楊 飛，劉 猛，劉 勇

(1.廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所，廣東 韶關(guān) 512026；2.國土資源部放射性與稀有稀散礦產(chǎn)綜合利用重點實驗室，廣東 韶關(guān) 512026)

鈾礦資源是國防建設(shè)和核能發(fā)展的戰(zhàn)略資源。根據(jù)當(dāng)前核電的發(fā)展速度和規(guī)模來看，未來我國需要儲量巨大的鈾資源作保障。而當(dāng)今全球鈾礦資源消費量持續(xù)走高，我國的鈾資源供應(yīng)依然存在較大缺口，因此，加大我國鈾礦資源的勘探開發(fā)力度，對低品位、火山巖型鈾礦床開展選冶技術(shù)綜合利用具有意義，有利于促進(jìn)我國鈾礦產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展和提高戰(zhàn)略資源的保障程度[1-2]。

提取金屬鈾目前常用的方法包括溶劑萃取法、化學(xué)沉淀法和離子交換法等[3-4]。目前主要是通過溶劑萃取法從鈾浸出液中富集分離鈾，為了實現(xiàn)從火山巖型鈾多金屬礦浸出液中萃取、反萃取鈾，本文研究了萃取劑P204、協(xié)萃劑TBP、稀釋劑煤油作為有機(jī)相萃取鈾，碳酸鈉作為反萃劑反萃取鈾，鈾萃原液經(jīng)萃取、反萃取鈾得到較好富集、分離，為下一步制備重鈾酸銨產(chǎn)品打下堅實基礎(chǔ)。

1 萃原液化學(xué)成分分析

廣東某火山巖型低品位鈾多金屬礦，礦床位于火山沉積雜巖盆地的北部，礦區(qū)地層主要為侏羅統(tǒng)酸性熔巖(流紋巖)，酸性火山碎屑巖(含礫凝灰?guī)r、熔接凝灰?guī)r和晶屑凝灰?guī)r)以及上白堊統(tǒng)的陸相碎屑沉積巖，礦石經(jīng)硫酸化焙燒得到浸出液，浸出液作為萃原液，浸出液分析結(jié)果如表1。

表1 浸出液化學(xué)分析結(jié)果

2 鈾萃取試驗研究

2.1 萃取劑對比探索試驗

根據(jù)溶液性質(zhì)我們選擇了兩種萃取有機(jī)相進(jìn)行單級萃取探索試驗，試驗結(jié)果見表2。

由試驗結(jié)果可知：由于10%三辛胺+10%TBP+80%煤油在硫酸體系中萃取鈾對酸度和Cl-溶度要求較嚴(yán)，而鈾原液鈾溶度太低，不適合沖稀以降低酸度和Cl-溶度，因而10%三辛胺+10%TBP+80%煤油不適合做為此礦種的萃取劑，而酸度和Cl-溶度對20%P204+80%煤油萃取鈾影響不大，且萃取率很高，故選擇P204+煤油做為此礦種的萃取劑。

表2 不同萃取劑對比探索試驗結(jié)果

2.2 萃取相比試驗

試驗條件：有機(jī)相：20%P204+5%TBP+75%煤油；時間：3min；溫度：室溫；單級萃取

試驗結(jié)果見表3。

表3 萃取相比試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明：相比為O/A=1/10的單級萃取試驗已達(dá)到較高萃取效果，但萃取過程中出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，為此我們做了添加劑試驗，以消除乳化現(xiàn)象。

2.3 萃取添加劑試驗

試驗條件為：有機(jī)相：20%P204+5%TBP+75%煤油；相比：O/A=1/10；時間：3min；溫度：室溫；單級萃取。

試驗結(jié)果見表4。

表4 添加劑試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明：加入NaF后，乳化現(xiàn)象可消除，但由于加入了F-離子，萃取率有所下降，但不影響整體萃取，NaF加入量選定為15 g/L。

2.4 萃取綜合條件試驗

綜合條件試驗為：有機(jī)相：20%P204+5%TBP+75%煤油；相比：O/A=1/10；NaF加入量15 g/L；時間：3min；溫度：室溫；三級逆流萃取。

試驗結(jié)果見表5。

表5 萃取綜合條件試驗結(jié)果

萃取綜合條件試驗結(jié)果表明：萃原液經(jīng)綜合條件萃取，萃余液鈾含量較低為0.2～0.4 mg/L，萃取率達(dá)到99%以上，萃取率較高、萃取效果穩(wěn)定。

3 鈾反萃取試驗研究

反萃取試驗條件如下：

反萃劑：20%碳酸鈉；相比：O/A=5/1；溫度:室溫；時間：3min；三級逆流。

試驗結(jié)果如表6。

表6 三級逆流反萃結(jié)果

反萃取試驗結(jié)果表明： 鈾飽和有機(jī)相鈾經(jīng)反萃取，貧有機(jī)相鈾金屬溶度較低為3～4 mg/L，反萃率達(dá)到99%以上，反萃率較高、反萃取效果較好。

4 結(jié)論

(1)廣東某火山巖型低品位鈾多金屬礦，礦床位于火山沉積雜巖盆地的北部，礦區(qū)地層主要為侏羅統(tǒng)酸性熔巖(流紋巖)，酸性火山碎屑巖(含礫凝灰?guī)r、熔接凝灰?guī)r和晶屑凝灰?guī)r)以及上白堊統(tǒng)的陸相碎屑沉積巖，礦石經(jīng)硫酸化焙燒得到浸出液，浸出液作為鈾萃原液，鈾萃原液經(jīng)萃取、反萃取鈾得到較好富集、分離，為下一步制備重鈾酸銨產(chǎn)品打下堅實基礎(chǔ)。

(2)最終確定鈾萃取工藝條件：有機(jī)相：20%P204+5%TBP+75%煤油，相比：O/A=1/10，NaF加入量15 g/L，時間：3min，溫度：室溫，三級逆流萃取，萃余液鈾含量較低為0.2～0.4 mg/L，萃取率達(dá)到99%以上，萃取率較高、萃取效果穩(wěn)定。

(3)最終確定鈾反萃取工藝條件：反萃劑：20%碳酸鈉，相比：O/A=5/1，溫度:室溫，時間：3min，三級逆流反萃，鈾飽和有機(jī)相鈾經(jīng)反萃取，貧有機(jī)相鈾金屬溶度較低為3～4 mg/L，反萃率達(dá)到99%以上，反萃率較高、反萃取效果較好。

[1] 楊建明,王前裕. 某地區(qū)火山巖鈾礦床成礦熱液運移形式及沉淀機(jī)理[J].中南工學(xué)院學(xué)報,1999(1):53-58.

[2] 胡瑞忠,畢獻(xiàn)武,蘇文超,等.華南白堊-第三紀(jì)地殼拉張與鈾成礦的關(guān)系[J].地學(xué)前緣,2004,11(1):153-160.

[3] 邢會敏,劉 艷,陳 剛,等.國外鈾鉬伴生礦綜合回收技術(shù)[J].鈾礦冶,2006,25(4):186-191.

[4] 黃寶茅. 鈾鉬共生礦的綜合回收[J]. 鈾礦冶,1995(3):178-187.

(本文文獻(xiàn)格式：楊飛，劉猛，劉勇.火山巖型鈾多金屬礦鈾萃取與反萃取試驗研究[J].山東化工,2018,47(7):26-27.)