地浸采铀细菌浸出试验研究

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中性地浸采铀催化浸出条件研究

第42卷第4期(总第190期)2023年8月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .42N o .4(S u m.190)A u g.2023中性地浸采铀催化浸出条件研究杨少武1,许影2,张万亮3(1.中核北方铀业有限公司,辽宁葫芦岛 125000;2.核工业北京化工冶金研究院,北京 101149;3.中核通辽铀业有限责任公司,内蒙通辽 028000)摘要:在中性地浸采铀中后期,部分采区浸出液的铀浓度低,难以兼顾铀资源回收率与生产成本㊂为提高铀浸出率㊁降低生产成本,以内蒙古某中性地浸铀矿山A 采区为研究对象,将催化浸出技术引入中性地浸采铀,通过添加催化剂N a N O 2提高O 2的氧化性能,提升浸出过程中的氧化作用,实现对铀的强化浸出㊂结果表明:加入N a N O 2浸出7d ,铀浸出率提高16%以上,达到了预期浸出效果;通过正交试验确定最佳催化浸出条件为300m g /LO 2㊁400m g /LC O 2㊁300m g /L N a N O 2㊂研究成果可为目标矿山剩余铀资源强化浸出提供技术支撑,对其他类似采区的开采也具有一定指导意义㊂关键词:地浸;中性;铀;催化剂;氧气;强化浸出中图分类号:T L 212.12 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2023)04-0367-05D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2023.04.008收稿日期:2023-03-27第一作者简介:杨少武(1972 ),男,本科,高级工程师,主要研究方向为铀水冶㊂引用格式:杨少武,许影,张万亮.中性地浸采铀催化浸出条件研究[J ].湿法冶金,2023,42(4):367-371.中性地浸工艺已在中国多个铀矿床实现了工业化应用[1-4]㊂但在中性地浸采铀中后期,残余铀资源或处于浸出盲区,或对O 2氧化不敏感,导致浸出液铀浓度降低㊂为提高中性地浸采铀效率㊁缩短浸出周期㊁提高铀资源利用率,在试剂加入量[5-6]及加入方式[7]等方面进行了一些研究,而针对浸出反应本身的强化浸出研究的较少㊂O 2作为廉价易得的清洁氧化剂[8],应用范围较广,如可在石油化工领域中采用催化氧气方法[9-10]有效提高O 2氧化性能㊂目前,可用作提高O 2氧化性能的催化剂有N a N O 2[11-14]㊁铜或钯基催化剂[15-18]及其他有机和无机配合物[19-20]等㊂内蒙古某中性浸出铀矿床各采区浸采效果不尽相同㊂以A ㊁B 采区为例,A 采区于2014年投产,随运行时间延长,浸出液铀质量浓度降低,至2020年10月已降至10m g/L 以下,2022年铀浸出率仅为78%,未达到预期指标;B 采区于2016年投产运行,2022年铀浸出率仍为98%以上㊂金属量较高的A 采区,铀一直以低浓度缓慢浸出,使运行成本增加,亟需采取强化手段加快铀浸出速度,提高铀资源利用率㊂前期已通过改变抽注浸出路径㊁增加抽液井等方式对浸出率相对较低单元进行现场探索试验;但研究的系统性不强,铀浸出率提高幅度有限㊂因此,需进一步探索强化浸出措施,实现铀资源的深度开采㊂试验针对上述中性地浸铀矿山A 采区,研究了通过添加催化剂提高O 2氧化性能及浸出反应速率,进而强化铀的浸出,以期实现中后期矿床的经济开采,提高资源利用率㊂1 试验部分1.1 试验原料将砂岩岩芯样按矿层特征和质量关系进行配比,形成混合矿样;将混合矿样破碎至自然粒级,充分混匀后,用二分器缩分成试验矿样,备用㊂取试验矿样1份,研磨至-200目以下并进行化学分析,结果见表1㊂某铀矿含矿含水层间水(简称地层水)pH=7.4,化学成分见表2㊂试验中,配制浸出剂所用溶液由实验室模拟地层水的化学成分配制而成㊂湿法冶金 2023年8月表1 试验矿样特征组分%UU (Ⅵ)C 总SC aM gF eF e OM n0.050.0150.6700.3300.2740.1350.8610.6990.019表2 地层水的化学成分m g/L C a 2+M g2+C l-S O 2-4H C O -329.09.0363.0535.02320.0由表1看出:矿样中残余铀品位约为0.05%,其中w (U (Ⅳ))/w (U (Ⅵ))约为2.33,w (F e)为0.861%,以F e2+为主㊂1.2 试验方法井场采用C O 2+O 2中性浸出工艺,残余铀资源或处于浸出盲区,或对O 2氧化不敏感㊂针对此矿样需选择适宜的催化剂,提高O 2氧化性能,在不引起矿层渗透性恶化的条件下,促进铀的氧化浸出㊂为满足以上要求,选择4种催化剂(N a N O 2㊁K I ㊁A l C l 3㊁N a V O 3),以含C O 2和O 2的模拟地层水作浸出剂,进行催化强化浸出试验,考察铀的催化浸出效果㊂2 试验结果与讨论2.1 催化浸出铀本底试验为表征所选试剂在浸出过程的作用,分别将4种催化剂加入地层水配制成浸出剂,开展搅拌浸出试验㊂试验条件:液固体积质量比5m L /1g ,室温(20ħ),反应时间48h ,摇床转速150r /m i n ㊂试验结果见表3㊂表3 催化浸出铀本底试验结果催化剂浸出液中ρB/(m g ㊃L -1)UC a 2+M g 2+S O 2-4浸出渣中w (U )/%U 浸出率(渣计)/%无47.230.98.5550.80.031038.0100m g /LK I 48.128.98.8551.30.031137.8200m g/LK I 47.431.79.2559.80.031836.4100m g /LN a N O 248.732.39.7580.80.031537.0200m g /LN a N O 248.830.310.1581.70.031237.6100m g /LA l C l 346.929.99.9579.80.030938.2200m g /LA l C l 347.130.58.7568.10.030638.8100m g /LN a V O 346.229.19.1579.30.031337.4200m g /LN a V O 347.330.79.3573.80.031237.6由表3看出:4种催化剂分别配成100m g/L 和200m g /L 溶液,其浸出效果与未添加催化剂时基本一致㊂可见,所选催化剂均不能单独浸出铀,参与铀的浸出反应㊂2.2 催化中性搅拌浸出效果将C O 2㊁O 2㊁催化剂加入模拟地层水配制浸出剂,进行搅拌浸出试验㊂试验条件:液固体积质量比5m L /1g ,室温(20ħ),反应时间72h ,搅拌速度150r /m i n㊂试验结果见表4㊂可以看出:4种催化剂对C O 2+O 2中性体系中铀的浸出均有一定促进作用;采用N a N O 2作为催化剂,对铀的浸出率提升效果较好,铀浸出率可由未添加催化剂时的45.8%分别提升至54.6%(100m g/L N a N O 2)和56.8%(200m g /LN a N O 2)㊂表4 催化中性搅拌浸出铀试验结果浸出剂组成催化剂浸出液中ρB/(m g ㊃L -1)UC a 2+M g 2+S O 2-4浸出渣中w (U )/%U 浸出率(渣计)/%模拟地层水+400m g /LC O 2+250m g /LO 2无77.930.98.3550.80.027145.8100m g/LK I 78.228.99.8570.30.026746.6200m g/LK I 78.631.710.2590.10.026547.0100m g /LN a N O 285.232.39.9650.80.022754.6200m g /LN a N O 290.430.311.3670.30.021656.8100m g /LA l C l 377.229.98.9570.20.026547.0200m g /LA l C l 378.330.59.3591.80.026347.4100m g /LN a V O 379.129.19.7595.80.026946.2200m g /LN a V O 380.430.710.3600.50.025848.4㊃863㊃第42卷第4期杨少武,等:中性地浸采铀催化浸出条件研究2.3 催化剂对反应速率的影响试验条件:液固体积质量比5m L /1g,室温(20ħ),搅拌速度150r /m i n㊂试验结果见表5和图1㊂表5 催化剂强化浸出效果对比浸出剂组成催化剂ρ(U )/(m g ㊃L -1)浸出1d 浸出3d 浸出5d 浸出7d 浸出渣中w (U )/%U 浸出率(渣计)/%模拟地层水+400m g /LC O 2+250m g /LO 2无69.777.980.482.80.025149.8100m g /LN a N O 278.185.289.795.10.017165.8200m g /LN a N O 283.190.499.9104.00.016966.2由表5看出:浸出液中铀质量浓度均随反应时间延长而提高;与未加催化剂的浸出反应相比,添加催化剂可提高浸出液中铀质量浓度及铀浸出率㊂催化剂加入量为100m g /L N a N O 2时,反应1d ,浸出液中铀质量浓度为78.1m g/L ,大于未添加催化剂反应3d 时铀质量浓度(77.9m g /L );催化剂加入量为200m g /L N a N O 2时,反应1d ,浸出液中铀质量浓度大于未添加催化剂反应7d 的铀质量浓度㊂铀质量浓度随浸出时间变化曲线斜率,可表征铀浸出反应速率㊂图1 浸出液中铀质量浓度随浸出时间的变化曲线由图1看出:添加催化剂N a N O 2可有效提高铀浸出反应速率,实现铀的强化浸出;且催化剂质量浓度越高,化学反应速率越大㊂2.4 催化浸出工艺参数的优化影响催化浸出的因素主要有O 2㊁N a N O 2㊁C O 2㊂以铀浸出率为试验目标,选择O 2㊁N a N O 2㊁C O 2为影响因素,以正交试验法对铀的催化浸出工艺参数进行优化㊂中性地浸采铀所用浸出剂O 2和C O 2质量浓度范围分别为200~300㊁300~500m g/L ,将该区间作为优选试验中O 2和C O 2质量浓度范围㊂由于催化剂在地浸采铀中尚无应用,因此,借鉴其他工业领域中催化剂用量,结合对催化剂的初步筛选结果,将N a N O 2质量浓度范围设定为ρ(N a N O 2)=100~300m g /L ,进行9组正交试验,O 2㊁N a N O 2㊁C O 2对应的因素水平见表6㊂试验条件:液固体积质量比5m L /1g ,反应温度为室温(20ħ),搅拌速度150r /m i n,反应时间7d ㊂正交试验结果见表7㊂表6 正交试验因素水平因素水平A ρ(O 2/(m g ㊃L -1)B ρ(N a N O 2)/(m g ㊃L -1)Cρ(C O 2)/(m g ㊃L -1)120010030022502004003300300500表7 正交试验结果试验编号因素水平浸出液中ABCρ(U )/(m g ㊃L -1)ρ(N O -2)/(m g ㊃L -1)浸出渣中w (U )/%U 浸出率(渣计)/%111298.61060.017066.02133112.03100.016267.63121109.02020.016966.24232107.03080.016068.05223113.02060.016966.26211110.01030.019161.87322113.02030.016167.88313100.01070.016966.29331124.03020.015768.6㊃963㊃湿法冶金2023年8月由表7看出:第9组试验,即300m g/L O2㊁300m g/L C O2㊁300m g/L N a N O2条件下,铀浸出率最高(68.6%)㊂为筛选最优工艺参数,对试验结果进行极差分析㊂A㊁B㊁C不同水平下K i及极差值(R)计算结果见表8,其中:K i(i取1㊁2㊁3)为该因素对应水平i下,不同浸出率的平均值;R为该因子各水平平均值中最大值和最小值的差㊂从R大小来看,对于催化强化浸出反应影响强弱的顺序为B>C>A㊂极差分析结果表明,铀浸出率随氧气浓度及催化剂浓度的升高而升高;极差分析优选的最佳因素水平为:A3B3C2㊂表8铀浸出率的极差分析结果%项目A B CK166.6064.6765.53K265.2765.3367.26K367.5368.0766.67R2.273.401.13影响大小较高显著较弱进一步开展极差最佳工艺参数浸出试验研究,以验证极差分析结果㊂试验条件同上,试验结果见表9㊂表9极差优选工艺参数下的浸出试验结果试验编号因素水平浸出液中A B Cρ(U)/(m g㊃L-1)ρ(N O-2)/(m g㊃L-1)浸出渣中w(U)/%U浸出率(渣计)/%93311243020.015768.6 103321323070.014270.6由表9看出:在极差分析优选工艺参数下,铀浸出率为70.6%,浸出效果最好㊂因此,确定最佳催化浸出工艺条件为O2㊁C O2㊁N a N O2质量浓度分别为300㊁400㊁300m g/L㊂3结论在中性地浸采铀过程中,加入催化剂N a N O2反应7d时的铀浸出率可提升16%以上㊂N a N O2㊁O2㊁C O2对浸出反应影响程度从高到低依次为N a N O2㊁O2㊁C O2,最佳催化浸出工艺参数为300m g/L O2㊁400m g/L C O2㊁300m g/L N a N O2㊂催化浸出可有效提高浸出剂的氧化性能及浸出反应速率,实现对铀的强化浸出㊂参考文献:[1]王西文.地浸采铀概述[J].铀矿开采,1996,20(1):1-12.[2]王永莲.地浸采铀工艺技术[M].长沙:国防科技大学出版社,2007:1-10.[3]吉宏斌,周义朋,孙占学,等.蒙其古尔铀矿床C O2+O2地浸浸出过程分析与探讨[J].有色金属(冶炼部分),2018(3):55-59.[4]杜超超,周义朋.C 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我国地浸采铀新技术的研究与开发

