(I)礦石破碎:將有機碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，鐵含量大于等于4.19%的碳娃泥巖型鈾礦石破碎至粒度小于30mm，其中粒徑15?30mm比例占76.8%，粒徑小于15mm比例占23.3%。
[0027](2)細菌氧化劑的制備:從目標碳硅泥巖型鈾礦區(qū)采集的酸性礦坑水及鈾礦石中富集獲得了活性混合菌群(主要為自養(yǎng)型鐵氧化菌及硫氧化菌)，該混合菌能在PH為1.7左右的環(huán)境中，二價鐵氧化速率達0.22g/(L.h)左右。以鈾礦石酸化吸附尾液作為菌液培養(yǎng)基，進行逐級尾液馴化擴大后，按20%比例接種于細菌氧化槽中進行菌液培養(yǎng)制備，為細菌浸鈾階段提供充足的細菌高鐵氧化劑。培養(yǎng)過程中，控制總鐵濃度在5g?10g/L左右，當Fe2+氧化率達到95%以上或Eh值為500mV時視為菌液活性達到要求。
[0028](3)硫酸酸化浸鈾:將經步驟(I)破碎后的礦石裝入試驗柱，進行硫酸酸化浸鈾。工藝條件為:溶浸液為硫酸溶液，初始硫酸酸度為10g/L，噴淋量為10%(質量比)，噴淋強度為3.5L/(h.m2)，噴淋時間為24h，進行酸化預浸出鈾，目的是消耗礦石中所含的耗酸脈石礦物，控制浸出體系PH值穩(wěn)定在2.0以下，一方面為細菌的生長繁殖提供適宜環(huán)境，另一方面避免產生鐵礬沉淀，對鈾浸出不利。
[0029]控制要點:1)采用逐級梯度降酸方法，控制酸化酸度為10_5g/L，當浸出液pH=1.8時，采用尾液循環(huán)噴淋，當浸出液pH值維持在2.0以下時，酸化階段結束，轉入細菌浸鈾階段。2)酸化液循環(huán)利用，保持10%的尾液水排出和清水補給，以達到節(jié)省硫酸和用水量的目的。
[0030](4)細菌氧化浸鈾:將經步驟(2)培養(yǎng)制備的細菌氧化劑噴淋至經步驟(3)酸化預浸出后的礦石中進行細菌氧化浸鈾。工藝條件為:溶浸劑為含氧化亞鐵硫桿菌等自養(yǎng)型細菌的硫酸高鐵溶液，溶液Eh值(氧化還原電位)大于500mV，硫酸酸度為3g/L，噴淋量為5%(質量比)，噴淋強度為3.5L/(h.πι2)，噴淋時間為12h，進行細菌氧化浸出鈾，目的是通過細菌硫酸高鐵氧化劑氧化礦石中較難浸出的四價鈾，強化鈾的浸出。浸出液經離子交換樹脂吸附柱吸附鈾后，產生的吸附尾液用于培養(yǎng)細菌，如此循環(huán)，減少了尾液的排放量，有利于環(huán)境保護。
[0031]控制要點:I)菌液培養(yǎng)制備采用吸附尾液進行充氧活化培養(yǎng)，菌液2Fe=5g/L,Fe3+比例為90%以上，Eh值在500mV以上，噴淋溶浸液pH值< 1.8，浸出液pH值< 2.0。2)當浸出液Fe3+濃度I溶浸劑Fe3+濃度，且進出液Σ Fe濃度I溶浸劑Σ Fe濃度時，可視為礦石內植菌成功，轉入尾液噴淋浸鈾階段。
[0032](5)尾液噴淋浸鈾:將吸附尾液循環(huán)噴淋至經步驟(4)細菌氧化浸出后的鈾礦石中進行尾液氧化浸鈾。工藝條件為:溶浸劑為含硫酸高鐵的吸附尾液，尾液Eh值(氧化還原電位)大于500mV，硫酸酸度為2-3g/L，噴淋量為5%(質量比)，噴淋強度為3.5L/(h.m2)，噴淋時間為12h，進行吸附尾液氧化浸鈾，目的是通過含硫酸高鐵吸附尾液的循環(huán)利用，減少對細菌氧化劑的使用，降低成本。
【主權項】
