本發(fā)明屬于鈾礦資源開發(fā)，涉及一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法。
背景技術：
1、泥質(zhì)砂巖鈾礦是一種含有豐富礦物成分的特殊鈾礦類型，其中鈾元素與泥質(zhì)礦物、黃鐵礦共生，呈現(xiàn)出復雜的礦物分布和賦存狀態(tài)，而這些礦物之間的復合結構及緊密粘連使得鈾元素的提取難度顯著增大。同時，由于泥質(zhì)砂巖鈾礦的物理結構較為致密，浸出過程中的傳質(zhì)受限，導致傳統(tǒng)的浸出技術在泥質(zhì)砂巖鈾礦中的提取效率較低。
2、由于泥質(zhì)砂巖鈾礦中伴生黃鐵礦，利用其活化h2o2可原位產(chǎn)生羥基自由基，因此芬頓氧化技術成為泥質(zhì)砂巖鈾礦浸出的一種具有潛力選擇，但受制于泥質(zhì)砂巖鈾礦的物性特點和鈾的賦存方式，芬頓氧化反應的活性位點有限，浸出速率和效率難以達到理想效果。此外，泥質(zhì)礦物的剝層及其對伴生黃鐵礦負載均勻度的提升是提高鈾礦浸出效率的關鍵，但在現(xiàn)有技術中難以有效實現(xiàn)。
3、因此，開發(fā)一種能夠高效利用芬頓氧化反應并突破泥質(zhì)砂巖鈾礦傳質(zhì)瓶頸的技術，對鈾礦的提取具有重要意義。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，屬鈾礦資源開發(fā)技術領域；方法包括：首先將h2o2溶液加入到泥質(zhì)砂巖鈾礦礦漿中混合均勻，然后將礦漿轉移至外場發(fā)生器中，利用超聲、微波或剪切力與芬頓氧化之間的協(xié)同作用，將泥質(zhì)砂巖鈾礦中的u(ⅳ)氧化為u(ⅵ)，然后將懸浮液過濾得到高濃度鈾浸出液；本發(fā)明提供的外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法通過外場作用促黏土礦物發(fā)生剝層，提高伴生黃鐵礦在黏土表面的分散性，為芬頓活化反應提供更多活性位點，有效加速了芬頓氧化反應的進行；從而提升鈾的浸出效率；該方法顯著改善了泥質(zhì)砂巖鈾礦中鈾浸出難的現(xiàn)狀，獲得的浸出渣中鈾含量更低，所需活化時間更短；易于大規(guī)模應用。
2、該方法克服了泥質(zhì)砂巖鈾礦傳質(zhì)困難、伴生黃鐵礦反應效率低的問題。具體而言，外場輔助作用在泥質(zhì)砂巖鈾礦的浸出過程中起到了兩個關鍵作用：
3、一方面，超聲、微波或者剪切力作用顯著提升了泥質(zhì)砂巖鈾礦與溶劑之間的傳質(zhì)效率，使得過氧化氫與黃鐵礦的反應更為充分，有效加速了芬頓氧化反應的進行。此外，超聲、微波、剪切力的機械力作用使泥質(zhì)砂巖鈾礦中的伴生黃鐵礦與過氧化氫形成更高的接觸效率，從而提高了鈾礦的浸出速率。
4、另一方面，超聲、微波或者剪切力作用對泥質(zhì)礦物的結構產(chǎn)生影響，使其在外場作用下發(fā)生剝層現(xiàn)象，有助于黏土礦物對伴生黃鐵礦的負載。剝層后的黏土礦物表面積增加，提供了負載的活性位點，有助于芬頓氧化反應的持續(xù)進行，為鈾的高效浸出提供了有力保障。
5、本發(fā)明通過外場與芬頓氧化技術的結合，有效克服了泥質(zhì)砂巖鈾礦浸出過程中的多重障礙，不僅提高了反應效率，還顯著增強了鈾的提取效率，為泥質(zhì)砂巖鈾礦的高效處理提供了一種創(chuàng)新性技術路徑。
6、為達到上述目的，采用的技術方案如下：
7、一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，包括：
8、在外場輔助下，將過氧化氫溶液和鈾礦礦漿均勻混合并發(fā)生氧化反應，反應結束后，過濾得到浸出液和浸出渣。
9、現(xiàn)有浸出泥質(zhì)砂巖鈾礦的方法主要依賴酸性或堿性浸出劑，但由于鈾與黏土礦物強結合，這些方法的效果受到嚴重限制。黏土礦物不僅形成屏障阻礙氧化劑滲透，還吸附浸出劑和金屬離子，導致反應效率降低。同時，黏土礦的膨脹性會導致礦漿粘稠、傳質(zhì)困難，進一步影響鈾的提取。鑒于此，本發(fā)明提出一種泥質(zhì)砂巖鈾礦中鈾元素活化的新方式，包括：在外場輔助下，將h2o2溶液以及泥質(zhì)砂巖鈾礦礦漿混合，利用超聲、微波、剪切力場和芬頓氧化技術之間的協(xié)同作用提升黃鐵礦分散性、羥基自由基的濃度。
10、進一步的，所述h2o2溶液的原始配制濃度為0.2~2?mol/l；所述混合物ph值為2~7。
11、進一步的，所述h2o2溶液的原始配制濃度為0.5~1?mol/l；所述鈾礦包括泥質(zhì)砂巖鈾礦。
12、進一步的，所述鈾礦礦漿固含量為1%~50%；所述攪拌的轉速為300~700?rpm。
