一种中性地浸采铀水冶工艺树脂解毒的方法

技术领域

本发明涉及铀水冶技术领域，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

在CO

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。

(1)硅中毒

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。

阴离子交换树脂对硅酸的吸附，主要是官能团R

(2)有机物中毒

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。

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。

(3)Fe、Al和Ca等金属无机盐沉淀物中毒

采用CO

(4)粘土中毒

在CO

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+H

发明内容

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。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

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：

(1)采用水反向冲洗中毒树脂；

(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；

(3)采用水反向冲洗树脂；

(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；

(5)采用水反向冲洗树脂；

(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；

t＝V

所述公式I中，t为停留时间，单位为min；V

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。

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。

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％。

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。

优选地，步骤(4)所述碱性洗液的pH>10。

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。

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。

优选地，步骤(6)所述转型液包括碳酸氢钠溶液。

优选地，所述转型液的浓度为20～30g/L。

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。

附图说明

图1为实施例1中毒树脂及解毒树脂吸附饱和曲线对比图；

图2为实施例2中毒树脂及解毒树脂吸附饱和曲线对比图。

具体实施方式

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：

(1)采用水反向冲洗中毒树脂；

(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；

(3)采用水反向冲洗树脂；

(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；

(5)采用水反向冲洗树脂；

(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；

t＝V

所述公式I中，t为停留时间，单位为min；V

在本发明中，所述公式I中，对于规则的圆球状树脂，ε的值为40％；

本发明采用水反向冲洗中毒树脂。在本发明中，所述中毒树脂的成分优选包括Ca、Fe、Al、Si和TOC中的一种或几种。在本发明中，所述水的体积优选为1～2倍树脂床层的体积；所述水的流速优选为淋洗工序2～4倍流速。在本发明中，所述中毒树脂为中性地浸采铀水冶工艺的树脂；所述中毒树脂的吸附铀容量优选为50～60mg/mL湿树脂。在本发明中，所述水优选为清水。在本发明中，所述反向冲洗优选在离子交换塔中进行。在本发明中，所述水的流速优选为100～120L/min。

本发明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。在本发明中，所述酸性洗液与树脂床层的体积比为2～4:1，优选为3:1。在本发明中，所述酸性洗液优选包括稳定剂和盐酸；所述稳定剂优选包括柠檬酸和OP-10中的一种或几种。

在本发明中，所述酸性洗液中稳定剂的浓度优选为0.5～1.5wt％，更优选为1.0wt％；HCl的浓度优选为0.5～2wt％，更优选为1.0wt％。

在本发明中，所述酸性洗液的流速对应公式I中的Q；所述酸性洗液在树脂床层中的停留时间对应公式I中的t。

在本发明中，所述酸性洗液处理树脂优选为正向进液。

采用酸性洗液处理树脂后，本发明采用水反向冲洗树脂。在本发明中，所述水的流速优选为所述酸性洗液流速的2～4倍。在本发明中，所述水的体积优选为2～4倍树脂床层的体积。

本发明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。在本发明中，所述碱性洗液的pH优选>10，更优选为11～11.5；所述碱性洗液优选由氢氧化钠溶液调节工艺用淋洗剂至pH>10制备得到。在本发明中，所述氢氧化钠溶液的浓度优选为5～15wt％，更优选为10wt％。在本发明中，所述淋洗剂的组分优选包括：80～90g/L NaCl、20g/LNaHCO

在本发明中，所述碱性洗液的流速对应公式I中的Q；所述碱性洗液在树脂床层中的停留时间对应公式I中的t。

在本发明中，所述碱性洗液处理树脂优选为正向进液。

采用碱性洗液处理树脂后，本发明采用水反向冲洗树脂。在本发明中，所述水的流速优选为所述碱性洗液流速的2～4倍。在本发明中，所述水的体积优选为1～2倍树脂床层的体积。

