铀水冶工艺-6.2 酸性、碱性溶液中铀的沉淀与过滤
铀废水的处理
铀废⽔的处理地下⽔中的铀潘启航摘要：放射性元素污染是近代发现的⼀种危害性⼤的污染类型。
它和其他污染物⼀样可以进⼊地下⽔组织，对使⽤地下⽔的⼯农业和⼈类健康造成重⼤的影响。
调查地下⽔中的铀元素运动和含量，可以了解其污染途径和源头，从⽽采取有效的措施治理放射性污染。
采⽤新型的处理⽅法可以节约成本并完全地消除放射性污染，为核能源的利⽤提供有⼒的促进。
关键词：地下⽔污染放射性污染铀废⽔1背景地下⽔污染可以分为四⼤类：有机物污染、⽆机物污染、微⽣物污染和放射性元素污染。
其中，放射性元素污染是危害性最⼤，时间最长的⼀种新型污染，是随着近代的核⼯业发展⽽出现的。
如铀矿的开采和⽔冶废⽔、铀的精制和核燃料制造废⽔、反应堆运⾏废⽔、反应堆燃料的后处理废⽔、⽣产放射性同位素产⽣的废⽔以及使⽤放射性同位素的⼯⼚和研究部门产⽣的废⽔等，都是带有放射性的污染源。
由于处理技术的步伐跟不上核能源的⽣产过程，有⼀部分的放射性元素进⼊环境并造成了污染。
这种污染已经成为当前和今后最突出的环境问题之⼀。
2来源和危害含铀废⽔是⼀类来源⼴泛的放射性废⽔，如铀矿的开采和⽔冶废⽔、铀的精制和核燃料制造废⽔、反应堆运⾏废⽔、反应堆燃料的后处理废⽔、⽣产放射性同位素产⽣的废⽔以及使⽤放射性同位素的⼯⼚和研究部门产⽣的废⽔等。
原地浸出采铀是将按⼀定配⽅配制好的溶浸液,经注液钻孔注⼊到天然的含矿含⽔层中,在⽔⼒梯度作⽤下沿矿层渗流,通过对流和扩散作⽤,选择性地氧化和溶解铀,形成含铀溶液,经抽液钻孔提升⾄地表,再进⾏⽔冶处理得到所需的铀浓缩物产品。
由于我国地浸采铀矿⼭多采⽤酸法浸出⼯艺,采区退役后,地下⽔中的SO4—2、NO3—、U (VI)、H+和重⾦属离⼦等许多组分严重超标。
若不及时加以治理,这些污染物便会通过渗透迁移作⽤威胁下游地下⽔资源,对⼯农业的⽣产和⼈类的饮⽔安全造成很⼤的影响。
我国的铀污染从建国初研究原⼦弹时期就已经出现了，只是当时没有得到重视。
铀
铀纯度为3%的U-235为核电站发电用低浓缩铀，U-235纯度大于80%的铀为高浓缩铀，其中纯度大于90%的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造核武器。
获得铀是非常复杂的系列工艺，要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程，而浓缩分离是其中最后的流程，需要很高的科技水平。
获得1公斤武器级U-235需要200吨铀矿石。
由于涉及核武器问题，铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术。
目前除了几个核大国之外，日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家都掌金属铀握了铀浓缩技术。
提炼浓缩铀方法主要有气体扩散法和气体离心法。
气体扩散法: 使待分离的气体混合物流入装有扩散膜（分离膜）的装置来得到富集和贫化的两股流的同位素分离方法。
基本原理是：在分子间的相互碰撞忽略不计的情况下，气体混合物中质量不同的气体分子 (例如235UF6和238UF6)的平均热运动速率与其质量二次方根成反比。
当气体通过扩散膜时,速率大的轻分子(235UF6)通过的几率比速率小的重分子(238UF6)的大。
这样,通过膜以后，轻分子的含量就会提高，从而达到同位素分离的目的。
第二次世界大战结束后，美国的实践证明，气体扩散法能够用来大规模生产铀 235。
它是目前最成熟的大规模分离铀同位素的方法，是对各种新的浓缩方法的大规模商业应用的挑战，是比较各种方法的基本点。
美国和法国大型气体扩散工厂的分离功率达1万吨/年以上，比能耗均在 2400千瓦·时/千克左右。
气体扩散法的缺点是分离系数小，工厂规模大，耗电量惊人，成本很高。
气体离心法: 气体离心分离机是其中的关键设备。
铀原料放置于离心机中央反应室内，离心机以7-8万转/分钟的速度旋转。