1.一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)礦石破碎:將有機碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，鐵含量大于等于4.19%的碳娃泥巖型鈾礦石破碎至粒度小于30mm; (2)細菌氧化劑的制備:從目標碳硅泥巖型鈾礦區(qū)采集的酸性礦坑水及鈾礦石中富集獲得了活性混合菌群，該混合菌能在PH為1.7-2.0的環(huán)境中，二價鐵氧化速率達0.22 ±0.02g/(L-h)； (3)硫酸酸化浸鈾:將經步驟(I)破碎后的礦石裝入試驗柱，進行硫酸酸化浸鈾； (4)細菌氧化浸鈾:將經步驟(2)培養(yǎng)制備的細菌氧化劑噴淋至經步驟(3)酸化預浸出后的礦石中進行細菌氧化浸鈾； (5)尾液噴淋浸鈾:將吸附尾液循環(huán)噴淋至經步驟(4)細菌氧化浸出后的鈾礦石中進行尾液氧化浸鈾。2.根據權利要求1所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，細菌氧化劑的制備中:以鈾礦石酸化吸附尾液作為菌液培養(yǎng)基，進行逐級尾液馴化擴大后，按20%比例接種于細菌氧化槽中進行菌液培養(yǎng)制備，為細菌浸鈾階段提供充足的細菌高鐵氧化劑。3.根據權利要求1所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，硫酸酸化浸鈾中:溶浸液為硫酸溶液，初始硫酸酸度為10g/L，噴淋量質量比為10%，噴淋強度為3.51/(h.m2)，噴淋時間為24h，進行酸化預浸出鈾，控制浸出體系pH值穩(wěn)定在2.0以下，一方面為細菌的生長繁殖提供適宜環(huán)境，另一方面避免產生鐵礬沉淀，對鈾浸出不利。4.根據權利要求1所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，細菌氧化浸鈾中:溶浸劑為自養(yǎng)型細菌的硫酸高鐵溶液，自養(yǎng)型細菌包括氧化亞鐵硫桿菌，溶液氧化還原電位Eh值大于500mV，硫酸酸度為3g/L，噴淋量質量比為5%，噴淋強度為3.5L/(h.m2)，噴淋時間為12h，進行細菌氧化浸出鈾，通過細菌硫酸高鐵氧化劑氧化礦石中較難浸出的四價鈾，強化鈾的浸出；浸出液經離子交換樹脂吸附柱吸附鈾后，產生的吸附尾液用于培養(yǎng)細菌，如此循環(huán)，減少了尾液的排放量，有利于環(huán)境保護。5.根據權利要求1所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，尾液噴淋浸鈾中:溶浸劑為含硫酸高鐵的吸附尾液，尾液氧化還原電位Eh值大于500mV，硫酸酸度為2_3g/L，噴淋量質量比為5%，噴淋強度為3.5L/(h.m2)，噴淋時間為12h，進行吸附尾液氧化浸鈾，通過含硫酸高鐵吸附尾液的循環(huán)利用，減少對細菌氧化劑的使用，降低成本。6.根據權利要求1所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)礦石破碎:將有機碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，鐵含量大于等于4.19%的碳娃泥巖型鈾礦石破碎至粒度小于30mm;優(yōu)選其中粒徑15?30mm比例占76.8%，粒徑小于15mm比例占23.3% ； (2)細菌氧化劑的制備:從目標碳硅泥巖型鈾礦區(qū)采集的酸性礦坑水及鈾礦石中富集獲得了活性混合菌群，該混合菌能在PH為1.7-2的環(huán)境中，二價鐵氧化速率達0.22±0.02g/(L.h);以鈾礦石酸化吸附尾液作為菌液培養(yǎng)基，進行逐級尾液馴化擴大后，按20%比例接種于細菌氧化槽中進行菌液培養(yǎng)制備，為細菌浸鈾階段提供充足的細菌高鐵氧化劑； (3)硫酸酸化浸鈾:將經步驟(I)破碎后的礦石裝入試驗柱，進行硫酸酸化浸鈾，其中:溶浸液為硫酸溶液，初始硫酸酸度為1g/L，噴淋量質量比為10%，噴淋強度為3.5L/(h.m2)，噴淋時間為24h，進行酸化預浸出鈾，控制浸出體系pH值穩(wěn)定在2.0以下，一方面為細菌的生長繁殖提供適宜環(huán)境，另一方面避免產生鐵礬沉淀，對鈾浸出不利； (4)細菌氧化浸鈾:將經步驟(2)培養(yǎng)制備的細菌氧化