劉志超，馬 嘉，李春風(fēng)，強(qiáng)錄德，吳永永，李 廣，唐寶彬

(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149)

某礦石中，鈾的存在形式有鈾礦物、類質(zhì)同象和吸附狀態(tài)3種，鈾礦物主要為瀝青鈾礦、鈦鈾礦。由于礦床采礦貧化率較高，出窿礦石品位不均，在水冶之前須進(jìn)行分選[1-4]。

鈾礦石可采用放射性選礦技術(shù)進(jìn)行分選，拋棄不含鈾或含微量鈾部分，提高礦石品位。放射性分選礦石粒度上限為300 mm，下限為20 mm[5-7]。研究礦石的放射性顯明度，了解鈾在礦石中的分布規(guī)律，可以確定放射性選礦的可能性及理論上可以達(dá)到的選礦工藝指標(biāo)。

試驗(yàn)研究了某鈾礦石的放射性顯明度并繪制放射性可選性曲線，確定了不同放射性分選邊界品位下的理論分選效果。根據(jù)鈾礦石的放射性可選性，推薦采用預(yù)先拋尾—兩段放射性分選工藝對(duì)鈾礦石進(jìn)行分選，并計(jì)算理論選礦指標(biāo)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料與儀器

某鈾礦石：鈾品位0.298%，粒度組成及鈾品位分布見(jiàn)表1。可以看出：礦石中+150 mm粒級(jí)礦石產(chǎn)率19.41%，鈾品位較低，為0.174%；80～150 mm粒級(jí)中鈾品位較高，為0.427%；0～2.5 mm 粒級(jí)中鈾品位最高，為0.475%。鈾在礦石中分布不均，初步判斷有利于放射性分選。

表1 某鈾礦石粒度組成及鈾品位分布

試驗(yàn)儀器及設(shè)備：HD-2000型γ輻射儀，電子臺(tái)秤，游標(biāo)卡尺，振動(dòng)篩，鄂式破碎機(jī)。

1.2 試驗(yàn)方法

放射性分選針對(duì)塊狀礦石，一般適合入選的粒級(jí)為25～150 mm[8-9]。首先確定適合入選粗粒礦石的產(chǎn)率，然后測(cè)定其放射性顯明度，并繪制放射性可選性曲線。根據(jù)放射性顯明度曲線，計(jì)算理論選礦指標(biāo)，推薦放射性選礦工藝。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 適合放射性分選的粗粒礦石產(chǎn)率

對(duì)于具體礦石，入選粒級(jí)產(chǎn)率愈大，尾礦產(chǎn)率也越大，放射性分選效果愈明顯。適合放射性分選的礦石粒級(jí)一般在+25～150 mm之間，這部分粒級(jí)礦石產(chǎn)率越高，可入選礦石的量就越大，取得的技術(shù)指標(biāo)越好[10-11]。鈾礦石不經(jīng)破碎、直接破碎和預(yù)篩分后再破碎至+25～150 mm粒級(jí)礦石的產(chǎn)率見(jiàn)表2?？梢钥闯觯簩⒌V石預(yù)篩分后再破碎與直接破碎相比，可以將適合入選的粗粒礦石產(chǎn)率由61.57%提高到65.38%。因此，為了提高粗粒礦石入選率，礦石破碎前應(yīng)將-150 mm粒級(jí)礦石提前篩分出來(lái)。

表2 粗粒級(jí)礦石產(chǎn)率

2.2 礦石的放射性顯明度及可選性

對(duì)-150～+25 mm粗粒級(jí)礦石進(jìn)行分級(jí)、清洗、稱重，測(cè)定顯明度(λi)，計(jì)算公式如下：

式中：i—鈾品位組序號(hào)；pi—第i組的產(chǎn)率，%。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3，放射性可選性曲線如圖1所示。

表3 粗粒級(jí)鈾礦石放射性顯明度測(cè)定結(jié)果 %

圖1 某鈾礦石的放射性可選性曲線

由表3看出：礦石中大部分顆粒不含鈾或含微量鈾，鈾品位≤0.02%的礦石占75.97%，綜合品位僅0.004 8%；鈾主要集中在少量礦石中，鈾品位≥0.5%的礦石產(chǎn)率僅4.94%，但鈾金屬質(zhì)量占整個(gè)可入選礦石的91.75%。