较重的U-238原子逐渐靠近离心机的边缘，而较轻的U-235则保留在离心机中心部位。
结晶U-235被称为“富铀”（浓缩铀），其余的“贫铀”则被丢弃。
仅靠单个离心机一次分离是远远不够的，必须通过更多离心机加工，才可以分离提纯。
铀水冶工艺-6.2 酸性、碱性溶液中铀的沉淀与过滤
例如，当氨水中碳酸根浓度约为10g·L-1时，沉淀母液的铀含量可 达30mg·L-1以上，远远超过规定的废弃标准。
碱分解法的最大优点是母液可以再生循环使用。因为碱分解 时，溶液中含有碳酸钠和过剩的氢氧化钠，可利用烟道气中 的CO2中和母液中过量的NaOH生成碳酸钠，并将母液中的 部分碳酸钠转化成碳酸氢钠，其反应式如下：
2 NaOH+CO2 → Na2CO3+H2O
(7-20)
Na2CO3+CO2+H2O → 2 NaHCO3
若在几个串联的槽子里进行连续沉淀时，一般将 氨水分几个槽子加入，使pH值依次增高，直到最 后一个槽子pH值达到7左右，这样既便于控制调 节，又有利于获得颗粒较大的沉淀物。在分段控 制pH值进行连续沉淀时，各段pH值范围选择得适 当与否，对重铀酸铵中硫酸根的含量有很大的影 响。
试验研究与生产实践都表明，在pH=4～6的范围内易生成碱式硫酸铀酰沉淀
铀的沉淀：
(7-13)
2 UO2SO4+6 NH4OH→(NH4)2U2O7↓+2(NH4)2SO4+3 H2O
杂质的沉淀：
(7-14)
Fe2(SO4)3+6 NH4OH→2Fe(OH)3↓+3( NH4)2SO4
Al2(SO4)3+6 NH4OH→2Al(OH)3↓+3(N H4)2SO4
广东某铀矿床水冶方法试验研究
广东某铀矿床水冶方法试验研究作者：彭诚田云来源：《西部资源》2017年第01期摘要：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。
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。
铀矿石中性浸出液吸附饱和树脂的酸性淋洗工艺研究
铀矿石中性浸出液吸附饱和树脂的酸性淋洗工艺研究赖磊;师振峰;熊威;路乾乾;汤义伟【摘要】针对CO2+O2地浸铀矿山的中性浸出液,开展了吸附饱和树脂在盐酸+合格液酸化后,再用盐酸+氯化钠进行酸性淋洗的工艺研究进行了可行性试验、淋洗剂选择试验、沉淀和贫树脂再吸附试验.研究结果表明,该工艺能有效的淋洗和转型树脂,树脂再吸附容量已达生产指标,具有较高的经济效益,提出了工业试验最佳参数控制范围.【期刊名称】《铀矿冶》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】5页(P98-102)【关键词】CO2+O2地浸;中性浸出液;酸性淋洗;转型【作者】赖磊;师振峰;熊威;路乾乾;汤义伟【作者单位】新疆中核天山铀业有限公司,新疆伊宁835000;新疆中核天山铀业有限公司,新疆伊宁835000;新疆中核天山铀业有限公司,新疆伊宁835000;新疆中核天山铀业有限公司,新疆伊宁835000;新疆中核天山铀业有限公司,新疆伊宁835000【正文语种】中文【中图分类】TL212.31在中国已探明的铀资源中，砂岩型铀资源占41.57%，其中低品位、低渗透、高碳酸盐、高矿化度等复杂砂岩型铀资源占砂岩型铀资源储量的70%以上。
CO2+O2地浸采铀工艺可以针对性地解决这类砂岩型铀矿酸法地浸开采过程中耗酸量大、易堵塞的技术难题，大大提高了中国已查明砂岩型铀矿资源的利用率[1]。
目前，CO2+O2地浸采铀工艺已经在新疆、内蒙等砂岩铀矿床开发生产中广泛应用，提升了中国天然铀生产技术水平。
目前，国内CO2+O2地浸采铀矿山，一般采用氯化钠+碳酸盐或碳酸氢盐淋洗饱和树脂[2-3]。
新疆某铀矿自2005年开始采用CO2+O2地浸采铀试验研究，并用D382树脂处理浸出液，获得了较好的试验结果，生产稳定运行。
由于砂岩铀矿的特殊水文地质条件，氯离子质量浓度高达3.4 g/L，矿化度高达10～12 g/L，D382树脂适用于处理“高氯离子、高矿化度”的浸出液。
最新-含铀废水处理工艺探讨 精品
