本發(fā)明屬于無機(jī)納米材料應(yīng)用及鈾純化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，涉及一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法。

背景技術(shù)：

1、泥質(zhì)砂巖鈾礦是核能工業(yè)中重要的鈾資源來源，但其復(fù)雜的礦物結(jié)構(gòu)和組成使得鈾的浸出和提取具有較大的技術(shù)難度。與一般砂巖鈾礦相比，泥質(zhì)砂巖鈾礦中含有大量的黏土礦物，如高嶺石、蒙脫石、伊利石和綠泥石等，這些黏土礦物在浸出過程中表現(xiàn)出顯著的阻礙作用，增加了鈾資源提取的難度。黏土礦物的高黏性和低滲透性使得溶液難以均勻滲透到礦體內(nèi)部，導(dǎo)致鈾礦與浸出劑的接觸面積受限，從而降低了鈾的浸出效率。

2、為了解決這些問題，必須開發(fā)一種能夠適應(yīng)泥質(zhì)砂巖鈾礦特殊地質(zhì)條件的高效浸出技術(shù)，克服滲透和擴(kuò)散的限制，并減少試劑消耗。納米零價(jià)鐵由于其高比表面積和獨(dú)特的表面反應(yīng)活性，能夠在泥質(zhì)砂巖鈾礦中實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)的氧化還原反應(yīng)，為鈾的浸出提供了一種全新的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，以解決泥質(zhì)砂巖鈾礦浸出過程中因黏土礦物而導(dǎo)致的鈾浸出難題。該方法通過在泥質(zhì)砂巖鈾礦體中引入納米零價(jià)鐵顆粒，納米零價(jià)鐵的高分散性和流動(dòng)性使其能夠滲透到礦體的微孔和微裂隙中，實(shí)現(xiàn)與鈾礦物的充分接觸；在h2o2作用協(xié)同下，納米零價(jià)鐵產(chǎn)生的羥基自由基可直接氧化鈾礦物中的四價(jià)鈾，使其逐步溶解并釋放入溶液。同時(shí)，黏土礦物可以作為納米零價(jià)鐵的載體，在氧化過程中將納米零價(jià)鐵錨定至其表面，防止納米零價(jià)鐵的團(tuán)聚，為催化反應(yīng)提供更多活性位點(diǎn)。

2、為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案如下：

3、一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，包括：

4、將h2o2溶液、納米零價(jià)鐵以及鈾礦礦漿直接混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過濾得到浸出液和浸出渣。

5、進(jìn)一步的，所述h2o2溶液的原始濃度為0.2~2?mol/l；所述反應(yīng)溶液ph值為2~5。

6、進(jìn)一步的，所述h2o2溶液的原始濃度為0.2~1?mol/l；所述鈾礦包括泥質(zhì)砂巖鈾礦。

7、進(jìn)一步的，所述活化方法為：

8、先將h2o2溶液和鈾礦礦漿混合后，再攪拌下加入納米零價(jià)鐵，攪拌下發(fā)生活化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過濾得到浸出液和浸出渣。

9、進(jìn)一步的，所述鈾礦礦漿固含量為1%~50%；所述攪拌的轉(zhuǎn)速為300~700?rpm。

10、進(jìn)一步的，所述鈾礦礦漿固含量為5%~10%；所述h2o2在鈾礦礦漿中的濃度為0.1~1.0?mmol/l；所述納米零價(jià)鐵的粒徑為20?nm~100?nm。

11、進(jìn)一步的，所述h2o2在鈾礦礦漿中的濃度為0.3~0.8?mmol/l；所述納米零價(jià)鐵的添加量為0.1~3?g/l；所述活化反應(yīng)時(shí)間為30~60?min。

