】
1.一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1:分析矿层地下水组成，确定其碳酸氢根含量和pH值，以及其他易沉淀离子的浓度；
步骤2：开始抽注循环，往矿层地下水中加入800～1500mg/L浓度的CO2，混合均匀，通过注液管道注入地下矿层，使矿层地下水pH降低0.1～0.2，时间控制在15～20天；
步骤3：待步骤2中浸出液pH值下降后，浸出剂中同时加入O2和CO2，经混合后注入矿层进行浸出；
步骤4：当步骤3中浸出液的残余氧浓度达到15mg/L时，注氧浓度降低至300～500mg/L；当浸出率达到65％时，注入氧气降低至50～200mg/L，直至浸出结束；
步骤5：当步骤3-4中浸出液铀浓度大于10mg/L时，浸出液进塔吸附。


2.根据权利要求1所述的一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤1中，所述其他易沉淀离子包括HCO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-、∑Fe、Cl-。


3.根据权利要求1所述的一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤3中，O2和CO2的注入压力比注液的压力高0.05MPa以上。


4.根据权利要求1所述的一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤3中，注氧浓度为650～1000mg/L，CO2浓度为800～1500mg/L。


5.根据权利要求1所述的一种高矿化度地下水铀矿的地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤4中，当步骤3...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖文胜，王立民，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