含铀废水处理工艺探讨核燃料和稀土化工生产会产生含铀放射性废水，对含铀废水需处理至国家排放控制标准后方可排放，目前含铀废水的处理方法多样，本文对废水除铀的常用方法进行阐述，并就不同废水处理工艺路线选择进行分析，以供选用时参考。
废水处理;含铀废水;分离工艺随着我国对环境保护管理要求的不断提高，排放的工业废水对重金属含量控制日益严格。
涉及核燃料化工处理和稀土生产中产生的废水会含有一定量的放射性铀，对于此类废水回收其中的贵金属铀和保证排放达标是必须的，选择经济高效的处理工艺需要根据实际情况综合考虑。
一、含铀废水的处理工艺废水中的铀主要有四价和六价两种价态，铀含量高时可以通过加入沉淀剂沉淀出大部分的离子，经过沉淀后浓度无法直接达到排放标准，此类液体或含量较低时废液直接通过以下三类方式处理一是将废水排进水域稀释或加水稀释至控制要求排放;二是将废水直接加热蒸发浓缩，减容后浓缩物固化存放，此方式适用于各类废液尤其是高放射性废水;三是通过化学分离将铀从废液中分离，废水铀含量降低至达标后排放，铀富集后回收再用。
稀释处理适用于含量极低的低放射性废水，其他的处理技术主要根据应用工艺不同分为絮凝沉淀法、吸附法、离子交换法、蒸发浓缩法、膜分离等。
一沉淀絮凝法。
沉淀絮凝法采用化学试剂与废水中的铀离子发生共沉淀以降低溶液中的铀含量，通常使用的沉淀剂有铁盐、铝盐、磷酸盐等。
聚合沉淀法时加入的絮凝剂在溶液中生成氢氧化物的絮状沉淀，产生的氢氧根离子与铀离子生成沉淀，絮状沉淀对铀也有很强的吸附作用形成共沉淀。
常用的絮凝沉淀剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铁等，聚丙烯酰胺应用在沉淀时去除铀的能力也很大。
当废液中加入零价铁粉时，零价铁将铀离子进行还原成四价铀，四价铀形成沉淀物聚集在铁粉表面。
铁粉溶解在溶液中的铁离子在适宜酸碱度下也会形成氢氧化物沉淀，产生与絮凝剂相同的除铀作用。
由于多种作用联合零价铁可将溶液铀浓度降至很低的水平，尤其在偏酸性环境下通过搅拌或超声波充分混合作用时对铀的去除能力极强。
结晶分离技术
结晶分离技术2008-1-23 阅读次数:次结晶（沉淀）分离技术是化工生产中从溶液中分离化学固体物质的一种单元操作，在湿法冶金过程占有十分重要地位。
从湿法冶金溶液中以固体形式分离、回收有价组分常采用结晶、沉淀等操作过程，而又以反应结晶过程居多。
世界上有数百家铀水冶厂，用离子交换法或萃取法从庞大的矿石浸出液中浓集提取铀，得到了浓度较高的含铀的纯化溶液—合格淋洗液或反萃取液。
从这种纯化溶液中沉淀（结晶）铀的浓缩物送纯化工厂进一步精炼，得到核能纯的铀产品。
沉淀铀浓缩物的过程就是一个化学结晶（沉淀）过程。
当向纯化溶液（硫酸铀酰、硝酸铀酰等）中添加沉淀剂：NaOH、NH3H2O、MgO 等的溶液时，立即沉淀（结晶）出重铀酸盐浓缩物（131，黄饼等）中间产品。
铀由水溶液中转化成了固态形式，品位和纯度大大的提高，体积大大减少，给下一步工序的加工带来许多方便，生产设备、规模大大减少。
反应沉淀（结晶）过程一般分为三个步骤：（1）溶液形成过饱和溶液，（2）晶核生成和晶粒生长，（3）沉淀（结晶）的生成和陈化。
图1示出了结晶的三个步骤。
在一定的条件下，沉淀（结晶）能否生成或生成的沉淀是否溶解，取决于该沉淀的溶度积。
当沉淀剂加入溶液中时，mA n++nB m-=AmB n（固）↓，形成的离子浓度的乘积Q=[A n+]m[B m-]n大于沉淀物的溶度积（Ksp），即Q＞Ksp时，形成了过饱和溶液，图1结晶过程的三个步骤离子通过互相碰撞形成微小的晶核——成核过程；晶核形成后溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并沉积在晶核上——晶核生长；晶核就逐渐长大成晶粒；晶粒进一步聚集、定向排列成晶体，如果来不及定向排列则成为非晶粒沉淀。
工业生产中一般情况下希望生成粗大的结晶产品，有利于下一步的固液分离操作。
影响结晶的因素很多，如过饱和度、浓度、PH值、同离子效应、络合效应、搅拌强度、沉淀剂的加入速度，甚至两种溶液加入先后顺序都有影响。