我国地浸采铀新技术的研究与开发王海峰1核工业第六研究所，湖南，衡阳，421001摘要：本文对我国地浸采铀新技术的研究进展进行了评述，着重介绍了成孔工艺、浸出液处理工艺、铀矿床地浸评价、溶浸范围控制与井场自动监控系统。

关键词：地浸采铀；成井工艺；溶浸范围；1 概述我国地浸采铀技术的研究可追溯到60年代末70年代初，自那时起我国一些科研单位的科技人员便投入了该项技术的研究与开发之中。

核工业第六研究所是我国从事地浸采铀研究与开发的最早科研单位，是我国地浸采铀技术的摇篮。

该所的广大科研人员凭着对新技术的执着追求，凭着忘我的努力奋斗，开创了今天我国地浸采铀研究与生产的大好局面。

我国地浸采铀技术的进步，渗透着他们辛勤劳动的汗水，我国地浸采铀生产的跃进，是他们科研成果的结晶。

我国的地浸采铀经历了从无到有，从研究、试验到工业生产的发展。

在科技技术的支撑下，建成了云南381试验矿山和新疆737地浸矿山。

在30年的科研与生产中，我们不断地探索，研究和开发了成井工艺、浸出液处理、井场监控、实验室试验、铀矿床地浸评价等一系列新技术。

正是这些新技术与生产融合在一起，使我国地浸采铀生产蒸蒸日上。

2 浸出液处理工艺2.1 硝酸盐淋洗硝酸盐作为淋洗剂最早用在独联体国家和捷克地浸矿山，硝酸盐不但在淋洗过程中是淋洗剂，但它仅适于酸法地浸[1]。

其优点是硝酸盐既可作为淋洗剂，又可作为饱和树脂氧化剂。

因此，采用硝酸盐作为氧化剂可做到吸附尾液的闭路循环。

使用中硝酸盐首先作为淋洗剂，将树脂上的铀淋洗下来，饱和树脂转变为硝酸根型树脂，然后利用硝酸根型树脂吸附时从树脂中转入吸附尾液的硝酸根作为浸出氧化剂，可不必再另加氧化剂，反应机理如下：2Fe2++NO-3+2H+─→ 2Fe3++NO-2+H2O6Fe2++NO-2+8H+─→ 6Fe3++NH+4+H2O2Fe3++UO2─→ UO22++2Fe2+我国于1996年开发硝酸盐作淋洗剂的工艺流程，并在矿山得到成功地应用，一直至今。

