一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法与流程

本发明涉及铀水冶，具体涉及一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法。

背景技术：

1、在co2+o2地浸采铀在实际生产中，在复杂多变的地质条件下，导致中性地浸树脂中毒的因素复杂，这使得各水冶厂之间树脂发生中毒的原因、类型与程度是各不相同的。

2、前期研究按各污染物对树脂吸附容量的影响程度，结合树脂再生工艺，将导致树脂中毒的因素分为以下四类：(1)硅；(2)有机物；(3)fe、al和ca等金属无机盐沉淀物；(4)粘土。

3、(1)硅中毒

4、浸出液中硅来源于铀矿石中硅酸盐溶出，浸出液中si元素浓度约为11～15mg/l，其在树脂上的累积造成树脂硅中毒。铀矿石中含有大量的硅酸盐和硅铝酸盐，在浸出过程中发生溶解形成硅酸进入浸出液。浸出液中的硅酸有几种存在形式，如低聚合体硅、胶体硅、悬浮体硅等，硅酸在溶液中存在状态随ph不同而变化。

5、

6、阴离子交换树脂对硅酸的吸附，主要是官能团r4n+的作用。当分子状态存在的硅酸，沿着溶胀的树脂孔道向内渗透，遇到树脂内官能团r4n+所形成的较高的ph环境，在静电场力的作用下，迅速发生聚合，形成高聚硅酸、硅溶胶、甚至硅凝胶，并且与树脂产生一定的络合作用，被固定下来。其中大部分以硅凝胶状态存在的硅，会被r4n+基团吸附并堵塞在树脂内靠近表面的孔道，导致树脂中毒。一旦硅酸渗入树脂就会发生聚合，这主要是由于树脂内部ph较高或是官能团的作用，不论在真实溶液还是人工配制液中，都发现了相同的硅中毒结构。

7、(2)有机物中毒

8、浸出液中的大分子有机物主要来源于矿石中沥青及煤层等腐殖酸等大分子有机物的溶出，其分子中富含大量羧基、羰基等极性基团，使其与离子交换树脂中的极性基团发生交互作用，即通过化学吸附或分子间作用力使其吸附在树脂骨架上，逐渐降低树脂吸附容量，最终导致树脂中毒。在研究腐殖酸类物质在树脂上的吸附行为时发现，树脂对腐殖酸的吸附属于多层吸附，即有机物首先与树脂官能团发生交互作用，被吸附到树脂上，而被吸附在树脂上的有机物大分子还可以与溶液中的有机物借助于分子间作用力继续进行吸附行为，发生多层吸附。

9、树脂一旦发生有机物中毒，通过常规酸性或碱性再生液很难实现彻底再生，需要借助于双氧水等氧化剂先对大分子有机物进行氧化，将吸附缠绕在树脂骨架上的线性大分子有机物降解成小分子有机物，分子直径的减小更加有利于有机物从树脂孔道中溶出，同时，借助淋洗剂进一步将吸附在树脂上的有机物洗脱。

10、(3)fe、al和ca等金属无机盐沉淀物中毒

11、采用co2+o2浸出工艺的矿石中基本上都含有一定量的方解石、白云石等碳酸盐矿物，中性浸出液被不断地通入二氧化碳，浸出液中的fe、al、ca等金属元素存在过饱和现象，随着浸出液中的二氧化碳的逐渐释放，上述金属元素会以无机盐沉积物(如氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐等极细微的悬浊颗粒等)或水解沉淀物(fe、al等水解沉淀)的形式在树脂表面甚至在树脂孔道内部发生沉积，占据树脂的活性基团，甚至造成树脂孔道发生堵塞，出现树脂中毒的现象；另一方面，中性浸出液中的fe、al等金属也能以络阴离子的形式存在，并与阴离子交换树脂中的交换基团发生相互作用从而被树脂吸附，导致树脂中毒。此外，由于中性浸出液中含有腐殖酸类大分子有机物，其与上述金属离子可形成复杂的络合物，被吸附到阴离子交换树脂上，造成树脂吸附容量下降。

12、(4)粘土中毒

13、在co2+o2浸出工艺过程中，砂岩型铀矿石中的粘土矿物也会在溶浸剂的作用下一起进入到浸出液中，以大小不同的颗粒悬浮物的形式存在于浸出液中并进入到吸附塔，沉积在树脂表面及树脂间隙。粘土沉积物可以采用反冲洗工艺去除。

