毕业答辩内蒙某CO2+ O2原地浸出采铀现场试验的方案的设计.ppt

内蒙某CO2 + O2原地浸出采铀现场试验方案设计 2013.6 毕 业 答 辩 目录 试验概况 工艺原理 井场设计工艺 成井设计工艺 工艺流程简介 工艺流程图 工艺参数 设备选型 结论 试验概况 内蒙某砂岩铀矿床的碳酸盐含量大于2％，矿床埋深大于400m，原地浸出采铀现场试验采用 CO2 + O2中性浸出工艺。根据实验室扩大试验的要求，采用“井场设计→井型与井距确定→过滤→吸附→淋洗→合格液酸化→沉淀→压滤→‘111’产品”的工艺流程。 工艺原理 CO2 + O2浸出地下铀矿的方法称为中性弱碱性浸出。在PH为7～8的条件下，HCO3-使地下铀矿由固态变为溶解态的 [UO2（CO3）2]2-。 CO2 + O2浸出过程的化学反应如下： （1）UO2+O2—UO3 （2）UO3+2HCO3-+ CO32-—[UO2（CO3）3]4-+H2O （3）UO3+2HCO3-—[UO2（CO3）2]2-+H2O （4）CO2+CaCO3+ H2O—Ca2+ +2HCO3- （5）2FeS2+7O2+8CO32-+6H2O—2Fe（OH）2+4S042-+8HCO3- 铀在pH值为7的条件下溶解以反应(3)为主；铀在pH值为9的条件下溶解以反应(2)为主。CO2+O2中性弱碱性浸出以反应(3)为主，这样能明显提高离子交换树脂吸附铀容量。钙质砂岩型铀矿石可通入CO2 按反应式(4)生成HCO3-，HCO3-再与UO3反应而生成[UO2（CO3）2]2-。 井场设计工艺 在充分了解矿床基本地质条件后, 用计算机软件模拟矿床水文地质并确定井型与井距。目前井型主要包括三注一抽、四注一抽、五注一抽、六注一抽。 结合本矿床的水文地质条件，采用四注一抽与五注一抽的两种井型搭配来布井。扩大试验钻孔是以条件试验钻孔为基础外扩5组钻孔，形成“6抽14注”的6组钻孔。扩大试验钻孔抽孔与注孔距离为25 m。 成井设计工艺 地浸矿山钻孔结构有3种: 不安装过滤器的钻孔结构；安装过滤器但不填充砾石的钻孔结构； 既安装过滤器又填充砾石的钻孔结构。 对三种钻孔结构的综合分析，采用既安装过滤器又填充砾石的钻孔结构。 工艺流程简介 1.浸出液过滤工艺 浸出液中含有一定泥砂和小颗粒不溶物，吸附前需要袋式过滤机过滤。 2.吸附淋洗工艺 采用三塔串联吸附—三塔串联淋洗新工艺，浸出液从首塔流入，经三塔串联吸附后，吸附尾液从末塔流出，吸附尾液可以循环利用。 3.合格液酸化工艺 合格液用盐酸酸化至终点pH值4.5～5.0 4.沉淀老化工艺 沉淀采用循环老化常温沉淀工艺，沉淀剂为片碱，片碱消耗量为2 t/t U，沉淀时间1 h,沉淀老化时间24 h。 5.压滤工艺 沉降槽底流老化后的沉淀浓浆用浓浆泵注入板框压滤机，压滤得到“111”产品 。 6. 沉淀母液循环利用工艺 沉淀母液补加碳酸氢铵后可以返回作淋洗剂。 工艺流程图 工艺参数 1. 袋式过滤器过滤工艺的原始指标 （1）过滤设备：袋式过滤器； （2）操作方式：浸出液从过滤器上部进入，从底部流出； （3）操作压力：≤0.2MPa； （4）处理量：≥50m3/h。 2. 浸出液pH值调节工艺的原始指标 （1）加入CO2前浸出液pH值：6.8～7.5； （2）加入CO2后浸出液pH值：6～6.5。 3. 吸附工艺的原始指标 （1）吸附操作方式：密实固定床三塔串联顺流带压吸附； （2）树脂型号：D201大孔强碱性阴离子树脂； （3）浸出液平均铀浓度：30mg/L； （4）吸附原液pH值：6.8～7.5； （5）操作温度：常温； （6）吸附空塔线速度为：30 m/h； （7）饱和树脂容量：40kgU/m3 VR； （8）尾液铀浓度：≤0.5mg/L； （9）操作压力：≤0.5MPa。 4. 淋洗工艺的原始指标 （1）淋洗操作方式：三塔串联顺流淋洗； （2）淋洗剂组成100 g/LNaCl＋16 g/LNH4HCO3 ； （3）淋洗剂pH值：8.5～9.0； （4）停留时间：2h； （5）合格液床体积：2VR； （6）淋洗合格液铀浓度：19.8 g/L； （7）淋洗总体积：2VR； （8）树脂残余容量：＜1mg/mLR 。 5. 合格液酸化工艺的原始指标 （1）合格液酸化终点pH值：4.5～5.0； （2）工业盐酸消耗量： 0.5t/tU 。 6. 沉淀工艺的原始指标 （1）沉淀方式：循环沉淀，浆体在沉淀槽中老化； （2）沉淀剂：片碱(固态NaOH)； （3）沉淀温度：常温； （4）搅拌转速：≤5r/min ； （5）沉淀反应时间：60mi