第七章铀矿石的细菌浸出

搅拌（摇瓶）试验矿需将矿样破碎至一定粒度（如-200目），取一定量矿粉，加到1000ml烧杯（或 300～500mL三角瓶）中，并加入细菌培养基制成含固量为5～10％的矿浆。在搅拌下，用稀酸中和矿物碱性并酸化至所需pH值，然后接种入细菌，进行搅拌浸出（或塞上棉塞，臵于恒温摇床上振荡浸出）。
3.4 现场试验
扩大试验是用放大的设备和试验规模对小型试验中得到的工艺参数进行考察和验证。搅拌浸出，每次用矿量为50～100kg，渗滤浸出和堆浸，每次用矿量为500—1000kg。试验所用设备尽量采用工业试验或工厂所用设备形式。搅拌浸出可用不锈钢或搪瓷反应器及帕丘卡浸出槽，在设备上装有液气计量仪表及连续测定酸度、电位和温度等参数的仪器。堆浸和渗滤浸出应尽量模拟工业生产中用的场地及设备进行试验。
2、细菌浸出与铀矿石矿物学
细菌浸出的一个重要方面是铀本身的矿化作用，表7-1列出了各种铀矿石进行生物浸出的结果。据此可以认为，氧化物、磷酸盐、硫酸盐和碳酸盐矿石比较适合生物浸出，而硅酸盐矿石则难以甚至不可能进行生物浸出。
表7-1 各种铀矿石的生物浸出
铀矿石沥青铀矿 UO2 化学组成细菌浸出的程度 +
浸出液定时取样，分析其中的金属浓度、酸度、电位、及其他成分的含量，根据分析情况，决定循环浸出时间和更换浸出剂的次数，直至达到所要求的浸出率为止，浸出结束时，用一定体积酸化水洗涤矿石柱，洗出矿层中存留的部分浸出液，然后卸下矿石，烘干并磨细后取样分析，测定浸出渣中金属及其他组分含量，根据浸出渣分析结果。
在试验中控制浸出介质酸度，用稀硫酸调节，使之恒定，记下所用酸量。在浸出期间，每隔一定时间(1～7d)用吸取上清液的办法取一次样，记下每次取样体积。样品送分析，测定其中的金属含量、总铁及亚铁、电位、pH和浓度等。用加入酸化水或培养基的办法补充每次取样的体积，用加入蒸馏水的办法补充蒸发所损失的水分。浸出结束时，过滤出浸出渣，将浸出渣洗涤后臵于110℃下烘干至恒重，然后分析其中金属和其他组分含量。

江西某铀矿床细菌槽浸实验研究

部直径４ｃ５ｍ，高８ｃ０ｍ，底部设通气孔，提供细菌
存活所需氧气，为使曝气均匀，通气孔成放射性分布。充气管既可以充气又可以放液，每加入放出菌
液一次称为浸出一次或一个回次。实验温度用恒温
实验采用充气式槽浸，桶顶部直径６ｃ０ｍ，底
高峰高柏郑志宏吴为荣
（东华理工学院・州３４０）抚４００
摘要：在实验条件下进行了４次细菌槽浸浸铀实验，对菌液等速浸出，菌液、属液不等速浸出，
循环属液等速浸出作了对比。实验结果表明不等速浸出可以更快进入细菌浸出后期；属液循环使用确实
灰石、萤石、石英、水云母、钠长石、绿泥石等，
矿石中常见的金属矿物有黄铁矿。矿石化学组成见
表１。
泡时间和浸出效率之间的关系，旨在为后续的大规
裹１矿石组分质量分数（）
１２实验装置和条件．
ＫｅｒｓａｔｒｕｌａｈｎＶａｅｃｉｇＮｏ－ｎｆｒｖｌｃｔｅｃｉｇＵｎｆｒｖｌｃｔｅｃｙｗｏｄ：Ｂｃｅｉｍｅｃｉｇｔｌａｈｎｎｕｉｍｅｏｉｙｌａｈｎｏｉｍｅｏｉｌａ — ｏｙ
收稿日期；０６０ — ２２０— ５９
作者简介：高峰男东华理工学院土木与环境工程学院研究生
装置控制在２ ℃～２ ℃。ｏ５

微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究

微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究铀矿堆浸是一种利用微生物技术进行铀浸取的工艺过程。

微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究主要包括利用微生物促进铀矿石氧化和浸出、微生物降低堆浸条件要求、微生物对堆浸影响研究等方面。

首先，微生物可以通过氧化作用促进铀矿石中的铀氧化成U(VI)离子，然后铀可以通过浸出作用从矿石中被溶解出来。

微生物氧化铀矿石的研究主要包括利用自然降解微生物种群和经过改造的铀氧化细菌，通过分离和培养等方法进行。

通过研究微生物对铀矿石氧化的作用机理和影响因素，可以优化铀氧化的工艺条件，提高铀的溶解率。

其次，微生物可以降低铀堆浸过程中的条件要求，提高矿石的可浸性。

传统的铀堆浸过程需要高温、高浓度酸和长时间的反应，这些条件对设备的耐腐蚀性和能耗要求很高。

而微生物堆浸则可以在较低的温度和酸度条件下进行，大大降低了工艺的成本和环境污染。

此外，微生物在堆浸过程中还能促进铀溶解物的搬运和迁移，进一步提高了铀的浸出率。

最后，微生物对堆浸系统中的复杂微环境有很大的影响。

研究微生物在堆浸过程中的生态学行为、代谢产物和生长规律，有助于进一步优化堆浸过程。

此外，微生物对堆浸性能的影响也需要进行深入的研究，包括微生物种群结构、代谢产物与堆浸效果的关系等方面。

综上所述，微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究具有重要的意义。

通过深入研究微生物在铀矿堆浸中的作用机理和影响因素，可以优化堆浸工艺条件，提高铀的溶解率和浸出率，从而为铀矿资源的高效利用提供了新途径。

微生物技术的应用还可以降低堆浸过程的条件要求和环境污染，具有良好的经济效益和环境效益。

未来的研究可以进一步深入微生物对堆浸系统的影响，提高堆浸工艺的稳定性和高效性。

铀矿石微生物堆浸技术浅议

铀矿石微生物堆浸技术浅议
铀矿石微生物堆浸技术是一种将微生物应用于铀矿石浸出中的
新技术，其主要原理是通过微生物代谢作用使铀矿石元素得到溶解，从而提高铀的浸出率。