要使晶体能够生成，必须首先形成过饱和溶液，但过饱和度太大，易产生大量的晶核，形成细小的晶粒或非晶形沉淀，甚至形成胶体，所以过饱和度必须恰当；为了减少沉淀的溶解损失，应加入过量的沉淀剂，利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度，但不可加入太多，过量太多的沉淀剂可能引发络合效应，反而使沉淀物的溶解度增大，甚至造成反溶；沉淀过程中要严格控制酸碱度，一般控制在PH1-14的范围内，酸碱度太高或太低时，要么沉淀的不完全，要么沉淀物重新溶解。
对阿尔利特铀水冶厂浓酸浸出水冶工艺的评述
的 目的是 为 了对 我 国 铀 水 冶工 艺 的研 究 有 所借 鉴 。
关 键词 ：阿 尔 利特 铀 水 冶 厂 ； 酸 浸 出 ； 植 酸 ； 价 浓 腐 评 中 图分 类号 ：Ｔ １ ． ２ 文 献标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０８ ６ （ ０ ０ ０ ０ ００ Ｌ２ ２ １ １ ０ — ０ ３ ２ １ ） ２０ ７ —４
阿尔利特 铀水冶 厂是世 界上第 一座采 用浓 酸
浸 出工艺 加工 难 处 理 铀 矿 石 并 获成 功 的铀 水 冶 厂， 所加 工矿石 中的铀 主要为 四价 ， 石 中还 含有 矿 机物 。它于 １ ７ 年投 入工业 生产 ， 计年 生产能 ９１ 设 力 为 １５ ０ｔ 以铀计） ０ （ 。投产 后生 产一 直稳 定 、 正 常、 满负荷 运行 ，０ ８年产 铀 １７ ３ｔ 占世 界铀产 ２０ ４ ， 量 的 ４ ＿ 。１ ７ 】 ｊ ９ ８年 在 阿库 达 地 区 （ 阿 尔利 特 与 铀 水冶厂相 距 １ ｍ） 处 理类 似 铀 矿石 水 冶 厂 ０ｋ 建 时， 仍采 用浓 酸浸 出工 艺 ， 投产 后 ， 生产 也 一直 正 常 。中国某 铀水 冶厂 于 ２ Ｏ世纪 ９ ０年代 建 厂 ， 也 采 用 浓 酸浸 出工 艺 ， 生产 初 期 曾遇 到 一 些 困 难 。 因此 ， 笔者认 为 ， 细 了解 浓酸浸 出工 艺及其 配套 详 工 艺的特点 、 适用 范围 ， 我 国今后 处理难 处理铀 对
０ ２ ， ． ２ 砂岩矿 石铀 品位 为 ０ １ Ｏ。 ．５
岩 矿 鉴 定 结 果 ｌ表 明 ， 土 矿 石 中 铀 呈 四 ３ 。 黏
某铀矿山酸性工艺废水处理研究
第29卷 第4期2010年11月铀 矿 冶URANIU M M IN ING A ND M ETA LLURGY Vo l 29 No 4No v 2010收稿日期:2010 02 26作者简介:张建国(1960 ),男,陕西富平县人,硕士,研究员级高级工程师,从事铀水冶工艺研究。
某铀矿山酸性工艺废水处理研究张建国1,王 亮1,薛永社2,王海塔3,赵潮娅1(1.核工业北京化工冶金研究院,北京101149; 2.中国核工业集团公司蓝天铀业有限公司,西安710500; 3.中国核工业集团公司金安铀业有限公司,江西乐安344301)摘要:介绍某铀矿山酸性工艺废水处理研究结果。
采用石灰乳中和 加除氟试剂和氯化钡 污渣循环工艺有效地去除酸性铀工艺废水中的放射性核素铀、钍、镭和有害元素氟、锰等,使处理后的铀工艺废水达到了排放标准。
该方法操作简便,节约试剂,污渣含水分少,沉降速度快。
关键词:铀矿山;工艺废水处理;沉淀;污渣循环中图分类号:T L 941.1 文献标志码:A 文章编号:1000 8063(2010)04 0210 04在铀矿开采及水冶生产过程中,产生大量废水。
这些工艺废水不仅含有放射性核素铀、钍、镭等,而且含有大量的诸如汞、镉、铬、砷、铜、锌、锰、氟等非放射性元素,以及硫酸根离子。
它们的组成与矿石特性、开采方法及处理工艺有关。
这些元素和离子即使浓度很低,对环境的影响也不容忽视。
由于环境意识的不断增强和政府管理立法的要求,在铀工艺废水排放到环境之前,必须要有经济而可行的方法进行处理,以达到环保的要求。
氯化钡沉淀法处理酸性铀工艺废水的研究报道很多,应用也很广泛,是一种处理铀工艺废水经典、有效的方法[1 2]。
