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摘 要： 根据矿石的物质成份及化学成份，对矿石样品作了碱法和酸法搅拌浸出试验研究，探讨了碱、酸、氧化剂用量、浸出温度、时间等条件对铀的浸出率影响，并选用较好的工艺参数作验证试验。通过试验证明：用碱、酸法在一般搅拌条件下，均能获得较高的浸出率，属于易处理类型矿石。
关键词： 铀矿； 水冶方法； 试验研究
广东西南部某铀矿床就目前勘查成果来讲属于小型铀矿，由二条矿带组成，矿体深部走向、倾向延伸情况暂还未查明，有较大的找矿前景，其开采水工环地质条件较为简单，属于易开采类型，故对其进行矿石加工技术性能试验研究很有必要性。本次试验研究目的为查明提取铀的可能性，初步了解矿石加工技术性能，提供矿石初步评价资料，探索其工业利用价值，同时为下步勘查工作提供依据，对如何寻求最经济合理的浸出条件和指标，没有做更多的研究。本次试验与某地质实验室共同完成。
1. 样品的制备及成份分析
1.1 样品的制备
样品取自该矿床3号矿带500m标高中段三个穿脉坑道一壁矿体，采用刻槽法，规格为10cm*5cm，其技术加工性能具有代表性，样品制备及缩分严格按照相关规范执行，共取样重56.72kg。
1.2 矿石物质成份
组成矿石的矿物成份比较简单，主要由长石、赤铁矿、方解石、石英、绢云母及少量的黄铁矿组成。铀矿物主要以铀的氧化物（沥青铀矿）的出现，其次是含铀矿物（方解石、赤铁矿）及少量的次生铀矿。
1.3 化学成份
从化学分析（表1和表2）可以看出，CaO、 MgO等耗酸杂质含量较高，属于碳酸盐类型矿石，应宜用碱法处理，但考虑到矿体规模，可能不单独建厂，故同时用酸法也作了试验。
1.4 物理分析
物理分析铀品位为0.184%，镭品位为6.27×10-10g/g矿石。
2. 筛析试验
为确定试验粒级，进行了筛析试验（见表3），从筛析结果可以看出，铀在各级别中分布不均匀，细级别中铀含量高，这与矿石局部细脉状沥青铀矿沿裂隙充填有关，铀矿物较脉石矿物易破碎，所以细级别中铀较富集。因此确定试验可用粗粒级进行。
3. 浸出试验
3.1 浸出试验所用试剂
试验试剂：Na2CO3 （工业用）、KMnO4 （试剂三级）、H2SO4 （工业用）、MnO2 （试剂三级）
3.2 碱法搅拌浸出试验
3.2.1 碱用量试验
試验暂定条件：样品100g，磨矿粒度为-0.125，浸出温度70℃，时间为3h，液固比为1.5∶1，0.2%矿重的KMnO4，一次制浆，用pH=10的稀碱溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤用70℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
从表4可以看出，Na2CO3用量在8%～11%矿重范围内，对铀浸出率影响不明显，对浸出率而言，9%的碱用量已经足够。
3.2.2 氧化剂用量试验
试验条件：碱用量为9%矿重，氧化剂用量不同外，其余条件与碱用量试验相同。试验结果见下表5：
3.2.3 浸出温度时间试验
3.2.4验证试验
为检查条件试验的可靠性，把试样重量增加三倍，选用较好的试验条件作验证试验。试验条件：样品300g，9%矿重Na2CO3，磨矿粒度为-0.125，浸出温度70℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，0.4%矿重的KMnO4，一次制浆，用pH=10的稀碱溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤用70℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
试验结果（表7）表明：验证铀试验铀的浸出率与条件试验很接近，说明所选条件试验结果是可靠的。
4. 酸法试验
4.1 酸用量试验
试验条件：样品100g，磨矿粒度为-1mm，浸出温度50℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，0.5%矿重的MnO2，一次制浆，用pH=1.5的稀酸溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤用50℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
试验结果（表8）表明：H2SO4用量在19%～23%范围内，对铀的浸出率影响不明显，酸用量超过21%后，浸出率有下降趋势，这可能是由于杂质溶解量增加所至，故选用21%的矿重H2SO4用量较为合适。
4.2 磨矿粒度的试验
4.3 氧化剂用量试验
试验条件：除酸用量为21%矿重，粒度为-1mm，氧化剂用量不同外，其余条件与酸用量试验相同，试验结果如表10。
从试验结果（表10）来看，氧化剂用量在0.25%～1%矿重范围内，对铀的浸出率有影响，以0.5%量浸出率最高。超过0.5%用量，浸出率下降，pH值显著升高，这明显是因为过多的MnO2的作用，消耗了部分酸，相对地酸与铀作用减弱，故选用0.5%矿重氧化剂为宜。
4.4 浸出温度时间试验
4.5 验证试验
