文献综述-南方某铀矿80tUa堆浸工艺设计.doc

南华大学核资源工程学院本科毕业设计(论文)文献综述课题名称南方某铀矿80t/a堆浸工艺设计指导教师 胡鄂明 系 矿物资源专业 矿物加工班级 091学生姓名 学号开题日期要求：一、说明材料来源情况；二、对课题的研究历史、研究现状等进行准确的分析与归纳并作出简要评述；三、表达自己的观点与主张，阐述该课题的发展动向和趋势；四、字数要求2000字以上，可另附纸。国内细菌堆浸浸铀技术的发展现状及未来展望一 前言堆浸技术主要用于处理低品位矿石, 应用历史可溯源到唐朝的铜的堆浸, 发展越来越迅速。堆浸技术是一种集采、选、冶于一体的提取矿石、废石中有用成分的新技术、以其工艺简单、投资少、见效快、管理简单等诸多优点而被广泛应用于金、银、铜及铀等矿山中。与国外相比，我国的铀矿资源矿床规模小，矿体分散，品位低，堆浸是我国天然铀的主要生产工艺。二 细菌浸铀的优点我国的天然铀生产主要应用的工艺技术有：细粒级堆浸技术，串联堆浸技术，浓酸熟化高铁淋滤浸出技术，含泥低渗透性矿石酸法制粒堆浸技术，细菌氧化堆浸技术，渗滤浸出技术，伴生铀矿堆浸综合回收技术，新型布液技术以及活化技术。微生物浸出是指采用微生物对低品位矿石中的目的元素进行氧化，被氧化后的目的元素以离子状态进入溶液中，然后对进出的溶液进行处理，从中提取有用元素，如：细菌对铜、锌、铀、镍、钴等硫化矿物的氧化浸出。 铀矿石细菌堆浸工艺是将细菌浸出技术与铀矿石堆浸工艺相融合的一项工艺技术, 它除了具有堆浸工艺的特点外, 还具有细菌浸出的优越性。依靠细菌的作用, 实现对矿石中黄铁矿等硫化矿物及贫铀浸出剂中Fe2+的氧化,利用细菌氧化代谢产物H2SO4和Fe3+为铀的浸出提供溶浸剂, 通过改善铀浸出动力学、强化浸出过程来弥补酸法堆浸的不足之处, 提高铀的浸出率, 缩短生产周期, 节省硫酸及氧化剂, 降低生产成本, 减少对环境所造成的不利影响。因而细菌堆浸浸铀技术具有良好的经济效益和环境效益 , 现已发展成为世界许多国家铀生产的支撑性技术。三 细菌堆浸浸铀的发展现状 铀矿细菌堆浸在抚州，赣州都经过了半工业试验等一系列的试验，研究证明在铀矿堆浸过程中将淋浸剂部分或全部改为经细菌氧化再生后的吸附尾液, 能明显改善矿石的浸出动力学特性, 加速铀的浸出速度, 缩短浸出周期, 降低矿石的酸耗, 减少浸出剂的用量, 并能适当地提高铀的浸出率。抚州铀矿是我国最大的铀矿山之一, 也是我国铀矿冶系统唯一的集选冶为一体的联合企业, 但由于矿性复杂、水冶流程长, 生产成本居高不下。对该铀矿进行细菌浸出的半工业试验，以验证小型试验结果, 进一步考察细菌堆浸技术对该矿石的适应性, 同时考察细菌对氟、总盐的耐受性和生物膜连续氧化塔的生产能力, 为工业生产提供设计依据。结果表明（1） 抚州铀矿细菌堆浸半工业试验结果表明, 对于坚硬致密的花岗岩矿石, 采用细菌堆浸是可行的。只要选择合适的粒度及浸出条件, 可以缩短浸出周期, 取得较好的浸出结果。细菌堆浸为该矿大量贫矿的开发利用提供了一个可行的处理方法。（2） 利用矿石本身的铁被细菌氧化成高铁, 从而能始终在浸出过程保持高的氧化还原电位以利于铀的浸出, 吸附尾液不需经过细菌的氧化再生, 便可直接返回配制淋浸剂。同时细菌可将矿石中的硫氧化成硫酸, 从而达到省酸的目的。