这种方法的基本原理是利用废水中存在的硫酸根离子,加入氯化钡后生成BaSO 4沉淀,然后与镭发生同晶置换作用生成共沉淀物Ba (Ra)SO 4。
再通过加入石灰乳调pH ,使溶液中的铀、钍等天然放射性核素降低到排放标准。
铀的提取和纯化
铀的提取和纯化铀的提取和纯化是指从铀矿石中提取铀直到制成核纯（见放射性核素纯度）铀化合物的工艺过程，是天然铀生产的重要步骤。
1正文主要产品有重铀酸铵(俗称黄饼)和三碳酸铀酰铵等。
纯化（又称精制）后的铀化合物产品，必须达到核纯的要求。
精制的产品进一步干燥、煅烧，加工成二氧化铀或八氧化三铀,供制作反应堆元件或六氟化铀（用于铀235的同位素分离）用。
整个过程须经下述单元操作：铀矿石的破碎和磨细、铀矿石的浸取、矿浆的固液分离、离子交换和溶剂萃取法提取铀浓缩物、溶剂萃取法纯化铀浓缩物。
可根据矿石种类、产品要求等不同情况，选择由上述单元操作所组成的适当流程。
破碎和磨细破碎是将矿石经颚式破碎机、圆维破碎机或锤式破碎机粗碎、中碎和细碎以达到所要求的粒度。
然后进行细磨，以达到浸取工序所要求的粒度。
浸取用溶剂将矿石中的铀选择性地溶解。
铀矿石经浸取后，铀与大部分脉石分离，浸取液中铀与杂质的比例比原矿石中约提高10～30倍，因此，浸取过程也是铀与杂质初步分离的过程。
铀矿石浸取方法一般有酸法和碱法两种。
多数铀水冶厂采用酸浸取法,少数厂用碱浸取法,只有个别厂同时采用酸、碱两种浸取流程。
酸浸取法一般用硫酸作浸取剂，矿石中的铀和硫酸反应,生成可溶的铀酰离子(UO卂)和硫酸铀酰离子【UO(SO)】;浸取时常加入氧化剂（常用二氧化锰、氯酸钠），以保持适宜的氧化还原电势（约450毫伏），使四价铀氧化成六价,以提高铀的浸出率。
含碳酸盐的铀矿石主要用碱法浸取，常用的浸取剂为碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液，在鼓入空气的条件下，矿石中的铀与碳酸钠生成碳酸铀酰钠Na【UO(CO)】,溶于浸取液。
矿浆的固液分离矿石浸取后所得到的酸性或碱性矿浆（包括含铀溶液、部分杂质及固体矿渣）中的溶液和矿渣须经分离。
根据需要也可进行粗矿分级，以除去+200～40目的粗砂,得到细泥矿浆。
常用的固液分离设备有过滤机、沉降槽（浓密机）；分级设备有螺旋分级机、水力旋流器。
中国还采用流态化塔进行分级和洗涤。
铀水冶工艺-6.1 铀沉淀的基本原理
处的扩散，提高C2的数值是必须的，而加热和搅拌则是经常采用的有效 措施。总之，为了提高晶体成长的速度，要求溶液中被沉淀物质有足够
高的浓度，但它又为晶核数目所制约而不能过高，这就是说，溶液要有
合适的过饱和度，同时，由于适当的加热和搅拌可以加强扩散，所以对
晶体成长往往是有利的。
除扩散的因素外，表面吸附现象也会影响晶体 成长速度，被沉淀物质粒子间附着力愈大，愈有利 于晶体表面的吸附，从而有利于晶体的长大。
第7章 铀的沉淀
7.1 概述 7.2 沉淀法的基本原理 7.3 酸性溶液中沉淀铀 7.4 碱性溶液中沉淀铀 7.5 沉淀物的过滤和过滤设备
7.1 概述
在铀矿加工工业的发展历史上，曾经研究了各种制备铀化学浓缩物的方 法，目前应用最多的还是沉淀法。往溶液中加入某种化学试剂(沉淀剂)， 使溶液中的某种或某些物质生成固体难溶化合物而从溶液中析出的化学 过程，叫做沉淀。
析出沉淀的过程大致可分三个阶段进行： ①形成热力学上不稳定的过饱和溶液； ②生成具有隐晶结构的晶核或结晶中心； ③晶体成长。
当向溶液中加入沉淀剂后，由于化学反应，被沉淀物质的离子浓度乘积 超过其溶度积，该被沉淀物在溶液中的浓度达到过饱和的程度，溶液处 于热力学亚稳状态，继之迅速产生晶核。单位体积内晶核生成的数目和 溶液的过饱和度成正比，这种关系可表示为：
晶体成长是沉淀结晶过程的最后阶段。晶体长大的机理有各种理论，在 这里仅就扩散理论略加介绍。根据扩散理论，晶体界面的线性生长速度 可用下述方程表示。
（7-11）
式中：l —结晶大小的线性尺寸；τ—时间；Kt和A—与温度、被沉淀结晶