同样为检查条件试验的可靠性，把试样重量增加三倍，选用较好的试验条件作验证试验。试验条件：样品300g，21%矿重H2SO4，磨矿粒度为-1，浸出温度50℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，0.5%矿重的MnO2，一次制浆，用pH=1.5的稀酸溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤，用50℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
试验结果（表12）表明：验证铀试验铀的浸出率与条件试验最高浸出率相差1.91%，从整个试验来看，还是很相近的。说明所选条件试验结果是基本可靠的。
5. 补充说明
为了解杂质在浸出液中的溶解量，对下步处理的影响提供参考，对碱、酸法的浸出液均作了多项分析。从多项分析的结果来看，除Mg2+、Fe3+、Al3+外，其它杂质溶解量都很少，对浸出液下步处理并无大的影响。
6. 结论
（1）所采样品具有代表性，所选工艺参数可代表其矿体技术加工性能。
（2）碱法浸出：碱及氧化剂用量、浸出温度时间对浸出率有影响，以氧化剂最为显著。磨矿粒度和液固比未作条件试验，是因为在各条件试验中，选用磨矿粒度为-0.125mm、液固比1.5∶1时其浸出率已令人满意。酸法浸出以氧化剂、温度对浸出率影响较明显。
（3）碱法浸出时，9%矿重Na2CO3，磨矿粒度为-0.125，0.4%矿重的KMnO4，浸出温度70℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，用pH=10的稀碱溶液制浆一次，水洗一次的条件下，铀的浸出率为95.42%，尾渣铀含量为0.011%。酸法浸出时，21%矿重H2SO4，磨矿粒度为-1mm，0.5%矿重氧化剂MnO2，浸出温度50℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，用pH=1.5的稀酸溶液一次制浆，水洗一次的条件下，铀的浸出率为93.80～95.71%，尾渣铀含量为0.013%。两种方法浸出效果均较好，但究竟哪种比较经济合理，未进行全面分析评价。
（4）用酸、碱法在一般搅拌浸出条件下，均能获得较高的浸出率，属于易处理矿石，从水冶工艺角度评价，具有工业利用价值，可作进一步勘查。
参考文献：
[1] 广东省地质矿局七三五大队. 广东231地区203矿床地质普查评价报告[R]. 1971.
[2] 广东省核工业地质局二九三大队. 广东省新兴县天露山地区铀矿普查地质报告 [R]. 2015.
[3] 杨仕教 现代铀矿床开采科学技术[M]. 2010.
[4] 杨金辉 王清良等铀矿冶分析原理与方法[M]. 2012.
[5] 孙超. 鄂尔多斯盆地北部大营铀矿床直罗组下段粘土矿物变化特征探讨[J]. 西部资源， 2016（4）：88-92.
[6] 蔡彤. 二连盆地努和廷铀矿床成矿机理探讨[J]. 西部资源， 2014（4）：170-173.
关键词： 铀矿； 水冶方法； 试验研究
广东西南部某铀矿床就目前勘查成果来讲属于小型铀矿，由二条矿带组成，矿体深部走向、倾向延伸情况暂还未查明，有较大的找矿前景，其开采水工环地质条件较为简单，属于易开采类型，故对其进行矿石加工技术性能试验研究很有必要性。本次试验研究目的为查明提取铀的可能性，初步了解矿石加工技术性能，提供矿石初步评价资料，探索其工业利用价值，同时为下步勘查工作提供依据，对如何寻求最经济合理的浸出条件和指标，没有做更多的研究。本次试验与某地质实验室共同完成。
1. 样品的制备及成份分析
1.1 样品的制备
样品取自该矿床3号矿带500m标高中段三个穿脉坑道一壁矿体，采用刻槽法，规格为10cm*5cm，其技术加工性能具有代表性，样品制备及缩分严格按照相关规范执行，共取样重56.72kg。
1.2 矿石物质成份
组成矿石的矿物成份比较简单，主要由长石、赤铁矿、方解石、石英、绢云母及少量的黄铁矿组成。铀矿物主要以铀的氧化物（沥青铀矿）的出现，其次是含铀矿物（方解石、赤铁矿）及少量的次生铀矿。
1.3 化学成份
从化学分析（表1和表2）可以看出，CaO、 MgO等耗酸杂质含量较高，属于碳酸盐类型矿石，应宜用碱法处理，但考虑到矿体规模，可能不单独建厂，故同时用酸法也作了试验。
1.4 物理分析
物理分析铀品位为0.184%，镭品位为6.27×10-10g/g矿石。
2. 筛析试验
为确定试验粒级，进行了筛析试验（见表3），从筛析结果可以看出，铀在各级别中分布不均匀，细级别中铀含量高，这与矿石局部细脉状沥青铀矿沿裂隙充填有关，铀矿物较脉石矿物易破碎，所以细级别中铀较富集。因此确定试验可用粗粒级进行。
3. 浸出试验
3.1 浸出试验所用试剂
试验试剂：Na2CO3 （工业用）、KMnO4 （试剂三级）、H2SO4 （工业用）、MnO2 （试剂三级）
3.2 碱法搅拌浸出试验
3.2.1 碱用量试验
試验暂定条件：样品100g，磨矿粒度为-0.125，浸出温度70℃，时间为3h，液固比为1.5∶1，0.2%矿重的KMnO4，一次制浆，用pH=10的稀碱溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤用70℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
