铀提取工艺学第3章.ppt

3.1 基本概念 在天然铀生产工艺过程申，铀水冶厂的首要任务是将铀从矿石中提取出来，使铀与大量杂质得以初步分离。 铀提取工艺流程的选择、工艺参数的确定都与铀矿石的基本性质有关。 铀矿石的基本性质包括铀的品位、矿石的组成、构造和成因，以及围岩、脉石的性质等。因此，在讨论铀提取工艺之前，了解铀矿物及矿石的特性是十分必要的。 3.1.1相关术语 一、矿物 矿物是地壳中天然的物理化学作用和生物作用的产物。矿物除少数是自然元素，如自然金(Au)以外，绝大多数是自然化合物，如黄铜矿(CuFeS2、沥青铀矿(U2-x4+Ux6+)O2+x，它们的成分一般可用化学式表示。大部分矿物呈固态存在于地壳中，亦有液态(如水银、石油)及气态(如硫化氢)。 矿物是矿石和岩石的组成部分。 二、岩石、母岩、围岩 岩石是组成地壳的主要成分。它是由一种或数种矿物构成的集合体。例如，石灰岩是由95％以上的方解石组成，而花岗岩则是由石英、长石和云母构成的集合体。构成岩石的矿物又叫“造岩矿物”。 母岩是指形成矿物来源的岩石。例如，与铀矿脉有成因关系的花岗岩就可称为铀矿物的母岩。 围岩是指矿体周围的岩石。一般情况下，矿体与围岩的接触界线是清楚的，但是，有时也不清楚。如果矿体与围岩的分界面不清楚，便需要规定矿石的最低品位来圈定矿体的边界，低于工业品位的岩石称为围岩，高于工业品位的岩石称为矿体。 有时围岩就是矿体的母岩。 三、矿 石 凡包含有用金属或非金属矿物，并在现代技术经济条件下有开发利用价值的岩石均称为矿石，或简称为矿。 矿石的范围是随着国民经济发展需要的变化和工业技术水平的提高而不断扩大的。有些岩石目前尚不能利用，但是将来可能成为重要的矿石。 矿石的成分是不均一的，除含有经济价值的有用矿物外，通常还含有目前尚不能利用的脉石矿物和岩石碎块。 矿石按组织结构可分为块状矿石和浸染状矿石两类；按所含有用矿物种类的多少可分为单一矿石和共生矿石。 凡只含一种有用矿物的叫单一矿石，包含多种有用矿物的叫共生矿石。在自然界里，多数矿石是共生矿石。矿石按有用矿物含量的多少，可以分为富矿和贫矿。 四、脉 石 脉石是指在矿床中与矿石伴生的无用固体矿物。在矿石的加工过程中，通常用选矿法将其除去。 脉石矿物一般是指非金属矿物，如石英、方解石等。但是，在铀工业上，亦包括某些金属矿物，如铀矿床中的辉钼矿，或某些矿床中的黄铁矿。当然，当矿床中某些脉石矿物达到一定的含量时，它们也可以作为副产品回收。 矿床中脉石矿物的种类、含量和共生情况，往往影响矿石处理方法的选择和处理费用的高低，因而，脉石是评定矿石可用价值的因素之一。 五、矿石的品位 所谓品位是指矿石中有用金属元素或有用组分的百分含量。例如，当铀矿石中的铀含量为0.1％时，该铀矿石中铀的品位就是0.1％。显然，矿石中有用组分的品位愈高，矿石的质量就愈好。 工业上，通常用最低工业品位来划分矿石和岩石。所谓最低工业品位，是指适合于工业要求的有用组分百分含量的最低值。 一般说来，最低工业品位的确定与下列三个因素有关：矿床中矿石储量的多少；矿石综合利用的可能性；工艺技术条件。 六、 矿石浸出常见术语 在铀及其它金属的浸出和提取过程中会使用到各种术语,简单介绍如下: 溶浸剂——用于溶解矿物的化学试剂，如：H2SO4、NaHCO3 、 Na2CO3…… 溶浸液——由溶浸剂+氧化剂(亦可不加)+水（或尾液）按一定比例配制而成的溶液，溶解矿物的液体。 浸出液——溶浸液在矿层与矿物充分接触后，将矿物由固相转变为液相而汇入地下水中，经抽液孔抽出地表，且富含铀金属的液体叫做浸出液；堆浸则是淋浸下来的含铀液体。 淋洗剂——用于淋洗富含铀的饱和树脂的液体,如:H2SO4+ NaCl+H2O等。 贫液—— 淋洗合格液——淋洗剂淋洗饱和树脂所得的铀浓度高的液体。 沉淀剂——用于沉淀淋洗下来的金属铀的试剂：如NaOH、H2O2等。 渗透系数——指矿层中的水在单位时间内所流经的距离：m/d； 单孔抽液量——单个钻孔在单位时间里抽出的水量；m3/h； 溶浸死角——在溶浸采矿中，溶浸液没有流经到（覆盖）的矿体，叫做溶浸死角； 原岩矿孔隙度——孔隙体积占原矿岩体积的百分比,即 nu= ×100% 式中：nu—整体岩矿孔隙度（%）； Q2—整体岩矿体积；Q1—原整体岩矿体积固体部分的体积； 有效孔隙度——在一个多孔体系（矿体）中有两种孔隙存在，一种孔隙间是彼此不连通的，一种孔隙间是彼此连通的，对矿石浸出来说就需要利用连通的孔隙进行矿石浸出，这部分孔隙称为有效孔隙度。即nus= ×100%, 式中：nus—有效孔隙度（%）;Q2—体系总体积；Qus— 体系中有效孔隙体积之和； 铀金属浸出率=