物质和溶液特性有关的二个常数；
—主体溶液中被沉淀物质的浓
铀矿冶废水的循环利用和处理_徐乐昌
铀矿冶废水产生量大 , 不仅含有放射性组分 还含 有非放射性组分 , 引起 了人们的高度重视 。 为了提高经济效益 , 减少环境污染 , 尽量回收废水 中的有用组分 , 铀矿冶科研人员开发了化学沉淀 法 、物理吸附法 、离子交换法 、萃取法 、膜处理法 、 生物法等多种废水处理方法 。 针对不同的废水和 铀矿冶工艺 , 采用不同的循环利用途径 。 铀矿冶废 水主要有吸附尾液 、萃余液 、尾矿水 、矿坑水 、转型 液 、沉淀母液 ,其循环利用途径主要有返回用于溶 浸液 、淋洗剂 、反萃取剂 、洗涤液 、尾矿再制浆等 。
铀矿冶废水循环利用需要满足下列要求 :1) 水中残留的杂质必须适应铀工艺的要求 ;2)不致 对设备或管道产生较明显的腐蚀作用或产生较严 重的结垢 ;3)水循环次数以对铀的浸出回收不产 生明显影响为限度 。 2 .3 废水来源及循环利用途径
铀矿冶废水主要来自于铀矿开采废水和水冶 废水 。开采废水主要是常规地下 、露天和原地爆 破浸出等开采过程中产生的各种各样的矿坑水和 采出废石地表堆放产生的径流水 。 水冶废水主要 是铀浸出过程和回收 过程中产生的 各种工艺废 水 。 浸出过程中产生的废水主要是搅拌浸出后固 液分离和渣洗涤产生的废水与尾矿渗出水和堆浸 工艺产生的尾渣渗出水 。 回收过程中产生的废水 主要为吸附尾液或萃余液 , 其次为转型液和沉淀 母液(含压滤洗涤后的滤液)。 这些采冶废水应尽 可能多的循环利用 , 减少废水排放 , 条件许可下应 尽可能实现废水零排放 。 表 1 给出了铀矿冶废水 的循环利用途径 。
我国 C 矿矿坑水的水量为 63 万 m3/ a , 处理 前铀 质 量 浓 度 为 1.85 mg/ L , 处 理 后 为 0.3 mg/ L , 每年可回收铀约 1 t , 据此推算 , 我国铀矿 山从矿坑水中回收铀总量每年可达 10 t 。 铀回收
溶液pH值对水中微量铀测量的影响
溶液pH值对水中微量铀测量的影响摘要：通过多年的实验分析和经验积累，使用GB 6768—86中的液体激光荧光法测量水中的微量铀，具有操作简便、灵敏度高且检测限低等优点，水样样品不需预处理，减少了铀的污染和损失，逐步得到实验室的认可。
实验结果显示，被测水样的pH值为3.0～5.0时荧光强度更强，回收率更高。
关键词：微量铀；液体激光荧光法；pH值Abstract:through the analysis of experimentsand experienceaccumulated over the years,the use of GB 6768- 86of trace uraniuminliquid laserfluorescencemethod to measurethe water,has the advantages of simple operation,high sensitivity andlow detection limit,water samplewithoutpretreatment,reducing theuraniumpollution and loss,the step by stepfromlaboratory accreditation.Experimental results show that,the measured water samplewith pH values ranging from 3 to5 whenthe fluorescence intensityis stronger,higher recovery rate.Keywords:traceuranium;liquid laserfluorescence method;pH value1 引言天然铀的分析方法很多，但是环境样品中铀的含量一般很低，在20世纪70年代至80年代初，主要分析方法有分光光度法和固体荧光法（即球珠荧光法），他们的灵敏度都比较高，但是分析测定前，一般都需要进行预分离和富集。
