一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法
阅读说明：本技术 一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法 (Leaching method of black shale uranium vanadium ore ) 是由 贾秀敏 向秋林 陈天宝 刘会武 刘忠臣 黄永 师留印 李培佑 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及铀矿水冶技领域,尤其涉及一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法。浸出方法,包括以下步骤：将黑色页岩铀钒矿样品进行破碎研磨,加水和硫酸混合均匀；对混合物进行熟化,得到熟化后物料；在所述熟化后物料中加入水或者稀硫酸,控制液体与固体的体积质量比,加入铁抑制剂以及中和剂,调整pH值至1～3,80～100℃下进行浸出处理；将所述浸出处理后的矿浆进行真空过滤,得到浸出液和滤饼；所述滤饼采用稀硫酸3～10段逆流洗涤,第一段洗水并入浸出液中。该方法实现了黑色页岩型铀钒矿的酸法浸出,在保证铀、钒浸出率的条件下,降低了浸出液中剩余酸浓度,抑制了杂质元素铁的溶出,可有效降低后续分离回收过程的试剂消耗。(The invention relates to the technical field of uranium ore hydrometallurgy, in particular to a leaching method of black shale uranium vanadium ore. A leaching process comprising the steps of: crushing and grinding a black shale uranium vanadium ore sample, adding water and sulfuric acid, and uniformly mixing; curing the mixture to obtain a cured material; adding water or dilute sulfuric acid into the cured material, controlling the volume mass ratio of liquid to solid, adding an iron inhibitor and a neutralizer, adjusting the pH value to 1-3, and leaching at 80-100 ℃; vacuum filtering the ore pulp after the leaching treatment to obtain a leaching solution and a filter cake; and the filter cake is subjected to counter-current washing by using 3-10 sections of dilute sulfuric acid, and the first section of washing water is merged into the leaching solution. The method realizes acid leaching of black shale type uranium vanadium ore, reduces the concentration of residual acid in the leaching solution, inhibits the dissolution of impurity element iron and can effectively reduce the reagent consumption in the subsequent separation and recovery process under the condition of ensuring the leaching rate of uranium and vanadium.)
技术领域
本发明涉及铀矿水冶技领域，尤其涉及一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法。
背景技术
