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堆浸法的原理:借助于噴灑于礦堆上含有化學(xué)溶劑的水溶液流經(jīng)礦堆時,緩慢流動的處于非飽和流狀態(tài)的溶液,經(jīng)過礦石孔隙與礦石表面接觸,易溶解的鈾即溶解在溶液中,這樣永遠(yuǎn)保證固液相表面溶劑有比較大的濃差。
堆浸常用的浸出劑是硫酸,適合于處理氧化條件好的次生礦,對于含有硫化物和鐵含量比較高的礦石還可結(jié)合細(xì)菌浸出,以減少浸出劑的用量。另外,堆浸的時間較長,自然環(huán)境的氧化作用可以滿足一定要求,一般不需加氧化劑或者只需要很少的氧化劑。
礦堆的構(gòu)筑一般為2000到4000噸礦石構(gòu)成一堆,有時一堆高達(dá)5000噸,高度一般在2.5米到3米,噴淋強度一般在30~50升/m2?h,大多數(shù)每天24小時均勻噴淋,一堆噴淋在一個半月左右,即可以達(dá)到將鈾完全浸出的目的,雖然渣品位一般比攪拌浸出高一些,但是浸出率可以基本上保持在70~75%左右。對于邊緣品位的礦石和其它一些品位比較低的鈾礦石足以達(dá)到目的。與攪拌浸出相比,堆浸有較多的優(yōu)點:
1)投資少,成本低;
2)省去了能耗大的細(xì)磨和固液分離工序,簡化了工藝過程;
3)靈活性大,適合于處理偏遠(yuǎn)地區(qū)的小礦點;
4)礦堆可在地表,也可設(shè)在井下,尾渣返回充填,減少了環(huán)境污染,
5)堆浸只適用于不適合進(jìn)行攪拌浸出的貧礦、表外礦、尾棄礦等。
但堆浸的浸出速率低,浸出效率低,很難達(dá)到水冶廠的浸出效果,更加不適合于處理難浸礦石和非氧化礦,另外還要求有適宜的氣候條件。一般情況下浸出率比攪拌浸出低10%左右,如果對于含量較高的鈾礦石使用堆浸則對資源是一個較大的浪費。因此對于難處理的礦石,對于氣候惡劣的地區(qū)以及對于比較富裕的礦不采用堆浸的方法,只對那些邊緣礦、比較貧的礦和廢棄的尾礦進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪曰厥沼杏玫馁Y源。與堆浸法類似的還有槽式滲濾浸出。它是將浸出劑與礦石一起置于一個槽內(nèi),在常溫下浸泡數(shù)次,以達(dá)到浸出鈾的目的。槽浸可使用較高的浸出劑濃度,浸出時間相對堆浸要短一些。
圖2 堆浸示意圖
圖3 槽式滲濾浸出示意圖