探讨原地爆破浸出采铀中浸出和水冶的工艺
探讨原地爆破浸出采铀中浸出和水冶的工艺在铀的开采过程中,原地爆破浸出是一种新型的技术。
与地表堆浸相比,原地爆破浸出并不存在太大的差别,不过却具有一定的特殊性,以及不同的布液方法,所以往往具有更大的难度。
基于此,本文对铀矿床的浸出和水冶工艺进行了探讨,以期对原地爆破浸出采铀工艺技术加以完善,从而使其在实际工业生产中的应用能够获取更大的综合效益。
【关键词】原地爆破浸出；采铀；浸出工艺；水冶工艺前言作为一种新型的采铀工艺,原地爆破浸出采铀在工业生产中具有十分广泛的应用。
在铀的提取过程中,基于矿体的自然埋藏条件,进行原地爆破落矿筑堆。
布液浸出矿堆,将有价金属从矿石当中浸出。
再将浸出的含金属液利用采液措施进行收集,最后送到金属回收厂对铀金属进行加工和回收。
利用该工艺对低品位矿石进行处理,能够使表外矿石和贫矿回收得以扩大,从而使铀矿的利用率得到提升。
一、钻孔布液技术（一）工艺概述在原地爆破浸出采铀当中,布液技术具有十分重要的作用。
浸出成本、浸出率等,都会受到布液均匀性的影响。
在地表堆浸、农业生产等布液当中,微灌技术应用较为成熟[1]。
而在原地爆破浸出当中,由于不同矿床具有不同的地质特征和地质条件,因此也要采取不同的布液技术。
在实际应用中,应当对爆破矿堆中浸出液的扩散范围进行研究,同时探讨钻孔布液技术在非饱和流当中的应用,从而促使微灌布液技术在钻孔布液技术中的应用,使采场布液均匀度得到提升。
（二）矿体条件某矿体为282°倾向,产出形式为倾斜不规则立壁式,平均厚度为6m、最大厚度为15m、长度为70m、倾角为50°。
厚度50mm到100mm的断层泥和高岭土层明显的界定了矿体的上下盘。
围岩具有良好的隔水性。
在铀矿采场中,选择的试验块段矿体具有18m的垂直高度、10m的平均厚度、12m的走向长度、4847t 的保有矿量。
其中,铀金属量为10.324t,平均品味为0.213%。
矿石具有2.48t/m3的体重、6到8的普氏系数和1.8到2.0的松散系数,矿石含泥量为20%,湿度在8%左右。
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(4)搅拌强度 搅拌的作用在于使溶液与沉淀剂混合均
匀，避免局部过碱，加快扩散过程的速度。 搅拌强度太小，溶液和沉淀剂不能均匀地混 合；搅拌强度太大，不仅多消耗动力，而且 容易打碎已长大的沉淀颗粒，所以搅拌强度 应选择适当。
铀的沉淀：
(7-13)
ห้องสมุดไป่ตู้
2 UO2SO4+6 NH4OH→(NH4)2U2O7↓+2(NH4)2SO4+3 H2O
杂质的沉淀：
(7-14)
Fe2(SO4)3+6 NH4OH→2Fe(OH)3↓+3( NH4)2SO4
Al2(SO4)3+6 NH4OH→2Al(OH)3↓+3(N H4)2SO4
7.3 酸性溶液中沉淀铀
浸出液经离子交换或溶剂萃取处理后所得到的 淋洗液或反萃取液，通常是铀浓度较高的酸性溶液 (其铀浓度为几至几十g·L-1)，其中仍含有少量铁、 铝、钼、钒、磷等杂质。
生产上通常采用加碱(氨水、氢氧化钠、石灰或 氧化镁)中和的办法，从酸性溶液中沉淀铀，以制取 铀的化学浓缩物或纯的重铀酸铵。
酸性溶液中六价铀以铀酰离子(UO22+)的形式存 在。当往溶液中加碱中和余酸，使pH值上升到2.3 左右时，铀酰离子便开始水解而沉淀;当pH>6.5时， 铀则以重铀酸盐的形式全部沉淀出来。这时溶液中 的大多数金属杂质(如铁、铝等)也随铀一起沉淀出 来。
几种常见金属的氢氧化物沉淀pH范围列于表71。现以氨水(NH3·H2O)中和硫酸铀酰溶液为例，说 明沉淀过程的主要化学反应和影响因素。
生产上有的水冶厂采用分级沉淀法，即先用石灰将溶液中和到pH=3～3.5，沉淀 出大部分铁和硫酸根，过滤去除铁钙渣，然后再加碱将溶液pH值提高到7使铀沉 淀出来。这样可以预先分离出大部分铁和硫酸根及部分磷、钒等杂质，降低化学
浓缩物中的杂质含量，提高产品中铀的含量。但是这种方法需要增加一道沉淀和
过滤操作，使流程更加繁琐，所以很少采用。
(5)原液的组成