由圖1看出：當(dāng)分選邊界品位設(shè)定為0.03%時(shí)，精礦產(chǎn)率為20.32%，鈾品位為1.061%；當(dāng)分選邊界品位設(shè)定為0.05%時(shí)，精礦產(chǎn)率為14.87%，鈾品位為1.436%。說(shuō)明礦石中鈾分布極其不均勻，這對(duì)放射性分選較為有利。

2.3 礦石的放射性分選

2.3.1 礦石預(yù)先拋尾

鈾礦石+150 mm粒級(jí)中鈾品位較低，這部分礦石可在井下或出窿后分選出去，回填礦井，既節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用，又減少破碎費(fèi)用。

對(duì)+150 mm粒級(jí)礦石按鈾品位和產(chǎn)率分組，計(jì)算各不同邊界品位條件下的精礦鈾品位、累計(jì)產(chǎn)率、回收率及可拋尾率。+150 mm粒級(jí)礦石放射性顯明度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。可以看出：當(dāng)邊界品位設(shè)定為0.03%時(shí)，尾礦產(chǎn)率為76.98%，鈾損失率2.08%，即相對(duì)于原礦可提前拋棄14.94% 廢石，指標(biāo)較好。

表4 +150 mm粒級(jí)礦石放射性顯明度測(cè)定結(jié)果 %

2.3.2 礦石兩段分選

礦石通過(guò)放射性多段分選可獲得高品位、中品位、低品位3種。低品位礦石可以直接拋棄，中品位礦石可通過(guò)堆浸工藝回收鈾，高品位礦石則可采用攪拌方式回收鈾。

將礦石按鈾品位分組，計(jì)算不同品位范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的精礦產(chǎn)率和回收率。根據(jù)高、中、低品位礦石所占比例，評(píng)價(jià)兩段分選的可行性。

鈾礦石首先經(jīng)預(yù)先拋尾將+150 mm粒級(jí)的大塊礦石中的脈石組分分離出來(lái)，剩余礦石占整個(gè)可入選礦石的73.50%。礦石預(yù)先拋尾后放射性顯明度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。設(shè)定2個(gè)不同的分選邊界品位，獲得高、中、低品位3種礦石的具體選礦指標(biāo)見(jiàn)表6?？梢钥闯觯旱V石通過(guò)一段分選拋棄大部分尾礦，再通過(guò)二段分選獲得中品位和高品位礦石。綜合考慮生產(chǎn)成本和鈾回收率，推薦一段分選邊界品位為0.03%，二段分選邊界品位為0.30%。在此條件下，可以拋棄占整個(gè)可入選粒級(jí)54.09%、品位為0.006 7%的尾礦，得到產(chǎn)率為13.69%、品位為0.066 7%的中品位礦石，產(chǎn)率為5.73%、品位為3.370 5%的高品位礦石。

表5 礦石預(yù)先拋尾后的放射性顯明度測(cè)定結(jié)果 %

表6 礦石兩段分選理論選礦指標(biāo) %

2.4 放射性分選工藝流程及分選指標(biāo)

根據(jù)礦石特點(diǎn)，確定采用預(yù)先拋尾—兩段放射性分選工藝處理礦石，推薦工藝流程如圖2所示。

圖2 鈾礦石放射性分選工藝流程

預(yù)先拋尾邊界品位設(shè)定為0.03%，一、二段分選邊界品位分別設(shè)定為0.03%、0.30%，選礦指標(biāo)見(jiàn)表7?？梢钥闯?，采用預(yù)先拋尾—兩段分選放射性分選工藝：理論上可以拋棄占原礦52.06%的低品位礦石，鈾品位0.006 3%，損失率1.10%；得到占原礦9.39%的中品位礦石，鈾品位0.066 7%，回收率2.10%；得到占原礦3.93%的高品位礦石，鈾品位3.370 5%，回收率44.45%。

表7 放射性分選理論選礦指標(biāo) %

3 結(jié)論

鈾分布不均勻的鈾礦石有利于放射性分選。通過(guò)預(yù)先拋尾，可選出大部分大塊脈石組分，然后再通過(guò)兩段放射性分選，可獲得產(chǎn)率9.39%、回收率2.10%、鈾品位0.066 7%的中品位精礦和產(chǎn)率3.93%、回收率44.45%、鈾品位3.370 5%的高品位精礦。鈾主要集中在少量高品位精礦中，產(chǎn)率僅為4.94%，鈾質(zhì)量占原礦鈾質(zhì)量的91.75%。