进一步证实细菌堆浸有省时、省电、省酸、省水的优越性, 是值得在铀矿加工行业中推广使用的工艺流程。 利用微生物浸矿技术对赣州铀矿某分矿铀矿石的堆浸对照试验和4 000 t 的堆浸工业试验表明, 像该分矿这样酸耗低、易浸出的铀矿石, 采用菌液浸矿剂, 仍能强化铀的浸出过程, 明显地加快铀的浸出速度, 缩短浸出周期, 降低酸耗和减少浸出液的体积, 并能适当地提高铀的浸出率, 同时减少废水的外排量和动力消耗。赣州铀矿某分矿半年通过5个堆18436 t矿石的细菌堆浸工业生产, 取得了预想的效果, 验证了工业试验结果, 再一次证实了细菌堆浸具有降低生产成本、提高企业经济效益的明显优势。赣州铀矿成为我国铀矿冶系统中首次在工业应用中采用细菌浸矿技术生产铀的矿山, 其成功的经验可供其他厂矿借鉴。 氟对微生物的生长具有很强的抑制或杀死作用,高氟铀矿石的微生物浸出一直是一个难题。某微生物冶金课题组采用自主分离、驯化的耐氟、高活性、强适应性的菌群 6-9 , 对含氟量高的铀矿石开展了微生物浸铀的一系列研究工作并取得了成功, 在前期试验基础上, 对该矿石进行微生物堆浸的工业化试验。试验结果表明高氟铀矿同样可以利用细菌浸出，且浸出率超过常规酸法堆浸，具有良好的经济效益。四 细菌堆浸浸铀技术在工业应用中存在的问题1 菌种问题由于细菌浸出大部分情况下是放热反应，因此培养耐热菌种是细菌浸出工业化过程中必须面对的问题，而目前为止，国内相关研究还较少，这就要求我们在加大生产实践力度的同时, 不断开发培育出活性强、适应范围广的耐热菌种来。2 矿石因素 生物浸出过程中的酸耗需要慎重考虑，矿堆的渗透问题也是比较严重的问题，因为菌液的渗透性比较差，若为了保持较好的渗透性而增大矿石粒度，就会增加矿石的氧化周期，降低经济效益。3 室内试验与现场生产同时室内试验与现场生产之间的难以同步也会对生物浸出的工业应用造成严重的阻碍。五 未来展望随着全球对核能的不断研究和应用，我国核电事业的大力发展，对铀矿资源的需求将会日趋增加。如今易采用的铀矿资源越来越少，因而，适合于从贫矿、废矿和伴生矿石中回收铀的生物浸出技术， 已显示出巨大的优越性和广阔的发展前景。但对于铀矿的生物浸出，以下几方面仍然要加强研究：（1）高性能浸矿菌种的筛选驯化和提高细菌氧化速度的研究；（2）生物浸出的工艺流程、工艺参数的研究与开发；（3）生物浸出系统设备的研制；（4）加强“产、学、研”促进生物浸出的工业应用. 但是同时我们也可以看出，细菌浸出能减少酸耗，缩短浸出周期，提高浸出率，具有显著的经济效益和社会效益。参考文献1 刘建, 樊保团, 张传敬. 抚州铀矿细菌堆浸半工业试验研究J. 铀矿冶, 2001, 20(1) : 15-27.2 樊保团, 孟运生, 刘建, 等。赣州铀矿草桃背分矿细菌堆浸工业试验 J. 铀矿冶, 2002, 21(2) : 65-73.3 刘建, 肖金峰, 樊保团, 等。细菌堆浸在赣州铀矿的工业应用 J. 铀矿冶, 2003, 22(2) : 65-70.4 王昌汉 ，溶浸采铀(矿) M. 北京: 原子能出版社,1998: 1215 陈仕安, 黄祥富, 樊保团。细菌氧化再生液逆流淋浸铀矿的实践 J. 铀矿冶, 1995, (4) : 230-2356 陈向 廖德华，国内外铀矿石生物浸出机理及工艺应用研究现状 J. 江西理工大学，2011.7 张鉴堂