从表4可以看出，Na2CO3用量在8%～11%矿重范围内，对铀浸出率影响不明显，对浸出率而言，9%的碱用量已经足够。
3.2.2 氧化剂用量试验
试验条件：碱用量为9%矿重，氧化剂用量不同外，其余条件与碱用量试验相同。试验结果见下表5：
3.2.3 浸出温度时间试验
3.2.4验证试验
为检查条件试验的可靠性，把试样重量增加三倍，选用较好的试验条件作验证试验。试验条件：样品300g，9%矿重Na2CO3，磨矿粒度为-0.125，浸出温度70℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，0.4%矿重的KMnO4，一次制浆，用pH=10的稀碱溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤用70℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
试验结果（表7）表明：验证铀试验铀的浸出率与条件试验很接近，说明所选条件试验结果是可靠的。
4. 酸法试验
4.1 酸用量试验
试验条件：样品100g，磨矿粒度为-1mm，浸出温度50℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，0.5%矿重的MnO2，一次制浆，用pH=1.5的稀酸溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤用50℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
试验结果（表8）表明：H2SO4用量在19%～23%范围内，对铀的浸出率影响不明显，酸用量超过21%后，浸出率有下降趋势，这可能是由于杂质溶解量增加所至，故选用21%的矿重H2SO4用量较为合适。
4.2 磨矿粒度的试验
4.3 氧化剂用量试验
试验条件：除酸用量为21%矿重，粒度为-1mm，氧化剂用量不同外，其余条件与酸用量试验相同，试验结果如表10。
从试验结果（表10）来看，氧化剂用量在0.25%～1%矿重范围内，对铀的浸出率有影响，以0.5%量浸出率最高。超过0.5%用量，浸出率下降，pH值显著升高，这明显是因为过多的MnO2的作用，消耗了部分酸，相对地酸与铀作用减弱，故选用0.5%矿重氧化剂为宜。
4.4 浸出温度时间试验
4.5 验证试验
同样为检查条件试验的可靠性，把试样重量增加三倍，选用较好的试验条件作验证试验。试验条件：样品300g，21%矿重H2SO4，磨矿粒度为-1，浸出温度50℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，0.5%矿重的MnO2，一次制浆，用pH=1.5的稀酸溶液，时间为0.25h，液固比为1.5∶1，一次洗涤，用50℃热水直接在漏斗中进行，液固比为1.5∶1。
试验结果（表12）表明：验证铀试验铀的浸出率与条件试验最高浸出率相差1.91%，从整个试验来看，还是很相近的。说明所选条件试验结果是基本可靠的。
5. 补充说明
为了解杂质在浸出液中的溶解量，对下步处理的影响提供参考，对碱、酸法的浸出液均作了多项分析。从多项分析的结果来看，除Mg2+、Fe3+、Al3+外，其它杂质溶解量都很少，对浸出液下步处理并无大的影响。
6. 结论
（1）所采样品具有代表性，所选工艺参数可代表其矿体技术加工性能。
（2）碱法浸出：碱及氧化剂用量、浸出温度时间对浸出率有影响，以氧化剂最为显著。磨矿粒度和液固比未作条件试验，是因为在各条件试验中，选用磨矿粒度为-0.125mm、液固比1.5∶1时其浸出率已令人满意。酸法浸出以氧化剂、温度对浸出率影响较明显。
（3）碱法浸出时，9%矿重Na2CO3，磨矿粒度为-0.125，0.4%矿重的KMnO4，浸出温度70℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，用pH=10的稀碱溶液制浆一次，水洗一次的条件下，铀的浸出率为95.42%，尾渣铀含量为0.011%。酸法浸出时，21%矿重H2SO4，磨矿粒度为-1mm，0.5%矿重氧化剂MnO2，浸出温度50℃，时间为2h，液固比为1.5∶1，用pH=1.5的稀酸溶液一次制浆，水洗一次的条件下，铀的浸出率为93.80～95.71%，尾渣铀含量为0.013%。两种方法浸出效果均较好，但究竟哪种比较经济合理，未进行全面分析评价。
（4）用酸、碱法在一般搅拌浸出条件下，均能获得较高的浸出率，属于易处理矿石，从水冶工艺角度评价，具有工业利用价值，可作进一步勘查。
参考文献：
[1] 广东省地质矿局七三五大队. 广东231地区203矿床地质普查评价报告[R]. 1971.
[2] 广东省核工业地质局二九三大队. 广东省新兴县天露山地区铀矿普查地质报告 [R]. 2015.
[3] 杨仕教 现代铀矿床开采科学技术[M]. 2010.
[4] 杨金辉 王清良等铀矿冶分析原理与方法[M]. 2012.
[5] 孙超. 鄂尔多斯盆地北部大营铀矿床直罗组下段粘土矿物变化特征探讨[J]. 西部资源， 2016（4）：88-92.
[6] 蔡彤. 二连盆地努和廷铀矿床成矿机理探讨[J]. 西部资源， 2014（4）：170-173.