黑色页岩一般富含有机质及细分散黄铁矿、菱铁矿等。黑色页岩型铀钒矿中，铀多呈分散状、吸附状存在，较易于浸出；钒大部分以三价形式存在于云母类及高岭石等粘土矿物中，部分取代硅氧八面体和铝氧八面体中的铝、钛、铁等，类质同象形式存在的钒必须破坏其晶格结构，并将钒氧化，方可浸出。铀钒矿的浸出方法根据其中铀、钒赋存形式的不同而有较大的不同。早期，国内外都曾采用钠化焙烧工艺处理铀钒矿或单一钒矿石，但由于环境污染严重，该工艺属已被淘汰，在钠化焙烧工艺基础上发展起来的空白氧化焙烧、钙化焙烧等工艺，均存在能耗高和高温焙烧不利于铀浸出的问题，更适用于不含或伴生少量铀的钒矿石的处理；碱浸工艺则适用于钒呈氧化状态存在的矿石；酸浸工艺适应性较碱浸工艺强，且环境友好，是目前铀钒矿综合回收中最常采用的工艺。
采用酸浸工艺处理黑色页岩铀钒矿时，为了破坏云母结构，将其中的钒解离，常规酸法搅拌浸出时需保证一定的剩余酸浓度，且反应一般需要在高温下进行，这会造成矿石中杂质元素铁、铝等的大量溶出，增加试剂消耗并造成金属分离困难。以回收钒为例，在硫酸体系一般采用阳离子萃取剂进行萃取，为保证较高的钒萃取率，平衡水相pH值一般需控制在1.5～2；此外，阳离子萃取剂对三价铁有较高的萃取率，且三价铁不易被反萃，易在有机相中累积，会造成萃取剂容量下降及钒产品铁超标。因此，一般在萃取钒之前对溶液pH值及电位进行调整，将原料液pH调至2.5～3，电位调整至-200mV。浸出液中剩余酸浓度和铁浓度过高会导致回收钒过程出现碱及还原剂用量过高、废水处理过程试剂消耗过大等问题；在铁铁浓度过高时，即使采用还原剂调整电位，铁随有萃取-反萃取过程在有机相中累积不可避免，仍会造成钒产品铁超标。
为了降低试剂消耗，保证钒产品质量，有必要研究一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法，在达到浸出率要求的情况下，制备出满足萃取工艺要求的浸出液。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法，降低浸出及后续分离过程试剂消耗，保证钒产品质量。
本发明提供了一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法，包括以下步骤：
步骤S1：将黑色页岩铀钒矿样品进行破碎研磨，加水和硫酸混合均匀，得到混合物；
步骤S2：对所述混合物进行熟化，得到熟化后物料；
步骤S3：在所述熟化后物料中加入水或者稀硫酸，控制液体与固体的体积质量比，加入铁抑制剂以及中和剂，调整pH值至1～3，80～100℃下进行浸出处理；
步骤S4：将所述浸出处理后的矿浆进行真空过滤，得到浸出液和滤饼；
所述滤饼采用稀硫酸3～10段逆流洗涤，第一段洗水并入浸出液中。
优选地，所述步骤S1中，所述水的添加量为所述黑色页岩铀钒矿样品质量的0～30wt％；所述硫酸的添加量为所述黑色页岩铀钒矿样品质量的1～100wt％。
优选地，所述步骤S2中，所述熟化的温度为20℃～300℃，所述熟化的时间为0.5～100小时。
优选地，所述步骤S3中，控制液体与固体的体积质量比为0.3～10。
优选地，所述步骤S3中，所述浸出处理的时间为0.5～10小时。
优选地，所述步骤S3中，加入铁抑制剂以及中和剂，调整pH值为1～2。
优选地所述铁抑制剂为钠盐、铵盐或者钾盐。
优选地，所述中和剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠。
优选地，所述步骤S1：将黑色页岩铀钒矿样品进行破碎研磨至粒度小于-3mm。
优选地，所述步骤S4中：洗涤比0.3～0.5。
与现有技术相比，本发明的黑色页岩铀钒矿的浸出方法，在保证铀钒浸出率的条件下，可使剩余酸浓度由40～50g/L降低至5g/L以下；浸出液中的铁可由30～40g/L降低至5g/L以下。实现了降低浸出剩余酸浓度及抑制铁溶出的目的，有效的降低了原料消耗。
附图说明
图1表示本发明一实施例的黑色页岩铀钒矿的浸出方法的流程示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明的实施例公开了一种黑色页岩铀钒矿的浸出方法，包括以下步骤：
步骤S1：将黑色页岩铀钒矿样品进行破碎研磨，加水和硫酸混合均匀，得到混合物；
步骤S2：对所述混合物进行熟化，得到熟化后物料；
步骤S3：在所述熟化后物料中加入水或者稀硫酸，控制液体与固体的体积质量比，加入铁抑制剂以及中和剂，调整pH值至1～3，80～100℃下进行浸出处理；
步骤S4：将所述浸出处理后的矿浆进行真空过滤，得到浸出液和滤饼；
所述滤饼采用稀硫酸3～10段逆流洗涤，第一段洗水并入浸出液中。
按照本发明，以下详细说明本发明的黑色页岩铀钒矿的浸出方法：
步骤S1：将黑色页岩铀钒矿样品进行破碎研磨，加水和硫酸混合均匀，得到混合物；
所述破碎研磨后至粒度小于-3mm；
