[01701378]低品位铀矿微生物浸出技术研究

本项目来源于江西省教育厅产学研合作项目,计划名称为：“低品位铀矿微生物浸出技术研究”,编号为GJJ09008。 微生物浸出技术是一种成本较低、能够将低品位铀资源高效开发的环境友好型技术,是铀资源提取技术的重点研究领域之一。低品位铀矿微生物浸出技术的研究可以推动微生物湿法冶金领域的技术进步及其工业应用,降低矿石开采品位、提高资源回收率、扩大资源赋存量,提高经济、社会与环境效益,可推广应用于南方硬岩铀矿。 （1）微生物浸铀原理主要可概括为以下三点： ① 细菌在氧化矿石中的黄铁矿时,所产生的硫酸和硫酸高铁是浸出铀的理想溶剂。 ② 在细菌和硫酸铁的作用下,金属硫化物晶格被破坏,使得包裹在金属硫化物中的铀暴露出来,改善矿石的渗透性。硫酸和硫酸铁的共存,可提高反应界面浸出剂的质量浓度,加快铀的浸出。 ③ 细菌可氧化金属硫化物和溶液中的亚铁,为浸出铀矿石提供所需的氧化剂,同时,细菌氧化使浸出剂再生而循环使用。 （2）实际达到的性能指标： 1)初步探明山南矿铀矿石堆浸过程中耗酸量过大与矿石中含较多磷灰石和方解石有关。邹家山矿铀矿石堆浸后的矿石中粘土化现象发育普遍,是造成浸堆板结的主要原因。 2)选育获得适应于低品位铀矿石溶浸体系的优良菌群05B,该菌群由中高温条件下具有良好适应能力和氧化活性的多种嗜酸性微生物所组成,对氟和高矿化度铀矿石酸化液具有强适应能力,可耐受高达2.4g/L的氟浓度,为国内首创;最适生长温度为35-45℃,最适接种pH值为1.5-1.7,适合于低品位铀矿石的浸出。菌群05B具有自主知识产权,其专利正在申报之中。 3)优化了菌群的培养工艺,在挂膜及补铁条件下,铁氧化速率可高达1 g/L·h以上;利用装有弹性填料的三级连续培养体系,可快速氧化吸附尾液中的二价铁,提高其Eh值,再生溶浸菌液,运行234h时总体稀释率为1/d,400h时总体稀释率为3/d。系统体积生产率完全满足浸矿尾液再循环对氧化还原电位（Eh＞520mv）、总体积和铁浓度的要求,可实现溶浸菌液的快速再生。 4)优化了低品位铀矿石的微生物柱浸工艺参数,在原矿品位仅为0.0626%的条件下,渣计浸出率高达87.70%-88.53%,耗酸率仅为5.36%-5.37%,远优于浸出率70%,酸耗9%的任务指标;以渣计浸出率80%为指标,浸出周期也低于任务指标所规定的120天。 （3）成果的创造性、先进性、适用范围 选育获得适应低品位铀矿石溶浸体系的优良菌群05B,该菌群铁氧化活性强,对氟和高矿化度铀矿石溶浸液具有强适应能力,可耐受高达2.4g/L的氟浓度,在国内尚属首创。 优化了菌群的培养工艺,在挂膜及补铁条件下,铁氧化速率可高达1 g/L·h以上;利用装有弹性填料的三级连续培养体系,可快速氧化吸附尾液中的二价铁,提高其Eh值,再生溶浸菌液,溶浸液再生速度居国内领先地位。 优化了低品位铀矿石的微生物柱浸工艺参数,在原矿品位仅为0.0626%的条件下,渣计浸出率高达87.70%-88.53%,耗酸率仅为5.36%-5.37%。浸出成本和浸出率指标达到国内领先水平。 研究成果较好地解决了目前低品位铀矿石溶浸中存在的酸耗高、浸出率低和周期长等问题,可以解决低品位铀矿石浸出成本高的难题,为扩大试验和工业化试验提供了优良的冶金菌群和工艺参数。在此基础上可进一步开展工业化试验,成功后,可以降低铀矿石开采品位、提高资源回收率、扩大资源赋存量,提高经济、社会与环境效益,可推广应用于南方硬岩铀矿。菌群05B及其培养工艺转入国防科工局核能开发项目进一步研究应用。 （4）推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见 按设计达到了预期的研究目标,主要技术指标超过了计划指标,为实现我国大量赋存的低品位铀矿石的微生物浸出打下了良好的基础。若要进行推广应用还需进行吨级扩大试验及千吨级现场试验进行逐级放大验证,获得优化的工业生产工艺参数。 我国目前已查明的铀资源储量大多数赋存于南方硬岩中,其中相当大的一部分为低品位（0.1－0.03％）铀矿。本项技术具有浸铀成本低,铀资源回收率高的优点,可以降低铀矿石经济开采品位、提高资源回收率、扩大资源赋存量,具有良好的应用前景,可推广应用于南方硬岩铀矿的低品位铀矿石的微生物浸出。