【摘 要】
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铀(U)是我国经济建设及国防事业重要的战略资源之一,然而我国铀资源分布广,品位低,部分铀矿无法经济开采。当前我国南方硬岩型铀矿床由于持续开采,其产量储量已大不如前,使得北方砂岩型铀矿成为供给主力,而铼、钼是我国砂岩型铀矿中重要的伴生资源,实现砂岩型铀矿中铀、铼、钼的分离富集,是提高产量、储量最为直接的方式。CO2+O2中性浸出是当前最为经济、环保的采铀工艺。中性条件下砂岩型铀矿伴生资源分离回收,不
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铀(U)是我国经济建设及国防事业重要的战略资源之一,然而我国铀资源分布广,品位低,部分铀矿无法经济开采。当前我国南方硬岩型铀矿床由于持续开采,其产量储量已大不如前,使得北方砂岩型铀矿成为供给主力,而铼、钼是我国砂岩型铀矿中重要的伴生资源,实现砂岩型铀矿中铀、铼、钼的分离富集,是提高产量、储量最为直接的方式。CO2+O2中性浸出是当前最为经济、环保的采铀工艺。中性条件下砂岩型铀矿伴生资源分离回收,不仅能够为我国建设添砖加瓦,同时能够推进“绿色矿山”及生态文明建设。本研究拟通过离子交换实现铀、铼、钼预富集,再通过溶剂萃取的方式实现铀、铼、钼的深度分离。在离子交换方面,系统考察研究了两种树脂对于铀、铼、钼的吸附条件及吸附机理,探明了中性条件下的分离系数。基于此,深度的研究了溶剂萃取分离铼、钼萃取条件和萃取效率,形成了一套完整的中性地浸采铀条件下的铀、铼、钼的综合回收技术,所获得主要结论如下:(1)常规合成了LSL-030-bd离子交换树脂,在p H值为7.0时U(Ⅵ)吸附量最大,为187.20 mg·g-1,Re(Ⅶ)吸附量为125.52 mg·g-1,铼钼分离系数78.43。在p H值为3.0时,LSL-030-bd树脂对于Mo(Ⅵ)的吸附量达到最大,为180.17 mg·g-1。吸附过程中CO32-浓度对铀的吸附有较大影响。等温吸附模型、动力学及热力学模型拟合结果表明,树脂对U(Ⅵ)的吸附是自发的吸热过程,是物理、化学吸附并存的单分子层吸附。树脂对Re(Ⅶ)的吸附符合是自发的放热过程,是以化学吸附为主的多分子层吸附。树脂对Mo(Ⅵ)的吸附过程放热且不能自发进行,是以化学吸附为主的单分子层吸附。动态吸附过程中Mo(Ⅵ)最先穿透并达到饱和。1 mol·L-1 HCl能够完全解吸树脂上的U(Ⅵ),富集倍数可达278.85倍,0.1 mol·L-1 NH4SCN对于静态解吸有较好效果,但动态解吸过程中富集倍数低,拖尾现象严重。(2)辐照接枝改性合成了三苯基膦树脂,结果表明:酸性条件下,Re(Ⅶ)最大吸附量达为238.36 mg·g-1。p H值为2.0时,铼铀分离系数为1840。在p H值为6.0和7.0时,由于U(Ⅵ)的水解,分离系数分别为83.29和77.11。吸附过程同时符合准一级、准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型,说明是物理、化学吸附并存的单分子层吸附,并且是一个放热且自发的反应。采用NH4SCN解吸,Re(Ⅶ)解吸率为87.66%,Mo(Ⅵ)解吸率5.82%。(3)溶剂萃取分离方面,采用丙酮作为萃取剂,铼萃取率为90.02%,而钼萃取率为14.29%;采用PEG4000作为萃取剂,铀铼、铼钼混合溶液中铼萃取率分别为95.52%,86.09%,而铀、钼均不被萃取。
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