所述水的添加量为所述黑色页岩铀钒矿样品质量的0～30wt％；所述硫酸的添加量为所述黑色页岩铀钒矿样品质量的1～100wt％。
本发明对于所述硫酸的浓度没有特殊限制，按照本领域技术人员熟知的浓度即可。
步骤S2：对所述混合物进行熟化，得到熟化后物料；
所述熟化的温度优选为20℃～300℃，更优选为80℃～100℃，还优选为90℃～95℃；所述熟化的时间优选为0.5～100小时，更优选为2～24小时，还优选为24小时或者2.5小时。
步骤S3：在所述熟化后物料中加入水或者稀硫酸，控制液体与固体的体积质量比，加入铁抑制剂以及中和剂，调整pH值至1～3，80～100℃下进行浸出处理；
控制液体与固体的体积质量比为0.3～10；
所述浸出处理的时间优选为0.5～10小时，更优选为1～6小时；
加入铁抑制剂以及中和剂，调整pH值为1～2。
所述铁抑制剂优选为钠盐、铵盐或者钾盐，更优选为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、磷酸钠、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、磷酸钾、氯化铵、硫酸铵、碳酸铵或磷酸铵。
所述中和剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠。
步骤S4：将所述浸出处理后的矿浆进行真空过滤，得到浸出液和滤饼；
所述滤饼采用稀硫酸3～10段逆流洗涤，第一段洗水并入浸出液中。
所述逆流洗涤过程中，洗涤比优选为0.3～0.5。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的黑色页岩铀钒矿的浸出方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
某黑色页岩铀钒矿，含钒1.05％，铀0.085％，其中82％的钒存在于云母中，铀主要以吸附形式存在。该黑色页岩铀钒矿采用以下步骤进行处理：
(1)矿石预处理：矿石磨细至粒度为-60目，加入20wt％(以原矿石质量计)的硫酸、15wt％(以原矿石质量计)的水，混合均匀；
(2)熟化：混匀后物料密封后，90℃保温熟化24h。
(3)浸出：上述步骤(2)中熟化后物料加入水，控制液固体积质量比为1，96℃下进行浸出，浸出过程加入抑制剂硫酸钠1.2wt％，并加入氢氧化钙调节浸出过程pH为1.66，氢氧化钙用量为3.89wt％，浸出时间2h。
(4)过滤：上述步骤(3)中浸出后矿浆进行真空过滤，得到浸出液及滤饼。
(5)洗涤：滤饼采用稀硫酸3段逆流洗涤，单段洗涤比为0.4，第一段洗水并入浸出液中。
经过上述方法浸出后，浸出液中剩余酸浓度为3.05g/L，铁浓度为3.21g/L，铀、钒浸出率分别为94.5％、76.8％。
对比例1
采用与实施例1相同的某黑色页岩铀钒矿，含钒1.05％，铀0.085％，其中82％的钒存在于云母中，铀主要以吸附形式存在。该矿石以常规搅拌浸出处理时，浸出过程酸用量20％，浸出液固体积质量比为1时，浸出液剩余酸浓度为49.2g/L，铁浓度为35.1g/L，铀、钒浸出率分别为94.4％、74.5％。
实施例2
某黑色页岩铀钒矿，含钒0.946％，铀0.080％，其中88％的钒存在于云母中，铀主要以吸附形式存在。该黑色页岩铀钒矿采用以下步骤处理：
(1)矿石预处理：矿石磨细至粒度为-100目，加入12％wt(以原矿石质量计)的硫酸、18％wt(以原矿石质量计)的水，混合均匀。
(2)熟化：混匀后物料密封后，93℃保温熟化2.5h。
(3)浸出：上述步骤(2)中熟化后物料加入水，控制液固体积质量比为1，90℃下进行浸出，浸出过程加入抑制剂硫酸钠1.5wt％(以原矿计)，并加入碳酸钙调节浸出过程pH为1.32，碳酸钙耗量为4.10wt％(以原矿计)，浸出时间1h。
(4)过滤：上述步骤(3)中浸出后矿浆进行真空过滤，得到浸出液及滤饼。
(5)洗涤：滤饼采用稀硫酸4段逆流洗涤，单段洗涤比0.4，第一段洗水并入浸出液中。
经过上述方法浸出后，浸出液中剩余酸浓度为4.96g/L，铁浓度为4.02g/L，铀、钒浸出率分别为93.9％、72.1％。
对比例2
采用与实施例2相同的某黑色页岩铀钒矿，含钒0.946％，铀0.080％，其中88％的钒存在于云母中，铀主要以吸附形式存在。该矿石以常规搅拌浸出处理时，浸出过程酸用量12％，浸出液固体积质量比为1时，浸出液剩余酸浓度为35.6g/L，铁浓度为21.8g/L，铀、钒浸出率分别为94.3％、67.5％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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