本发明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。在本发明中，所述转型液与树脂床层的体积比为4～10:1，更优选为8:1。在本发明中，所述转型液优选包括碳酸氢钠溶液。在本发明中，所述转型液的浓度优选为20～30g/L，更优选为22～25g/L。

在本发明中，所述转型液的流速对应公式I中的Q；所述转型液在树脂床层中的停留时间对应公式I中的t。

在本发明中，所述转型优选为反向进液。

在本发明中，所述转型后得到的解毒树脂的吸附铀容量优选为90mg/mL湿树脂以上。

本发明已应用于中性地浸铀矿山水冶工艺中，对中性地浸中毒树脂进行再生处理，可有效提高树脂的吸附性能，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。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

新疆某中性地浸铀矿山从2014年开始，开展CO

该工艺中中毒树脂中污染物、浸出原液及吸附尾液组成见表1。

表1浸出液及树脂非铀元素化学组成

针对该水冶工序特点，开展了树脂解毒操作，具体为：

(1)首先用1倍树脂床层体积清水，以100L/min流速，反向冲洗离子交换塔中中毒树脂；

(2)用酸性洗液(其中稳定剂柠檬酸浓度为0.5wt％，HCl的浓度1wt％)处理树脂，根据公式I控制进液流速为50L/min，使得酸性洗液在树脂床层中的停留时间为30min，所述酸性洗液与树脂床层的体积比为3:1；

t＝V

所述公式I中，t为停留时间，单位为min；V

(3)用2倍树脂床层体积的水，控制以100L/min进液流速反冲洗树脂；

(4)该水冶工艺中采用的淋洗剂组分为：80g/L NaCl+20g/LNaHCO

(5)用1倍树脂床层体积的水，控制以100L/min进液流速反冲洗树脂；

(6)用25g/L碳酸氢钠溶液对树脂进行转型，根据公式I控制进液流速50L/min，使碳酸氢钠溶液在树脂床层中的停留时间为30min，碳酸氢钠溶液与树脂床层的体积比为8:1。

向吸附塔中通入浸出液(铀浓度为35mg/L)，控制进液流速0.3m

实施例2

内蒙古某中性地浸铀矿山自2012年运行至今，试验过程中面临很多关键性技术难题，水冶离子交换吸附过程中，出现树脂床层堵塞、过塔流量降低的现象，严重影响了试验运行。同时，随着树脂循环次数的增加，树脂饱和容量呈严重下降，由最初的119mg/mL湿树脂下降至60mg/mL湿树脂。吸附作为离子交换工艺的关键工序之一，是决定水冶处理规模大小最重要的因素，其中，树脂过液性能及交换容量又是吸附工序中最重要的两个参数，因此树脂解毒问题亟待解决。

该工艺中中毒树脂中污染物、浸出原液及吸附尾液组成见表2。

表2浸出液及树脂非铀元素化学组成

针对该水冶工序特点，开展了树脂解毒操作，具体为：

(1)首先用1倍树脂床层体积清水，以120L/min流速，反向冲洗离子交换塔中中毒树脂；

(2)用酸性洗液(其中稳定剂OP-10浓度为1wt％，HCl浓度为1wt％)处理树脂，根据公式I控制进液流速为60L/min，使得酸性洗液在树脂床层中的停留时间为30min，所述酸性洗液与树脂床层的体积比为3:1；

t＝V

所述公式I中，t为停留时间，单位为min；V

(3)用2倍树脂床层体积的水，控制以120L/min进液流速反冲洗树脂；

(4)该水冶工艺中采用的淋洗剂组分为：90g/L NaCl+20g/LNaHCO

(5)用1倍树脂床层体积的水，控制以120L/min进液流速反冲洗树脂；

(6)用22g/L碳酸氢钠溶液对树脂进行转型，根据公式I控制进液流速60L/min，使碳酸氢钠溶液在树脂床层中的停留时间为30min，碳酸氢钠溶液与树脂床层的体积比为8:1。

向吸附塔中通入浸出液(铀浓度为28mg/L)，控制进液流速0.36m

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。