层间氧化带型砂岩铀矿床地浸过程的热力学研究--以伊犁盆地512铀矿床为例

• 作者: 李德平 王保群 顾连兴
• 来源期刊: 地质论评
• 学科: 地球科学
• 关键词: 层间氧化带型砂岩铀矿床 地浸技术 自由能 平衡常数 氧化还原
• 年，卷（期）: 2002,（6）
• 所属期刊栏目: 研究进展
• 页码范围: 642-650
• 页数: 9页
• 分类号: P61
• 字数: 7732字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0371-5736.2002.06.022

摘要

伊犁盆地512层间氧化带型砂岩铀矿床是中国第一个工业化规模开发的地浸铀矿床,作者简要地介绍了其地质特征和地浸开发工艺,并利用较新的Gibbs自由能和平衡常数数据,对该矿床地浸处理中铀的地球化学行为进行了定量研究.首先,通过标准电动势(E0)、氧化-还原电位(Eh)的计算和分析,阐明了H2O2、硝酸盐、大气中自由氧都能提升溶液的Eh值,从而加速矿物相U4+的氧化溶解;为了节约地浸氧化剂成本,对于U4+/U6+比值不太高的矿床来说,建议充分利用大气中自由氧作氧化剂.然后,通过化学平衡计算,推导出了地下水和硫酸浸出液中铀存在形式的计算公式.计算结果表明:①512铀矿床矿体所赋存的含矿层地下水中,铀主要以碳酸铀酰类络合物形式存在,并且以UO2(CO3)4-3和UO2(CO3)2-2形式为主,并随着pH从7.31升高到8.20,UO2CO3从3.80%降低到o.06%,UO2(CO3)2-2从21.91%降低到3.12%,而UO2(CO3)4-3则从74.28%升高到96.82%;②512铀矿床硫酸浸出液中,铀主要以硫酸铀酰类络合物形式存在,其中,UO2SO4占63.28%～63.86%,UO2(SO4)2-2占16.55%～21.36%,UO2+2占15.04%～19.62%.从推导出的计算公式可以看出,硫酸浸出液中铀的存在形式随溶液pH、总SO2-4含量的变化而变化,并呈非线性关系;为了提高离子交换树脂的吸附性能,可利用文中推导出的公式进行计算,以便调节溶浸液的pH和总SO2-4含量,从而达到浸出液中铀存在形式的最佳比例关系.最后,因热力学数据对化学反应平衡计算的影响呈指数关系,在进行热力学数据计算时,必须采用较新、较准确的数据.