劑噴淋至經步驟(3)酸化預浸出后的礦石中進行細菌氧化浸鈾，其中:溶浸劑為自養(yǎng)型細菌的硫酸高鐵溶液，自養(yǎng)型細菌包括氧化亞鐵硫桿菌，溶液氧化還原電位Eh值大于500mV，硫酸酸度為3g/L，噴淋量質量比為5%，噴淋強度為3.5L/(h.m2)，噴淋時間為12h，進行細菌氧化浸出鈾，通過細菌硫酸高鐵氧化劑氧化礦石中較難浸出的四價鈾，強化鈾的浸出；浸出液經離子交換樹脂吸附柱吸附鈾后，產生的吸附尾液用于培養(yǎng)細菌，如此循環(huán)，減少了尾液的排放量，有利于環(huán)境保護； (5)尾液噴淋浸鈾:將吸附尾液循環(huán)噴淋至經步驟(4)細菌氧化浸出后的鈾礦石中進行尾液氧化浸鈾，其中:溶浸劑為含硫酸高鐵的吸附尾液，尾液氧化還原電位Eh值大于500mV，硫酸酸度為2_3g/L，噴淋量質量比為5%，噴淋強度為3.5L/(h.πι2)，噴淋時間為12h，進行吸附尾液氧化浸鈾，通過含硫酸高鐵吸附尾液的循環(huán)利用，減少對細菌氧化劑的使用，降低成本。7.根據權利要求6所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，活性混合菌群包括自養(yǎng)型鐵氧化菌及硫氧化菌。8.根據權利要求6所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，菌液培養(yǎng)過程中，控制總鐵濃度在5g?10g/L左右，當Fe2+氧化率達到95%以上或Eh值為500mV時視為菌液活性達到要求。9.根據權利要求6所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，硫酸酸化浸鈾工藝中，一是采用逐級梯度降酸方法，控制酸化酸度為10-5g/L，當浸出液pH=l.8時，采用尾液循環(huán)噴淋，當浸出液PH值維持在2.0以下時，酸化階段結束，轉入細菌浸鈾階段;二是酸化液循環(huán)利用，保持10%的尾液水排出和清水補給，以達到節(jié)省硫酸和用水量的目的。10.根據權利要求6所述的一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，其特征在于，細菌氧化浸鈾工藝中，一是菌液培養(yǎng)制備采用吸附尾液進行曝氣充氧活化培養(yǎng)，菌液2Fe=5 g/L,Fe3+比例為90%以上，Eh值在500mV以上，噴淋溶浸液pH值< 1.8，浸出液pH值< 2.0;二是當浸出液Fe3+濃度^溶浸劑Fe3+濃度，且進出液Σ Fe濃度^溶浸劑Σ Fe濃度時，即視為礦石內植菌成功，轉入尾液噴淋浸鈾階段。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種碳硅泥巖型鈾礦石細菌浸鈾方法，包括以下步驟：（1）將有機碳含量大于等于12.57%，硫含量大于等于1.18%，鐵含量大于等于4.19%的碳硅泥巖型鈾礦石破碎至粒度小于30mm；（2）從目標碳硅泥巖型鈾礦區(qū)采集的酸性礦坑水及鈾礦石中富集獲得了活性混合菌群，該混合菌能在pH為1.7?2的環(huán)境中，二價鐵氧化速率達0.22±0.02g/(L·h)；（3）將破碎后的礦石裝入試驗柱，進行硫酸酸化浸鈾；（4）將制備的細菌氧化劑噴淋至酸化預浸出后的礦石中進行細菌氧化浸鈾；（5）將吸附尾液循環(huán)噴淋至細菌氧化浸出后的鈾礦石中進行尾液氧化浸鈾。具有能耗低、鈾回收率高、環(huán)境友好等特點。
【IPC分類】C22B60/02, C22B3/18
【公開號】CN105714115
【申請?zhí)枴緾N201610299804
【發(fā)明人】王學剛, 孫占學, 劉亞潔, 李江, 張凱鈞, 李鵬
【申請人】東華理工大學
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年5月9日