该技术具有操作简单、环保节能等优点，在铀矿采选过程中具有广阔的应用前景。

铀矿石微生物堆浸技术中，微生物主要包括硫酸化细菌、酸性杆菌和放线菌等，这些微生物可以在铀矿石表面形成生物膜，并通过代谢作用将铀矿石中的铀元素溶解出来。

同时，堆浸技术中还需要控制pH值、氧气含量、温度等因素，以保证微生物的作用效果。

铀矿石微生物堆浸技术相比传统铀矿石浸出技术，具有以下优点： 1. 环境友好。

传统铀矿石浸出技术中，常用氰化物、硫酸等有
毒化学品，容易造成环境污染。

而铀矿石微生物堆浸技术中，微生物代替了有毒化学品，不会对环境造成危害。

2. 能耗低。

传统铀矿石浸出技术中，需要高温、高压等条件，
能耗较高。

而铀矿石微生物堆浸技术中，微生物在常温下工作，能耗大大降低。

3. 操作简单。

铀矿石微生物堆浸技术中，主要是培育适宜微生
物和控制堆浸条件，操作较为简单，不需要高端的设备和技术。

4. 适用范围广。

铀矿石微生物堆浸技术适用于各种类型的铀矿石，可以在自然界中广泛存在的微生物资源上开展研究和应用。

综上所述，铀矿石微生物堆浸技术具有诸多优点，在铀矿采选领域具有广阔的应用前景。

未来需要进一步研究和开发相关技术，以推
动该技术的应用和发展。

铀尾矿堆中优势细菌的分离鉴定及其对铀矿浸出的影响

铀尾矿堆中优势细菌的分离鉴定及其对铀矿浸出的影响微生物浸矿作为一种新型的、节约成本的、环境友好的浸矿技术,已经在各种浸矿工艺中得到广泛应用。

但是,影响生物浸矿的因素复杂多样,其中工艺因素的合理调控与菌种的耐受性便是急需解决的难题。

因此,筛选与培育对铀等低放射性核素有较强耐受能力及浸出能力的微生物,对研究生物浸铀的基础理论有很强的指导作用。

本试验从中国广东省韶关市某露天铀尾矿堆中筛选分离出耐铀优势细菌,利用形态观察和16S r DNA基因序列比对方法对该优势细菌进行菌种鉴定,对其进行生长曲线测定并讨论不同的生存因子对其生长的影响,然后探讨了不同影响因素下该优势细菌的耐铀能力及铀浸出能力,并利用SEM和FTIR技术对细菌耐铀性进行机理分析。

菌种鉴定结果显示,该优势细菌为苏云金杆菌,简称Bt。

初步认为,0~5 h为停滞期,5~27 h为对数期,27~43 h为稳定期,然后过渡到衰亡期。

对细菌生长因子的研究试验发现,接种量为4%时该细菌在p H=4.0~10.0、温度为15℃~40℃和Na Cl浓度小于60 g/L的溶液中均能生长。

耐受性试验中发现,接种量、p H值、铀离子的初始浓度等都会影响细菌的耐铀能力,细菌接种量越大铀耐受性越强,最优p H值为6.0~8.0,当接种量为25%、温度为30℃、初始p H=4.0时,该菌最低抑制铀浓度为150 mg/L。

在低浓度铀废水处理中,该细菌表现了较高的去除率,24 h时达到79.49%。

探索试验中与硫酸浸出相比,该细菌对铀的浸出有促进作用,10 h时浸出率达77.93%,同比酸浸高出近40%。

在细菌浸铀试验中,体系p H值越靠近细菌的最佳生长p H值,铀的浸出率越高,初始p H=7.0时,铀浸出率为70.51%;矿浆浓度对细菌浸铀的影响较大,当矿浆浓度小于7.5%时,铀的浸出率达68.05%,大于7.5%时,最高铀浸出率为24.13%。

菌体量对铀浸出有一定的影响,细菌液/培养基的体积比为1:3时效果最佳。

铀矿石成分对铀的细菌浸出影响研究

通过驯化培养后，可适应环境变化．细菌堆浸铀工艺中，细菌的活性是影响堆浸
效果最关键的因素之一．铀矿石经过浸出后，出浸
液的复杂成分将影响细菌的活性．本文进行了氧化亚铁硫杆菌柱浸和耐性实验，过柱浸实验探通
讨铀矿石中的黄铁矿对氧化亚铁硫杆菌浸出影
细菌浸出难浸铀矿石或低品位铀矿石中的铀在工艺上可行，能缩短铀浸出周期，提高浸出率．
Ｏ引言
国内外微生物浸出在铜、、铀金等金属的提取方面已广泛应用¨ ２加拿大细菌浸铀产量占其Ｉ．】
铀生产总量的１％～０；０２％法国的埃卡勃耶尔铀矿改为细菌浸出后，铀年产量由原来的２增至５ｔ
３．５ｔ
当铀矿石中含有黄铁矿时，还可降低酸耗．此外，
中图分类号：ｌ．２１２文献标识码：Ｂ
ＩｆｕｎｅｏａｉｍｅｎｔｕｎｎＢａｔｒａＬａｈｎｎｅｃｆＵｒｎｕＯｒｓＣｏｓｉｅｔｏｃｅｉｅｃｉｇｌｔ
ＬＵＹｎ－ｕＺＵＱｕｎＺＡＧｈｎ－Ｉｉｇｊ，ＨＯａ，ＨＮＳｅｇｌｉｉ
维普资讯
第２誊第４… Ｑ０！期生
学报（ｃｎａＪｒｌｆ南华大学ｅｉ（然科学版）ｏｎａｕｎｒｔ自ｉｃｄＴｕａｏＮｎａＵｉｓｙＳｅｅｎｈｖ
Ｖ１０Ｎ．０２ｏ４．
Ｄｅ．Ｏ６ｃ２０
２２ＯＨＳ４（）１
氧化亚铁硫杆菌柱浸实验：内径１０１１柱５１，１１１装柱矿石重量ｌｇ矿石粒度为一１ｍ，Ｏｋ，０ｍ溶浸剂为氧化亚铁硫杆菌和硫酸．定期测定浸出液的

铀矿湿法浸出试验研究

细菌浸矿因成本低、投资少又无环境污染而引起了国内外研究者的广泛关注，已成为当今非常活跃的研究领域，特别是在回收低品位、难处理金属矿方面，细菌浸出具有其独特优势。

在铀矿石浸出工艺中通常采用硫酸浸出，双氧水常被用作氧化剂以达到强化浸出的目的，但由于其费用昂贵、具有腐蚀性等缺点而逐步被别的氧化剂代替。

细菌由于能够氧化黄铁矿产生硫酸，不仅能作氧化剂，还能节省部分硫酸而被广泛研究。

本文针对某硬岩铀矿品位低、浸出率不高、浸出时间长的特点，在我国首次进行了铀矿原地破碎细菌浸出现场试验研究，用细菌代替双氧水作氧化剂进行了强化浸出，取得了良好的试验结果。

一、材料（一）菌种试验所用菌种从铀矿山酸性矿坑水中取得，经过不断筛选、驯化得到。

（二）矿石试验所用矿石的类型为隐爆角砾岩型、花岗岩型和安山岩型，其中隐爆角砾岩型为矿床的主要矿石类型，占矿床总储量的95%以上。

矿石共生组合有铀-黄铁矿、铀-赤铁矿、铀-萤石、铀-方解石、铀-绿泥石等，矿石化学成分见表1。

表1中数据表明，试验所用矿石含有黄铁矿，有利于细菌的生长、繁殖，对浸出有利；但矿石中F－含量较高，对细菌浸出造成不利影响，应考虑细菌的驯化培养。

二、细菌浸出机理现场扩大试验是用放大的设备和试验规模对小型试验中得到的工艺参数进行考察和验证。

在室内硫酸、双氧水、细菌对比浸出试验所得到的试验结果基础上开展现场试，室内浸出试验结果见表2。

现场试验一方面利用细菌在地表将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋；另一方面，利用经过驯化培养的细菌注入矿体，使细菌粘附于矿石微粒上，并氧化矿石中的黄铁矿，产生硫酸高铁和硫酸。

两方面共同作用，从而提高金属铀的浸出率、缩短浸出时间，节省部分硫酸。

现场试验方法是将驯化培养好的菌种与溶浸液一同注入矿体，参与矿石的浸出过程。

主要化学反应方程式为：浸出率/%浸出条件液计渣计10g/LH2SO476.9 77.3 10g/LH2SO4＋0.4g/LH2O298.7 99.5 10g/LH2SO4＋细菌98.2 99.4三、试验方法原地破碎浸出采铀工业试验中，通过计算机模拟，装入适量炸药，采用原地爆破将铀矿石破碎至一定粒度（－150mm粒级约占75%），形成自然矿堆，将含有微生物的溶液喷淋到矿堆顶部，溶液渗入矿堆中，浸出矿石中的金属铀。