原液中铀的浓度越高，则沉淀剂的单位消耗越少，铀的沉 淀效率越高，产品的质量也越好。如果溶液中含有能同铀生成 可溶性络合物的阴离子(如氟离子等)，则会影响铀的沉淀效率。
为了节约化学试剂，生产上一般都尽可能地返回利用过滤 后的沉淀母液，用以配制淋洗剂或反萃取剂。在一定返回比的 范围内，沉淀母液返回越多，试剂节约也越多，淋洗效率或反 萃取效率也越高。但是超出一定的限度时，由于某些阴离子的 大量积累，会使淋洗效率或反萃取效率显著下降。
(7-15) (7-16)
7.3.2 沉淀过程的影响因素
沉淀效果的好坏主要是从沉淀效率的高低和沉 淀物颗粒的大小这两方面来衡量的，而沉淀效果又 取决于沉淀的pH值、温度、时间、搅拌强度、原始 溶液的组成以及沉淀剂的种类等一系列因素，沉淀 条件的选择是否恰当，对于沉淀效率、沉淀物的质 量和物理性能有很大的影响。
表7-1 几种常见金属氢氧化物的沉淀pH值范围
氢氧化物
开始沉淀 (离子初始浓度1mol·L-1)
Fe(OH)3 U(OH)4 Th(OH)4 UO2(OH)2 Al(OH)3 Cr(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2
1.63 1.70 2.50 2.28 3.58 3.80 4.21 5.80 6.62 8.70 11.63
（1）pH值
pH值是影响沉淀效率和产品质量的主要因素。
当沉淀最终pH值＜6.5时，铀沉淀不完全，当pH值 ＞8时，则不仅多消耗氨水，而且使沉淀浆体过滤速度变 慢，所以生产上沉淀的最终pH值一般控制在7左右。
氨水的加入速度对沉淀效果也有很大影响。若在一 个槽子里加入氨水将溶液迅速地中和到pH=7，则容易造 成局部过碱，沉淀颗粒很细。因此，生产上进行间歇沉 淀时，应缓慢地加入氨水，使pH值逐渐升高到7。
若在几个串联的槽子里进行连续沉淀时，一般将 氨水分几个槽子加入，使pH值依次增高，直到最 后一个槽子pH值达到7左右，这样既便于控制调 节，又有利于获得颗粒较大的沉淀物。在分段控 制pH值进行连续沉淀时，各段pH值范围选择得适 当与否，对重铀酸铵中硫酸根的含量有很大的影 响。
试验研究与生产实践都表明，在pH=4～6的范围内易生成碱式硫酸铀酰沉淀
pH值
完全沉淀
(残留离子浓度＜10-6 mol·L-1)
3.63 3.20 4.00 5.28 5.56 5.80 7.21 8.80 9.52 11.70 14.65
开始溶解
－ － － － ＞11 － － ＞10 － － －
7.3.1 沉淀过程的主要化学反应
酸碱中和：
H2SO4 + 2 NH4OH → (NH4)2SO4 + H2O
(2)温度
沉淀温度太低时，浆体粘度大，沉淀物 粒度小，沉降过滤速度慢。温度太高时，蒸 汽耗量大，氨的挥发损失也大，重铀酸铵的 溶解度也稍有增加。所以沉淀温度应选择适 当，生产上一般控制在50～65℃。加热方式 可以采用直接蒸汽加热，也可用夹套和蛇形 管进行间接加热。
(3)时间 沉淀过程除进行化学反应外，还有沉淀
[(UO2)2(OH)2SO4·4H2O]，其反应如下：
2UO2SO4+2 NH3·H2O+4H2O→(UO2)2(OH)2SO4·4 H2O+(NH4)2SO4 (7-17)
如果沉淀过程能避开这一范围，则可使产品的SO42-含量显著降低。例如，当沉 淀pH值按2～2.5，4.5～5和6.5～7三段控制时，产品中SO42-含量高达11～13％。 如控制第二、三段pH值分别为6.5～6.8和6.8～7时，产品中SO42-含量则降为1～ 3％。另外，稳定地控制各段pH值也是获得粗颗粒沉淀的重要条件之一。
因此，沉淀母液的返回应控制适当的比例，返回比的大小 应通过实验来确定。
(6)沉淀剂
沉淀剂的种类和质量对沉淀效率、沉淀物的物理性能以及产品的质 量都有很大的影响。工业生产上，从酸性溶液中沉淀铀可以采用的沉淀 剂有氨(氨水或气体氨)、烧碱、石灰或氧化镁等。其中氨水应用最为广 泛，因为它价廉易得、使用方便安全、控制容易，所得的重铀酸铵经煅 烧后便分解，对后续加工毫无影响。