12、進(jìn)一步的，所述納米零價(jià)鐵的粒徑為50?nm~70?nm；所述納米零價(jià)鐵的添加量為0.5~2.5?g/l。

13、進(jìn)一步的，上述任意一種活化方法在鈾礦浸出提鈾中的應(yīng)用。

14、有益效果：

15、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

16、該方法通過在泥質(zhì)砂巖鈾礦體中引入納米零價(jià)鐵顆粒，納米零價(jià)鐵的高分散性和流動(dòng)性使其能夠滲透到礦體的微孔和微裂隙中，實(shí)現(xiàn)與鈾礦物的充分接觸；在h2o2作用協(xié)同下，納米零價(jià)鐵產(chǎn)生的羥基自由基可直接氧化鈾礦物中的四價(jià)鈾，使其逐步溶解并釋放入溶液。同時(shí)，本發(fā)明通過利用泥質(zhì)砂巖鈾礦中的黏土特性，黏土礦物可以作為納米零價(jià)鐵的載體，在氧化過程中將納米零價(jià)鐵錨定至其表面，防止納米零價(jià)鐵的團(tuán)聚，從而提供了更為分散的反應(yīng)界面，增大了羥基自由基的生成量，為催化反應(yīng)提供更多活性位點(diǎn)，為鈾的氧化提供了充足的氧化劑來源，促進(jìn)鈾礦的高效氧化溶解，實(shí)現(xiàn)了鈾浸出效率的顯著提升。通過本發(fā)明的實(shí)施，泥質(zhì)砂巖鈾礦的浸出過程變得更加高效、穩(wěn)定，減少了酸性試劑的需求，降低了資源消耗和環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的雙重優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述浸取方法包括：

2.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，鈾礦礦漿為泥質(zhì)砂巖鈾礦原礦經(jīng)過破碎篩分，粒徑小于0.74微米，且含有蒙脫石、高嶺石、伊利石黏土的礦漿。

3.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述h2o2溶液的原始濃度為0.2~2?mol/l；所述反應(yīng)溶液ph值為2~7。

4.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述h2o2溶液的原始濃度為0.2~1?mol/l；所述鈾礦包括泥質(zhì)砂巖鈾礦。

5.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述活化方法為：

6.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述鈾礦礦漿固含量為1%~50%；所述攪拌的轉(zhuǎn)速為300~700?rpm。

7.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述鈾礦礦漿固含量為5%~10%；所述h2o2在鈾礦礦漿中的濃度為0.1~1.0?mmol/l；所述納米零價(jià)鐵的粒徑為20?nm~100?nm。

8.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述h2o2在鈾礦礦漿中的濃度為0.3~0.8?mmol/l；所述納米零價(jià)鐵的添加量為0.1~3?g/l；所述活化反應(yīng)時(shí)間為30~60?min。

9.如權(quán)利要求1中所述的一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述納米零價(jià)鐵的粒徑為50?nm~70?nm；所述納米零價(jià)鐵的添加量為0.5~2.5?g/l。

10.如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的活化方法在鈾礦浸出提鈾中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種利用納米零價(jià)鐵的泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，屬于無機(jī)納米材料應(yīng)用及鈾純化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域；該方法包括：首先將H2O2溶液與泥質(zhì)砂巖鈾礦礦漿混合均勻后，加入納米零價(jià)鐵固體，通過納米零價(jià)鐵與H2O2之間的活化反應(yīng)將泥質(zhì)砂巖鈾礦中的U(Ⅳ)快速轉(zhuǎn)變?yōu)檫w移性更高的U(Ⅵ)，然后將懸浮液過濾得到高濃度鈾浸出液；該方法通過將納米零價(jià)鐵引入泥質(zhì)砂巖鈾礦中，利用黏土礦物的載體作用，為鈾的氧化提供了大量反應(yīng)位點(diǎn)，有助于維持反應(yīng)的穩(wěn)定性；該方法獲得的浸出液中U(Ⅵ)濃度更高，浸出渣中鈾含量更低，所需活化時(shí)間更短，且顯著改善了泥質(zhì)砂巖鈾礦中鈾浸出難的現(xiàn)狀，易于大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：陳情澤,張祥偉,朱潤(rùn)良,鄧方鑫,劉紅梅,朱建喜,沈偉,何宏平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15