大流量、低浓度地浸采铀浸出工艺试验

大流量、低浓度地浸采铀浸出工艺试验王海峰（核工业北京化工冶金研究院，北京 101149）摘要：讨论了影响地浸采铀浸出液铀浓度和钻孔抽液量的因素，结合现场试验在我国首次探索大流量、低浓度浸出工艺，并对其可行性提出看法。

关键词：大流量；低浓度；地浸采铀；浸出工艺1 大流量、低浓度浸出工艺的提出1957年美国学者提出地浸法开采铀矿床的想法，但是,较为系统地开展地浸采铀试验研究始于20世纪60年代初[1]。

1961年，美国犹他州建筑和采矿公司首先在怀俄明州Shirly Basin的一个铀矿床采用酸法进行了半工业试验，并于1963年至1968年间组织了小规模的生产，从而拉开了地浸采铀工业生产的序幕。

在此时期，乌克兰也同时开展了地浸采铀试验。

地浸采铀技术试验得到成功后，它的应用便迅速在世界范围内扩展，美国、捷克、保加利亚、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等都不同程度地应用地浸采铀技术开发铀矿床。

我国也在上世纪70年代初开展地浸采铀试验。

在这些国家的地浸矿山生产中，钻孔抽液量一般在4m3/h左右，浸出液铀浓度在40mg/L 以上，这些指标或多或少成为设计依据。

本世纪初，乌兹别克斯坦专家来中国工作时，针对浓度低的某矿床，建议增大抽液量来弥补，以保证单孔月产金属量，即所谓大流量、低浓度的浸出工艺，这也是我国地浸工作者首次引入大流量、低浓度浸出工艺的概念。

大流量、低浓度的浸出工艺虽然尚无确切的定义，但它毕竟是针对目前绝大多数地浸矿山生产时的抽液量和浓度指标提出的。

因此，可以理解为抽液量在8m3/h以上，浸出液铀浓度在40mg/L以下。

2 流量与浓度概念的内涵这里提及的流量是指钻孔抽液量，浓度指浸出液铀浓度。

在地浸采铀工程中，诸如浸出液铀浓度、钻孔抽液量、矿层渗透系数、井距、矿体埋藏深度、矿石品位与平米铀量、矿石矿物成分和岩石化学成分及液固比等，都是影响地浸矿山经济效益的因素。

钻孔抽液量在自然条件上直接决定于矿层渗透系数，在工艺上与钻孔结构、施工技术、过滤器性能有关。

新疆某地浸采铀现场试验浸出液铀浓

第４１卷　增刊２０２２年１２月铀　矿　冶ＵＲＡＮＩＵＭＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ．４１　ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＤｅｃ．２０２２收稿日期：２０２２０５２０第一作者简介：丁印权（１９９３—），男，河南周口人，学士，工程师，主要从事地浸采铀溶浸及水文地质研究。

新疆某地浸采铀现场试验浸出液铀浓度变化丁印权，段柏山，陈　立，白昀斐，秦　淦，周家将（新疆中核天山铀业有限公司，新疆伊宁８３５０００）摘要：针对新疆某砂岩型铀矿床地质条件和水文条件特点，开展了条件试验和扩大试验研究。

初步试验结果表明，新疆某矿床铀浓度与注酸总量呈正相关关系，注酸总量达到一定值时，铀浓度变化曲线斜率明显增大；矿石浸出过程对氧化剂需求较大，氧气对浸出铀浓度的提升具有明显作用。

这一结果与矿石室内试验吻合。

关键词：地浸采铀；大埋深矿体；铀浓度；注酸量；氧化剂中图分类号：ＴＬ２１２．１＋２　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００８０６３（２０２２）Ｓ１００３３１０犇犗犐：１０．１３４２６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｙｋｙ．２０２２．Ｓ１．００７在地浸采铀工艺中，浸出液的铀浓度受自然因素和工艺参数等影响。

自然因素包括矿体的赋存状态及特征；工艺参数一般包括钻孔结构、溶浸剂配方、钻孔的井型与井距、钻孔的抽注液量等，是外因［１］１４。

新疆某砂岩型铀矿床，具备地浸开采条件；但该矿床浸采目标层位的平均矿体埋深在６２０ｍ以上，静水位在１１０～１２０ｍ，承压水头超５００ｍ，大埋深、高水头条件给地浸开采带来困难。

为保证大埋深矿体铀的正常浸出，总结铀浓度的变化规律是非常必要的。

结合自然因素和工艺参数及其在不同阶段的作用，进行多方面的数据分析和浸出试验，研究了浸出液铀浓度的变化规律，以期为地浸采铀工艺提供支持。

１　试验矿段地质和水文地质状况１．１　地质条件浸出试验矿体为Ⅶ旋回矿体，可分为Ⅶ１和Ⅶ２亚旋回，Ⅶ呈不规则条带状展布，试验浸采块段面积近１０００ｍ２；倾向为北西向，倾角３～５°，平均为４°，总体上较平缓。

内蒙古某铀矿CO2O2地浸采铀浸出试验研究

内蒙古某铀矿 CO２＋O２地浸采铀浸出试验研究
董惠琦,李喜龙,张渤
(中核通辽铀业有限责任公司,内蒙古通辽０２８０００)
摘要:内蒙古某铀矿床开展了地质与水文地质条件评价、室内试验、条件试验. 室内试验表明:含矿层的岩性、渗透率及铀的存在形式等因素有利于铀的浸出;采用组成为ρ(CO２)＝４００ mg/L、ρ(O２)＝３００ mg/L 的浸出剂,浸出液中峰值铀质量浓度可达４２４ mg/L,浸出液中平均铀质量浓度达３４．６ mg/L达到４３．０５ mg/L,单孔注液量３．４７ m３/h,单孔抽液量８．９８ m３/h, 证实了该矿段采用 CO２＋O２地浸采铀工艺的可行性. 关键词 :砂岩铀矿 ;地浸采铀 ;CO２＋O２中图分类号 :TL２１２．１２文献标志码 :A 文章编号 :１０００Ｇ８０６３(２０１９)０１Ｇ０００８Ｇ０６ doi:１０．１３４２６/j．cnki．yky．２０１９．０１．００２
第３８卷第１期
铀矿冶
Vol��３８ No��１
２０１９年２月
URANIUM MINING AND METALLURGY
Feb��２０１９
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铀矿石的细菌浸出试验研究_胡凯光

铀矿石的细菌浸出试验研究胡凯光,黄仕元,杨金辉,李传乙(南华大学建筑工程与资源环境学院,湖南衡阳　421001)摘要:细菌浸出法是利用某些微生物及其氧化产物溶浸矿石中的有用金属的一种新工艺。

对取自湖南某矿的铀矿石进行了细菌浸出试验,考察了不同浸出剂、浸出时间、矿石粒度、矿石层高度、浸出剂中高铁离子浓度、等因素对铀浸出率的影响,并进行了扩大试验。

结果表明,利用细菌浸出法可提高铀的浸出率,降低酸耗。

关键词:细菌;浸出;铀中图分类号:T F 18;T L 211 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2003)02-0085-04收稿日期:2002-10-21作者简介:胡凯光,1964-,男,湖南宁乡人,高级工程师,主要从事细菌冶金、地浸工艺研究。

细菌浸出已成功地应用于低品位矿石、难处理矿石的堆浸、槽浸、地浸生产中。

早在20世纪60年代,加拿大埃利奥特湖地区的一些矿山就进行了应用细菌地浸铀的研究[1],取得了显著的经济效益;西班牙[2]、俄罗斯[3]、日本[4]等也相继开展了细菌浸出的研究,并成功地把细菌浸出技术应用于铀、金、铜等矿石的处理及废水处理中。

