毕业设计答辩-内蒙某CO2 + O2原地浸出采铀现场试验方案设计.ppt

内蒙某CO2+O2原地浸出采铀现场试验方案设计,导师:答辩人:专业:矿物加工2013.6,毕业答辩,目录,试验概况工艺原理井场设计工艺成井设计工艺工艺流程简介工艺流程图工艺参数设备选型结论,试验概况,内蒙某砂岩铀矿床的碳酸盐含量大于2，矿床埋深大于400m，原地浸出采铀现场试验采用CO2+O2中性浸出工艺。根据实验室扩大试验的要求，采用“井场设计井型与井距确定过滤吸附淋洗合格液酸化沉淀压滤111产品”的工艺流程。,工艺原理,CO2+O2浸出地下铀矿的方法称为中性弱碱性浸出。在PH为78的条件下，HCO3-使地下铀矿由固态变为溶解态的UO2（CO3）22-。CO2+O2浸出过程的化学反应如下：（1）UO2+O2UO3（2）UO3+2HCO3-+CO32-UO2（CO3）34-+H2O（3）UO3+2HCO3-UO2（CO3）22-+H2O（4）CO2+CaCO3+H2OCa2+2HCO3-（5）2FeS2+7O2+8CO32-+6H2O2Fe（OH）2+4S042-+8HCO3-铀在pH值为7的条件下溶解以反应(3)为主；铀在pH值为9的条件下溶解以反应(2)为主。CO2+O2中性弱碱性浸出以反应(3)为主，这样能明显提高离子交换树脂吸附铀容量。钙质砂岩型铀矿石可通入CO2按反应式(4)生成HCO3-，HCO3-再与UO3反应而生成UO2（CO3）22-。,井场设计工艺,在充分了解矿床基本地质条件后,用计算机软件模拟矿床水文地质并确定井型与井距。目前井型主要包括三注一抽、四注一抽、五注一抽、六注一抽。结合本矿床的水文地质条件，采用四注一抽与五注一抽的两种井型搭配来布井。扩大试验钻孔是以条件试验钻孔为基础外扩5组钻孔，形成“6抽14注”的6组钻孔。扩大试验钻孔抽孔与注孔距离为25m。,成井设计工艺,地浸矿山钻孔结构有3种:不安装过滤器的钻孔结构；安装过滤器但不填充砾石的钻孔结构；既安装过滤器又填充砾石的钻孔结构。对三种钻孔结构的综合分析，采用既安装过滤器又填充砾石的钻孔结构。,工艺流程简介,1.浸出液过滤工艺浸出液中含有一定泥砂和小颗粒不溶物，吸附前需要袋式过滤机过滤。2.吸附淋洗工艺采用三塔串联吸附三塔串联淋洗新工艺，浸出液从首塔流入，经三塔串联吸附后，吸附尾液从末塔流出，吸附尾液可以循环利用。,3.合格液酸化工艺合格液用盐酸酸化至终点pH值4.55.04.沉淀老化工艺沉淀采用循环老化常温沉淀工艺，沉淀剂为片碱，片碱消耗量为2t/tU，沉淀时间1h,沉淀老化时间24h。5.压滤工艺沉降槽底流老化后的沉淀浓浆用浓浆泵注入板框压滤机，压滤得到“111”产品。6.沉淀母液循环利用工艺沉淀母液补加碳酸氢铵后可以返回作淋洗剂。,工艺流程图,工艺参数,1.袋式过滤器过滤工艺的原始指标（1）过滤设备：袋式过滤器；（2）操作方式：浸出液从过滤器上部进入，从底部流出；（3）操作压力：0.2MPa；（4）处理量：50m3/h。2.浸出液pH值调节工艺的原始指标（1）加入CO2前浸出液pH值：6.87.5；（2）加入CO2后浸出液pH值：66.5。3.吸附工艺的原始指标（1）吸附操作方式：密实固定床三塔串联顺流带压吸附；（2）树脂型号：D201大孔强碱性阴离子树脂；（3）浸出液平均铀浓度：30mg/L；（4）吸附原液pH值：6.87.5；（5）操作温度：常温；（6）吸附空塔线速度为：30m/h；（7）饱和树脂容量：40kgU/m3VR；（8）尾液铀浓度：0.5mg/L；（9）操作压力：0.5MPa。,4.淋洗工艺的原始指标（1）淋洗操作方式：三塔串联顺流淋洗；（2）淋洗剂组成100g/LNaCl16g/LNH4HCO3；（3）淋洗剂pH值：8.59.0；（4）停留时间：2h；（5）合格液床体积：2VR；（6）淋洗合格液铀浓度：19.8g/L；（7）淋洗总体积：2VR；（8）树脂残余容量：1mg/mLR。5.合格液酸化工艺的原始指标（1）合格液酸化终点pH值：4.55.0；（2）工业盐酸消耗量：0.5t/tU。6.沉淀工艺的原始指标（1）沉淀方式：循环沉淀，浆体在沉淀槽中老化；（2）沉淀剂：片碱(固态NaOH)；（3）沉淀温度：常温；（4）搅拌转速：5r/min；（5）沉淀反应时间：60min；（6）NaOH沉淀的终点pH值：11.512.5；（7）合格液中铀浓度：19.8g/L；（8）NaOH消耗量：2t/tU；（9）沉淀老化时间：24h；（10）沉淀母液U浓度：20.0mg/L。,7.产品过滤工艺的原始指标（1）过滤压力：0.30.5MPa；（2）滤饼含水：30%；（3）产品铀含量：60%；（4）金属总回收率：93%。8.母液酸化作为淋洗剂工艺的原始指标（1）沉淀母液pH值为：11.512.5；（2）工业盐酸消耗量：0.5t/tU；（3）酸化母液中NaCl浓度100g/L，转入淋洗剂配制槽中补加饱和食盐水使其达到所需的NaCl浓度；（4）酸化母液中的总碳酸盐(包括NaHCO3和Na2CO3)浓度低于16g/L时补加。,设备选型,结论,1.设计“6抽14注”的6组钻孔单元，抽液钻孔开孔直径311mm，注液钻孔开孔直径215mm。抽孔与注孔距离为25m。2.浸出液中含有一些泥砂和小颗粒不溶物，吸附前需要用袋式过滤机过滤。3.采用三塔串联带压吸附，吸附方式为新型固定床上进液，浸出液pH为6.87.5，溶液处理量为50m3/h，吸附空塔线速度为30m/h，吸附尾液铀浓度为0.5mg/L，树脂孔隙度40%。,4.饱和树脂不需要反冲，直接进入淋洗工序，淋洗采用三塔串联上进液方式，淋洗剂为100g/LNaCl和16g/LNH4HCO3的混合液，淋洗剂用量为两个树脂床体积，淋洗剂pH值8.59.0，淋洗空塔线流速1m/h，停留时间120min。5.合格液中平均铀浓度19.8g/L，合格液用盐酸酸化至终点pH值4.55.0，工业盐酸消耗量为0.5t/tU。,6.沉淀采用循环老化常