13、進一步的，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；所述外場輔助為超聲場、微波場和剪切力場中的至少一種。
14、進一步的，所述h2o2在鈾礦礦漿中的濃度為0.3~0.8?mmol/l；所述活化反應時間為30~60?min。
15、進一步的，所述超聲波的頻率為30~60?khz；
16、進一步的，所述微波功率為300-500w；
17、進一步的，所述均質(zhì)機轉速為8000-30000?rpm；進一步的，上述任意一種活化方法在鈾礦浸出提鈾中的應用。
18、有益效果：
19、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
20、本發(fā)明針對泥質(zhì)砂巖鈾礦浸出難度大的特點，通過超聲、微波或剪切力場耦合芬頓氧化技術，克服了多重技術瓶頸，帶來了顯著的有益效果；泥質(zhì)砂巖鈾礦具有復雜的礦物結構，鈾元素通常被致密的泥質(zhì)礦物和伴生黃鐵礦所包裹，賦存狀態(tài)分散且難以浸出，這使得傳統(tǒng)方法在傳質(zhì)效率和反應速率上難以達到理想效果；由于礦物間緊密的復合結構，芬頓氧化反應的活性位點在傳統(tǒng)工藝中受到極大限制，難以高效利用；本發(fā)明利用超聲、微波或剪切力場產(chǎn)生的機械力作用，使礦物結構松散，提高了過氧化氫與黃鐵礦的接觸和反應效率，極大地提升了傳質(zhì)效率；更為關鍵的是，超聲、微波和剪切作用還促使泥質(zhì)礦物發(fā)生剝層效應，顯著增加了黏土表面對伴生黃鐵礦的均勻負載，為芬頓氧化提供了更多的活性位點，外場輔助和芬頓氧化協(xié)同作用；這樣一來，鈾元素的浸出速率顯著加快，克服了泥質(zhì)砂巖鈾礦難以浸出的技術難題。
21、與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明不僅在提高鈾提取效率方面取得了突破，還通過縮短反應時間和降低藥劑用量，實現(xiàn)了成本控制和環(huán)保效益，最終提供了一種兼具高效、經(jīng)濟、環(huán)保的新型浸出方案，徹底解決了泥質(zhì)砂巖鈾礦浸出過程中的關鍵難點。
1.一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，其特征在于，所述活化方法包括：
2.如權利要求1中所述的一種采用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，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，且含有高嶺石、伊利石、蒙脫石黏土和伴生黃鐵礦的礦漿。
3.如權利要求1中所述的一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，其特征在于，所述h2o2溶液的原始配制濃度為0.2~2?mol/l；所述混合物ph值為2~7。
4.如權利要求1中所述的一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，其特征在于，所述h2o2溶液的原始配制濃度為0.5~1?mol/l；所述鈾礦包括泥質(zhì)砂巖鈾礦。
5.如權利要求1中所述的一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，其特征在于，所述鈾礦礦漿固含量為1%~50%；所述攪拌的轉速為300~700?rpm。
6.如權利要求1中所述的一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，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；所述外場輔助為超聲場、微波場和剪切力場中的至少一種。
7.如權利要求1中所述的一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，其特征在于，所述h2o2在鈾礦礦漿中的濃度為0.3~0.8?mmol/l；所述活化反應時間為30~60?min。
8.如權利要求6中所述的一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，其特征在于，所述超聲波的頻率為20~80?khz。
9.如權利要求6中所述的一種利用外場耦合芬頓氧化的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法，其特征在于，所述微波功率為300-500w；所述剪切力場由均質(zhì)機提供，轉速為8000-30000?rmp。
10.如權利要求1-9中任意一項所述的活化方法在鈾礦浸出提鈾中的應用。