湖南某铀矿山是我国最早利用细菌浸出技术的矿山。

1965-1971年间,中科院微生物研究所和核工业原五所在该矿山用酸和细菌开展了表外矿石的堆浸研究[5],90年代初,核工业铀矿开采研究所对该矿山铀矿石进行了室内细菌浸出试验,并对该矿山某采场低品位矿石原地破碎细菌浸出进行了研究,采用富含浸矿细菌的矿坑水进行了留矿淋浸工业性试验[6]。

在国外,开展铀矿石细菌浸出的矿山很多,但最为成功、经济效益明显的是加拿大埃利奥特湖地区的一些矿山。

国内也有一些铀矿山开展了铀矿石细菌浸出研究工作。

1　细菌浸出原理细菌氧化浸出要求矿石中含有黄铁矿,黄铁矿被氧化后产生硫酸和硫酸铁,硫酸溶解含铀酰离子的铀矿物,硫酸铁使UO 2氧化成U O 2+2。

在浸矿细菌、氧、水存在条件下,黄铁矿将会有如下反应:FeS 2+7O 2+2H 2O(细菌) 2FeSO 4+2H 2SO 4;硫酸亚铁被氧化成硫酸铁:4FeSO 4+2H 2SO4细菌 2Fe 2(SO 4)3+2H 2O;硫酸铁将四价铀氧化成六价铀:2UO 2+2Fe 2(SO 4)3 2UO 2SO 4+4FeSO 4。

相山铀矿微生物浸出试验及机理初步探讨

相山铀矿微生物浸出试验及机理初步探讨相山铀矿是我国重要的铀矿资源之一，开发利用该矿产对我国核能产业发展具有重要意义。

然而，相山铀矿中的铀矿石存在着较高的浸出率和低的浸出效率等问题，严重制约了该矿产的开发利用。

为了解决这一问题，我们进行了相山铀矿的微生物浸出试验，并初步探讨了其机理。

首先，我们从相山铀矿中分离出一株具有铀浸出能力的微生物，并将其培养繁殖。

然后，我们将这株微生物与相山铀矿进行接触，观察并分析其浸出效果。

结果显示，经过一段时间的培养和浸出作用，相山铀矿中的铀浸出率明显提高，浸出效率也有所增加。

为了进一步探讨微生物浸出的机理，我们对相山铀矿中的微生物进行了形态观察和分子生物学分析。

通过电子显微镜观察，我们发现这株微生物表面具有一层颗粒状物质，推测可能是微生物通过分泌物质与铀矿石发生作用。

通过分子生物学分析，我们发现这株微生物属于一种革兰氏阴性菌，其基因组中可能含有一些与铀浸出相关的基因。

基于以上观察和分析，我们初步推测相山铀矿微生物浸出的机理可能是微生物通过分泌物质与铀矿石发生作用，进而促进铀的溶解和浸出。

这些分泌物质可能包括有机酸、胞外多糖和酶等，它们可以与铀矿石表面的铀离子形成络合物，使其溶解出来。

此外，微生物本身可能还具有一些特殊的酶系统，能够将铀矿石中的铀离子还原成可溶性的铀化合物。

然而，目前我们对微生物浸出机理的认识还非常有限，需要进一步的研究来验证和完善这一初步推测。

未来的研究工作可以从以下几个方面展开：进一步分析分泌物质的组成和作用机制，探究微生物与铀离子的相互作用过程，以及研究微生物浸出过程中的条件和影响因素等。

总之，相山铀矿微生物浸出试验为解决相山铀矿开发利用中的问题提供了一种新的思路。

通过进一步研究微生物浸出机理，有望为相山铀矿的高效开发利用提供科学依据，并为其他铀矿的开发利用提供借鉴。

三株生物浸铀细菌混合培养试验研究

三株生物浸铀细菌混合培养试验研究【摘要】生物溶浸采矿技术以其经济、高效以及环保等多方面的优势越来越受到全世界的广泛关注，培养具有高活性、强适应性的菌种以及提高其培养效率是该技术大规模应用于工业生产的关键。

本文对从某铀矿山浸出液中富集分离获得的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌进行混合，在野外现场开展了20L培养体系下的单桶培养试验和双桶对比试验。

试验结果表明该混合菌在环境温度高于18℃时具有较强的活性，经二十代连续培养能够在安装培养填料的体系初步形成生物膜，同时，对比试验表明，形成生物膜的培养体系中亚铁的氧化速率明显优于无生物膜的培养体系。

【关键词】生物浸铀;细菌;混合培养0.引言生物冶金具有很长的历史。

中国是世界上最早采用生物冶金技术的国家，早在公元前2世纪，就有记载用铁从硫酸铜溶液中置换铜的化学作用，堆浸就是当时生产铜的主要方法[1]。

在欧洲，有记载的最早的生物冶金是在1670年西班牙的Rio Tinto矿，从矿坑中回收细菌浸出的铜[2]。

在生物溶浸采矿技术的工业应用研究中，菌种的活性、适应性及菌液的生产效率一直是人们关注的重点之一。

本文对取自某铀矿山的三株菌种在实验室开展了按9:2:9比例进行混合培养，以研究该混合菌生长受温度环境的制约程度，生物膜的生长情况及其对亚铁氧化速率的影响，为在该铀矿开展的生物地浸采铀试验菌液大规模生产提供依据。

该三株菌种均从某铀矿床集液池浸出液水样中经分离富集、纯化培养获得，分别为一株氧化亚铁硫杆菌和两株氧化硫硫杆菌。

1.试验概况1.1单桶试验采用该铀矿床吸附尾液和工业硫酸亚铁配制液体培养基，培养基的Fe2+浓度约为2g/L。

将从该矿分离获得的三株菌种按9:2:9比例进行混合接种到20L安装有挂膜填料的塑料容器中，以研究环境温度对该混合菌的生长影响以及生物膜生长情况。

具体培养条件见表1。

表1 混合培养条件当混合菌将培养基中的Fe2+全部转化为Fe3+后，则按20%的接种比重新接种进行连续培养。

微生物浸铀研究进展

2019年8月微生物浸铀研究进展65微生物浸铀研究进展葛玉波V*饶苗苗▽郑立莉I，?(1.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌330013；2.东华理工大学水资源与环境工程学院，江西南昌330013)摘要:论述了微生物浸铀原理，以及菌群生长的影响因素，根据矿石特性对细菌进行驯化。

探讨矿石性质、粒径、矿浆浓度等对浸出的影响，总结了铀矿石预处理以强化微生物浸铀方法。

概述微生物原位地浸低品位铀的工业应用。

关键词:微生物浸出铀矿石随着国家的经济快速增长，核电事业的高速发展,对于铀资源的需求量大大增加。

铀作为重要的核燃料，被广泛的应用到核电站和航海中，同时也是重要的国防战略资源。

虽有相关的核事故的发生，但资源的紧缺,核能替代传统能源的已是大势所趋。

传统铀浸出方法成本高、周期长、环境污染大，而微生物浸出铀具有经济成本低、生态环境危害小、工艺流程简单、资源利用率高等特点，作为一项新兴的矿物开采技术，其包含生物、冶金、矿业、化学工程等多门学科，目前得到迅速发展，成功应用于铀矿石浸出，甚至是难处理和低品位铀矿石的地浸中［1-3\本文论述了微生物浸铀的原理和研究成果。

1微生物浸出原理及生长、驯化1.1微生物浸出原理在大多数铀矿石当中，存在一些金属硫化矿，比较常见的有黄铁矿。

含硫化矿极低的铀矿，可在溶浸液中添加适当的Fe"作为微生物的生长繁殖能源。

微生物浸出铀机理主要为生物冶金中的间接作用,在酸性条件下，微生物氧化Fe2+为FJ+,Fe*作为强氧化剂氧化铀矿石中难溶U*,可溶U"进入溶液中，从而达到浸出铀的目的。

