本發(fā)明屬于無機納米材料應(yīng)用及鈾純化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，涉及一種泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法。

背景技術(shù)：

1、泥質(zhì)砂巖鈾礦是一種在鈾礦資源中具有重要地位的礦石類型，其特點在于礦體中含有大量黏土礦物，導(dǎo)致鈾的賦存狀態(tài)復(fù)雜，浸出困難。礦石中高比例的黏土礦物會對鈾的浸取產(chǎn)生顯著物理滯留作用，使鈾難以釋放和遷移，增加了鈾的浸出難度。同時，已有研究表明，在酸性條件下蒙脫石、高嶺石等黏土表面的負電位與uo22+存在靜電吸引作用，這使得被氧化后的u(ⅵ)無法有效擴散進入溶液。傳統(tǒng)的鈾礦浸出方法，往往難以有效克服黏土礦物對鈾的吸附作用和物理滯留作用，造成鈾的損失和資源浪費。因此，如何有效克服泥質(zhì)砂巖鈾礦中黏土的吸附作用，并提高鈾的氧化效率，成為鈾礦冶金中的一大技術(shù)難題。

技術(shù)實現(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泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，屬于鈾礦資源開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域；該方法包括：首先將h2o2溶液加入到泥質(zhì)砂巖鈾礦礦漿中混合均勻，然后將含鐵納米材料溶液加入到上述混合液中，利用fe3+與強氧化性自由基的協(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。

2、本發(fā)明利用含鐵納米材料作為“多功能”浸取劑，既可以用于h2o2的活化，還可以直接作為氧化劑，與h2o2共同協(xié)同提升u(ⅳ)的氧化效率，同時硫酸根離子還可以與u(ⅳ)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成鈾酰硫酸根陰離子，提高u(ⅳ)與黏土之間的靜電排斥力，為泥質(zhì)砂巖鈾礦資源開發(fā)技術(shù)提供新的思路。

3、本發(fā)明提出了一種創(chuàng)新的泥質(zhì)砂巖鈾礦浸出方法，通過設(shè)計一種過氧化氫和鐵離子的協(xié)同作用體系，有效實現(xiàn)了四價鈾的氧化并提高了鈾的浸出效率。具體而言，本發(fā)明利用鐵離子作為催化劑，促進過氧化氫分解，產(chǎn)生強氧化性的自由基。這些自由基在反應(yīng)過程中能夠迅速氧化泥質(zhì)砂巖鈾礦中的四價鈾，將其轉(zhuǎn)化為溶解性更高、遷移性更好的六價鈾。同時，fe3+還可以直接作為氧化劑參與四價鈾的氧化。氧化生成的六價鈾在溶液中能夠與硫酸根離子進一步發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成鈾酰硫酸根陰離子（uo2(so4)32?）。這種絡(luò)合物在溶液中帶有負電荷，與黏土礦物表面的負電荷之間產(chǎn)生靜電排斥，從而顯著降低了黏土對六價鈾的吸附能力，促進鈾的遷移。

4、本發(fā)明的核心創(chuàng)新在于，利用鐵離子活化過氧化氫生成的氧化性自由基及其本身的氧化性實現(xiàn)四價鈾到六價鈾的轉(zhuǎn)化，同時利用硫酸根絡(luò)合六價鈾形成的陰離子化絡(luò)合物，克服了黏土礦物的吸附作用，顯著提高了鈾的浸出率。相比傳統(tǒng)浸出方法，本發(fā)明方法在溫和條件下即可高效氧化四價鈾，降低了能耗和操作難度，且過氧化氫分解后生成的產(chǎn)物為水和氧氣，減少了環(huán)境負擔(dān)。這一新型方法在泥質(zhì)砂巖鈾礦的處理上展現(xiàn)了顯著的技術(shù)優(yōu)勢，不僅在氧化鈾效率上有了突破，還顯著降低了黏土吸附滯留作用，為泥質(zhì)砂巖鈾礦的高效、環(huán)保浸出提供了一種創(chuàng)新性解決方案。

5、為達到上述目的，采用的技術(shù)方案如下：

6、一種泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，包括：

7、將h2o2溶液、含鐵納米材料溶液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。

8、進一步的，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。

9、進一步的，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2~7。

10、進一步的，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。

11、進一步的，所述活化方法為：

12、先將h2o2溶液和鈾礦礦漿混合后，再攪拌下加入含鐵納米材料溶液，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。

13、進一步的，所述鈾礦礦漿固含量為1%~50%；所述攪拌的轉(zhuǎn)速為300~700?rpm。

14、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；所述含鐵納米材料溶液包括硫酸鐵、硫酸亞鐵和施氏礦物中的至少一種。

15、進一步的，所述h2o2在鈾礦礦漿中的濃度為0.3~0.8?mmol/l；所述含鐵納米材料溶液的原始配制濃度為0.1~1?mol/l；所述活化反應(yīng)時間為30~60?min。

16、進一步的，所述含鐵納米材料溶液的原始配制濃度為0.3~0.7?mol/l；所述含鐵納米材料溶液在鈾礦礦漿中的濃度為0.5~5?mmol/l

17、上述任意一種活化方法在鈾礦浸出提鈾中的應(yīng)用。

18、有益效果：

19、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

20、通過引入含鐵納米材料溶液作為“多功能”浸取劑，既提供了fe3+用于活化h2o2，生成強氧化性自由基，將難溶的u(ⅳ)氧化為易溶的u(ⅵ)；又能直接作為氧化劑，與h2o2協(xié)同氧化，加速u(ⅳ)的氧化；生成的fe2+還可以提升h2o2活化效率，顯著提高了鈾的浸出率。同時，含鐵納米材料溶液中的硫酸根還可以與u(ⅳ)絡(luò)合形成鈾酰硫酸根陰離子，增加u(ⅳ)與黏土之間的靜電排斥作用，綜合提升鈾的浸出效率。

21、與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明解決了黏土對鈾的吸附和滯留效應(yīng)，且縮短了鈾的浸出時間，提高了資源開發(fā)效率，降低了生產(chǎn)成本和環(huán)境污染風(fēng)險。整體工藝簡單易操作，設(shè)備需求低，適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，為泥質(zhì)砂巖鈾礦的開發(fā)提供了一種經(jīng)濟高效的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種泥質(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；所述含鐵納米材料溶液包括硫酸鐵、硫酸亞鐵和施氏礦物中的至少一種。

8.如權(quán)利要求1中所述的一種泥質(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；所述含鐵納米材料溶液的原始配制濃度為0.1~1mol/l；所述活化反應(yīng)時間為30~60?min。

9.如權(quán)利要求1中所述的一種泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，其特征在于，所述含鐵納米材料溶液的原始配制濃度為0.3~0.7?mol/l；所述含鐵納米材料溶液在鈾礦礦漿中的濃度為0.5~5?mmol/l。

10.如權(quán)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(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種泥質(zhì)砂巖鈾礦高效芬頓浸取方法，屬于無機納米材料應(yīng)用及鈾純化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域；該方法包括：首先將H2O2溶液加入到泥質(zhì)砂巖鈾礦礦漿中混合均勻，然后將含鐵納米材料溶液加入到上述混合液中，利用Fe3+與強氧化性自由基的協(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)明提供的泥質(zhì)砂巖鈾礦活化方法不僅可以有效氧化U(Ⅳ)，還可以通過形成大量鈾酰硫酸根離子增加U(Ⅵ)與黏土的靜電排斥力，提升鈾的浸出效率；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：張祥偉,朱潤良,陳情澤,鄧方鑫,劉紅梅,朱建喜,沈偉,何宏平
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(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