14、国内水冶厂为缓解生产压力、恢复树脂吸附容量，借鉴、效仿国外铀水冶厂的再生办法对树脂进行解毒，尝试了包括清水冲洗、使用酸、碱溶液浸泡(如hcl+h2o2、nacl+naoh)等方法，但收效甚微，并不能彻底解决树脂再生问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法，本发明能够有效洗脱树脂上的污染物，在恢复树脂吸附容量的同时，减少对后续沉淀工艺中铀产品质量的影响。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法，包括以下步骤：

4、(1)采用水反向冲洗中毒树脂；

5、(2)采用酸性洗液处理树脂，根据公式i通过控制所述酸性洗液的流速，使酸性洗液在树脂床层中的停留时间为30～50min，所述酸性洗液与树脂床层的体积比为2～4:1；

6、(3)采用水反向冲洗树脂；

7、(4)采用碱性洗液处理树脂，根据公式i通过控制所述碱性洗液的流速，使碱性洗液在树脂层中的停留时间为30～50min，所述碱性洗液与树脂床层的体积比为2～4:1；

8、(5)采用水反向冲洗树脂；

9、(6)采用转型液对树脂进行转型，根据公式i通过控制所述转型液的流速，使转型液在树脂床层中的停留时间为30～50min，所述转型液与树脂床层的体积比为4～10:1；

10、t＝vr*ε/q 公式i；

11、所述公式i中，t为停留时间，单位为min；vr为树脂床层的体积，单位为ml；ε为树脂的体积孔隙率；q为溶液的流速，单位为ml·min-1。

12、优选地，步骤(1)所述水的体积为1～2倍树脂床层的体积；所述水的流速为淋洗工序2～4倍流速。

13、优选地，步骤(2)所述酸性洗液包括稳定剂和盐酸；所述稳定剂包括柠檬酸和op-10中的一种或几种。

14、优选地，步骤(2)所述酸性洗液中稳定剂的浓度为0.5～1.5wt％；hcl的浓度为0.5～2wt％。

15、优选地，步骤(3)所述水的流速为步骤(2)所述酸性洗液流速的2～4倍。

16、优选地，步骤(4)所述碱性洗液的ph>10。

17、优选地，所述碱性洗液由氢氧化钠溶液调节工艺用淋洗剂至ph>10制备得到。

18、优选地，步骤(5)所述水的流速为步骤(4)所述碱性洗液流速的2～4倍。

19、优选地，步骤(6)所述转型液包括碳酸氢钠溶液。

20、优选地，所述转型液的浓度为20～30g/l。

21、本发明提供了一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法，本发明提供的方法实现了树脂的有效再生，恢复了树脂的吸附性能，可显著提高树脂的吸附容量，树脂再生后的吸附容量可从50mg/ml湿树脂提高到90mg/ml湿树脂以上。

技术特征：

1.一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水的体积为1～2倍树脂床层的体积；所述水的流速为淋洗工序2～4倍流速。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述酸性洗液包括稳定剂和盐酸；所述稳定剂包括柠檬酸和op-10中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述酸性洗液中稳定剂的浓度为0.5～1.5wt％；hcl的浓度为0.5～2wt％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述水的流速为步骤(2)所述酸性洗液流速的2～4倍。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述碱性洗液的ph＞10。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述碱性洗液由氢氧化钠溶液调节工艺用淋洗剂至ph＞10制备得到。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述水的流速为步骤(4)所述碱性洗液流速的2～4倍。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)所述转型液包括碳酸氢钠溶液。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述转型液的浓度为20～30g/l。

技术总结
本发明提供了一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法，涉及铀水冶技术领域。本发明提供的中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法，包括以下步骤：(1)采用水反向冲洗中毒树脂；(2)采用酸性洗液处理树脂；(3)采用水反向冲洗树脂；(4)采用碱性洗液处理树脂；(5)采用水反向冲洗树脂；(6)采用转型液对树脂进行转型。本发明提供的方法实现了树脂的有效再生，恢复了树脂的吸附性能，可显著提高树脂的吸附容量，树脂再生后的吸附容量可从50mg/mL湿树脂提高到90mg/mL湿树脂以上。

技术研发人员：许影,廖文胜,阳奕汉,姚光怀,原渊,李光辉,丁叶,张传飞,杜志明,陈梅芳,徐琦,崔博
受保护的技术使用者：核工业北京化工冶金研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22