铀矿主要是在氧化剂Fe*或将围岩中的硫化矿溶解产生的单质硫或其他还原性硫化物氧化为硫酸，保持铀矿溶解所需要的酸性氧化环境"⑸。

浸出过程中主要化学方程式为2Fe2++2H++0.502——2Fe3++H2O细菌，2S+3O2+2H2O——_2SO广+4H'UO3+2H+—UO22+H2OUO2+3Fe*——_UO22++3Fe"1.2微生物菌种生长、驯化用于微生物浸出铀矿石体系的菌种为氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillu ferrooxidans)与氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)混合菌。

某铀矿石微生物浸出工艺实验研究

ｒｔｏ，ａｉｏｕｐｉｎｒｔｏ，ｔｈｅｍｅｎｏｌｇｎｎｒｅ．ＴｈｅｒｓｌｓｉｄｉａｅｔｔｉＳｆａｉａｉｃｄｃｎｓｍｔｏａｉｈｅｐｎｏｎｏｆｃｏｇｉｇａｄｈａｄｎｅｕｔｎｃｔｈａｔｅｓ－
ｂｌｏａａｔｒｕｍｔｐＨ一２４５。ｎｈｅ１ｅｔｄｄｂｃｅｉａ．ａｄｔ０
ｓｒｙｃｐａｉｙｃｎｌａｏａｂｅｔｒｒｓｌ．ｐａａｃｔａｅｄｔｔｅｅｕｔ。
比的比较，实验进行过程中基本按照方案执行。在
２２实验过程．
１３号相似，、、２４号相似。典型的１柱子的酸化过号
程见图１。从图１可看出：酸化过程中，着溶浸液随
从柱顶渗滤到柱底，出液的ｐ随之升高，浸Ｈ其值可
ｐ降为２４Ｈ．５时开始加菌的方案是可行的，且在菌浸阶段采用１的喷淋量连续喷淋可以达到较好并ｏ
的效果。
关键词：生物浸铀；矿石；出率；出周期；微铀浸浸耗酸率中图分类号：８；２２１ＴＦ８ＴＬ１．文献标识码：Ａ文章编号：０７７４（０００～０３ —０１０ — ５５２１）５０２４
（ｃｏｌｆＣｉｉａｄＥｎｉｏｍｅｔｌＥｎｉｅｒｎＳｈｏｖｌｎｖｒｎｎａｇｎｅｉｇ，ＥａｔＣｈｉａＩｓｉｕｅｏｅｈｏｏｙ，Ｆｕｈｕ３４０ｏｓｎｎｔｔｔｆｔｃｎｌｇｚｏ４００，Ｃｈｉａｎ）

低品位铀矿生物浸出及浸矿菌种耐氟机理研究

低品位铀矿生物浸出及浸矿菌种耐氟机理研究铀作为核燃料的一种能源,随着核工业的日益发展,高品位铀矿逐步耗竭,造成了低品位矿/尾矿的大量累积。

生物冶金技术由于经济、环保等优势适合处理这些低品位矿/尾矿,但生物浸铀技术在工业应用过程中仍面临着工艺因素的合理调控与菌种的耐受性等难题,因此,探讨如何合理调控生物氧化浸铀工艺与优化微生物群落结构有很有价值的意义,以及从功能基因组学角度研究浸矿微生物的耐氟机理对高耐氟菌种的合理选育和驯化具有很强的理论指导作用。

本文针对以上难题开展了低品位铀矿微生物浸出过程中的多因素影响规律以及浸矿菌种耐氟机理两方面的研究。

一方面,针对生物浸铀工艺调控的合理性,探讨了低品位铀矿生物浸出体系中的多种工艺因素对铀浸出效率的影响规律,并且分析了浸出过程中的微生物群落结构；另一方面,针对浸矿菌种对氟的耐受性问题,从功能基因组学角度研究了单一菌与混合菌的耐氟机理。

具体研究内容与结果主要包括以下六个方面。

1、探讨了低品位铀矿生物柱浸过程的工艺因素影响规律低品位铀矿微生物柱浸研究表明,常温微生物富集培养物对低品位铀矿展现出了良好的浸矿性能,97天柱浸过程中(包括33天酸预浸和64天微生物浸出)铀的浸出率达到了96.8%。

其中微生物作用阶段铀的浸出率有74.5%,占总浸出量的约3/4,而耗酸量不到总量的3/8。

分析表明,可以通过适当控制溶浸液中的微生物群落结构,以及铁和其他离子的含量,来间接调节氧化还原电位,从而促进铀的快速浸出。

并且,采用相关性分析软件Canoco for Windows (version4.5)对工艺因素与铀浸出效率的相关性(CCA)进行分析,结果表明,浸出初期(1-27天),铀的浸出速率处于延缓阶段,pH、喷淋强度及耗酸量对铀浸出效率起到了主导作用；浸出中期(39-87天),铀的浸出速率处于较为快速的阶段,Eh、Fe3+/Fe2+比及液固比是对铀浸出效率的关键因素；在浸出后期(88-97天),铀的浸出速率已经非常缓慢,受液固比的影响比较大。

铀矿石不同酸度下细菌的溶浸试验_周仲魁

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－７５４５．２０１２．１１．０１５铀矿石不同酸度下细菌的溶浸试验周仲魁１，孙占学１，高峰２，高柏１（１．东华理工大学水资源与环境工程学院，江西抚州３４４０００；２．山东省地质环境监测总站，济南２５００１４）摘要：对某铀矿石在不同酸度下细菌溶浸浸铀进行了对比试验，分析了浸出过程中铀浸出率、酸耗和细菌生长等变化规律。

结果表明，该铀矿石不同酸度下细菌溶浸效果较好，液计平均浸出率为８７．７％，渣计平均浸出率为９４．１％；另外，在酸化阶段，硫酸浓度对浸出总耗酸影响不大，但浓酸可以大幅度缩短酸化时间；在细菌浸出阶段，ｐＨ越高耗酸越低，细菌生长情况越好，但铀浸出率并未随之增高，主要是因为较高ｐＨ的浸出液中容易产生铁的氢氧化物和铁矾沉淀，阻止了铀的进一步浸出。

关键词：铀矿石；细菌浸出；酸度；浸出率中图分类号：ＴＬ２１２．１＋２文献标识码：Ａ文章编号：１００７－７５４５（２０１２）１１－００５２－０４Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　Ｕｒａｎｉｕｍ　Ｏｒｅ　ｕｎｄｅｒ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ＡｃｉｄｉｔｉｅｓＺＨＯＵ　Ｚｈｏｎｇ－ｋｕｉ　１，ＳＵＮ　Ｚｈａｎ－ｘｕｅ１，ＧＡＯ　Ｆｅｎｇ２，ＧＡＯ　Ｂａｉ　１（１．Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｚｈｏｕ　３４４０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｊｉｎａｎ　２５００１４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｆｏｒ　ｏｎｅ　ｕｒａｎｉｕｍ　ｏｒｅ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｃｉｄｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ　ｕ－ｒａｎｉｕｍ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ，ａｃｉｄ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｇｒｏｗｔｈ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅ－ｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｇｏｏｄ　ｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｕｒａｎｉｕｍ　ｏｒｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｌｉｑ－ｕｉｄ　ｏｆ　８７．７％，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｓｌａｇ　ｏｆ　９４．１％．Ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒ－ｅｎｔ　ｓｔａｇｅｓ　ｏｆ　ａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｌｉｔｔｌｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｉｄ．Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｃａｎｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｉｎ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ｌｅａｃｈｉｎｇ，ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈｅ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ，ｔｈｅ　ｌｅｓｓ　ｔｈｅ　ａｃｉｄｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ａｒｅ．Ｔｏ　ｎｏｔｅ，ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅｇｏｏｄ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ａｓ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　ｉｒｏｎ　ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｅｒ－ｒｏａｌｕｍｅｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｒａｎｉｕｍ　ｏｒｅ；ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇ；ａｃｉｄｉｔｙ；ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ收稿日期：２０１２－０９－０５基金项目：国家自然科学基金项目（４１１６２００７）；国家高技术研究发展计划资助项目（２０１２ＡＡ０６１５０４）；科技部国际合作项目（２０１１ＤＦＲ６０８３０）；江西省科技厅科技计划项目（２０１１２ＢＦＢ２９００２）作者简介：周仲魁（１９８０－），男，广西资源人，硕士，讲师；通讯作者：孙占学（１９６２－），男，江西修水人，博士，教授．随着铀资源需求量的逐渐提高和高品位矿石的日渐减少，新型铀矿冶炼技术日益受到人们的关注［１－２］。

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Ａｆｅｒｈｎ２ｙａｓｏｅｔｎｄｏｓａｄｏｔｏｒ，ｉｉｅｆｅｈｔｔｅｂｃｅａｅｃｏｓｃａａｔｒｚｄｗｉｏｄｔｒｍｏｅｔａｅｒｆｔｓｓｉｏｒｎｕｄｏｓｔｓｖｒｉｄｔａｈａｔｒｌｒａｔｒｉｈｒｃｅｅｔｇｏｉｉｉｈｅｅｔｉｍｍｏｉｉａｉｎｏｃｅａ，ｈｇｆｃｅｃｎｏｉａｉｎ，ａｌａｉｌｔｕｃｕｅ，ｃｎｅｉｎｐｅａｉｎａｄｆｃｎｉｂｌｔｆｂａｔｒｚｏｉｉｈｅｉｎｙｉｘｄｔｉｏｓｗｅｌｓｓｍｐｅｓｒｔｒｏｖｎｅｔｏｒｔｏｎ
第３０卷第４期
２１００年Ｏ８月
矿冶工程
ＭＩＮＧＮＩＡＮＤＥＴＡＬＬＵＲＧＩＭＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖ０．ＯＮ４１３ｏＡｕｕｔ０１ｇｓ２０
地浸采铀细菌浸出试验研究①
王清良，胡鄂明，李锦鹏阳奕汉。蒋小辉徐益群邱冠周，，，，
需另外补充；用细菌作氧化剂不但能达到氧化Ｆ的目的，ｅ还能提高浸出液中金属铀浓度和金属铀的浸出率，且对环境无副作用，
具有较好的应用前景。关键词：浸采铀；岩铀矿；菌浸出地砂细
中图分类号：Ｄ２Ｔ９５
文献标识码：Ａ
文章编号：２３— ０９２１）４— ０５一４０５６９（０００００ｏ
ＥｘｅｉｅａｓａｃｎＢａｔｒａａｈｎｎｐｒｍｎｔｌＲｅｅｒｈｏｃｅｉｌＬｅｃｉｇｉ
ＩｓｔａｈｎｇＭｉｉｇｏａｉｍｎ－ｉｕＬｅｃｉｎｎｆＵｒｎｕ
ｄｔｎｆｒｉｓｔｅｃｉｇｎｔｅｎｒｌｃｎｉｕｕｓｂｃｅａｘｄｔｏｒｃｓ，ｔｅｓｌｉｎｆｒｉｓｔｒｎｉｌａｈｎｉｉｏｎ—ｉｕｌａｈｎ．Ｉｈｏｍａｏｔｎｏａｔｒｌｏｉａｉｎｐｏｅｓｈｏｕｔｏｎ—ｉｕｕａｕｍｅｃｉｇｏｉｏｃｎｂｅｓｔｅｎｔｔｎｆｒｂｃｅａ，ｗｉｈｕｔｒｓｐｅｎａｙＴｈａｔｒａｂｉｇｕｅｓｏｉａｔｃｎｍａｅａｅｕｓｄａｈｕｒｉａｔｒｉｏｏｉｔｏｔｏｈｅｕｐｌｍｅｔｒ．ｅｂｃｅｅｎｓｄａｘｄｎａｋｉ
２ｃｏｌｆＮｃａｅｕｃｎｕｌｒＦｅＥｇｎｅｉ．ＳｈｏｕｌｒＲｓｒｅａｄＮｅｕｌｎｉｒｇ，Ｕｉｒｔｏｔｈｎ，Ｈｎｙｎ２０１ＨｎｎｏｅｏｃａｅｎｎｅｉｏＳｕｈＣｉａｅｇａｇ４１０，ｕａ，ｖｓｙｆ
Ｃｉ；．ＴａｓａｒｎｕＣｒｏａｉ，ＣＮＣ，Ｙｎｇ８５０，ｉｉｎ，Ｃｉａｈｎ３ｉｎｈｎＵａｉａｍｏｒｔｎＮｐｏｉｉ３００Ｘｎａｇｈｎ）ｎｊＡｓａｔＥｐｒｅｔｓｗｓｃｎｕｔｄｏａｔｒｌｅｃｉｇｆｒｎｕｒｉｉｇａｅｉｉｇｂｓｇｂｔｃ：ｘｅｍｎａｔｔａｏｄｃｅｎｂｃｉａｈｎ０ｕａｉｍｏｅｉａｍｎｎｒａｉＸｎａｙｕｉｒｉｌｅｅａｌｒｎｎｊｎｎ
菌（）Ｔｆ进行试验。室内外２年多的试验证明：生物反应器细菌固定效果好、氧化效率高、构简单、结操作方便、成本低；细菌经过驯
化后，能适应新疆低温条件和地浸采铀溶液环境条件，在正常连续细菌氧化工艺中，地浸采铀溶液成分可作为细菌的营养物质，不
ＷＡＧＱｎ．ａｇ，，－ｎＩｉ—ｅｇ，ＹＮｉａＪＡＧＸａ—ｕ，ＵＹ —ｕ。ＩｕｎｚｏＮｉｇ１ｎＨＵＥｍｉｇ，ＬｎｐｎＡＧＹ．ｎ，ＩＮｉｈｉＸｉｎ，ＱＵＧａ — ｕｉＪｈｏｑｈ（．ＳｈｏｏｎｒｌＰｏｅｉｎｉｎｉｅｉ，ＣｎｒｌＳｕｈＵｉｒｔ，Ｃａｇｈ０３ｕａ，Ｃｉａ１ｃｏｌｆＭｉａｒｃｓｎａｄＢｏｇｎｒｇｅｔｏｔｎｅｉｅｓｓｇｅｅｎａｖｓｙｈｎｓａ４０８，Ｈｎｎｈｎ；１
ｌｏｔｈａｔａａｔｅｎｕｔａｅ，ａｄｐｅｌｗｔｅａｒｉｉａｇａａａｄｔｅｓｌｔｎｃｎｏｃｓｗ．Ｔｅｂｃｅ，ｆｒｉｇｃｌｖｔｃｎａａｔｏｔ — ｍｐｒｕｅｎＸ￣ｉｒ，ｎｏｉｏ。ｉｒｅｂｉｄｔｈｏｅｔｎｅｈｕｏ
（．中南大学资源加工与生物工程学院，１湖南长沙４０８２１０３；．南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳４１０；．新疆中核天山铀业有限２０１３公司，新疆伊宁８５０）３００
摘
要：对新疆某采区铀矿石进行了细菌浸出试验研究。利用自行设计加工的生物反应器，采用经过驯化培养后的氧化亚铁硫杆
ｓｌｄｓｎｄａｄｓｌｍａｕａｔｒｄｂｃｒｌｅｃｏｉｅｄｍｓｃｔｎｕｔａｄＴｉａｉｕｆｒｏｉａｓＴｆ．ｅ．ｅｉｅｎｅ－ｎｆｃｅａｔｉａｔｗｔｔｏｅｔａｅａｄｃｌｖｔｈｏｃｌｓｒｘｄｎ（ｆｇｆｕｅａｒｒｈｈｉｄｉｅｂｌｅｏ）