從酸法地浸液中吸附鈾的鉬中毒樹脂解毒處理

聞振乾，姚益軒,胥國龍,何 柯,鄭劍平,張 翀

(1.核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149;2.中南大學 化學化工學院，湖南 長沙 410083)

從酸法地浸液中吸附鈾的鉬中毒樹脂解毒處理

聞振乾1,2，姚益軒1,胥國龍1,何 柯1,鄭劍平1,張 翀1

(1.核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149;2.中南大學 化學化工學院，湖南 長沙 410083)

研究了采用離子交換法對從酸法地浸液中吸附鈾的鉬中毒樹脂的解毒處理，考察了解毒劑NaOH濃度、解毒接觸時間及解毒劑體積對樹脂解毒的影響。試驗結果表明：在解毒劑NaOH質(zhì)量濃度100 g/L、接觸時間60 min、無需添加輔助劑條件下，解毒劑用量為5 BV時，樹脂鉬去除率達91.2%，解毒后樹脂吸附鈾的飽和容量可恢復至初始時的99%。

地浸采鈾；離子交換樹脂；鉬；中毒；解毒

某砂巖型鈾礦床采用酸法地浸工藝開采鈾，浸出液中的鈾采用弱堿性陰離子交換樹脂吸附—酸性氯化鈉溶液淋洗—氫氧化鈉沉淀工藝加以回收。浸出液中Mo質(zhì)量濃度在2 mg/L左右，添加氧化劑浸出時可達8 mg/L。采用陰離子交換樹脂吸附鈾時，Mo以陰離子形式被吸附，用0.05 mol/L H2SO4+1.0 mol/L NaCl溶液作淋洗劑，鈾的淋洗效果較為理想[1]，但Mo很難被洗脫。隨著吸附—淋洗循環(huán)次數(shù)增加，樹脂上Mo含量也逐漸提高。9次吸附—淋洗循環(huán)后，樹脂上積累大量Mo，致使樹脂發(fā)生鉬中毒，嚴重影響其對鈾的吸附效果。因此，研究樹脂鉬中毒機制及解毒措施有重要意義。

針對鈾鉬伴生礦的綜合回收及溶液中鈾鉬分離等方面的研究已有較多。孫南華[2]采用陰離子交換樹脂從堆浸酸性浸出液中綜合回收鈾鉬，先采用0.8 mol/L NaCl+0.025 mol/L H2SO4淋洗鈾，再用4%NaOH+0.3 mol/L NaCl淋洗鉬，實現(xiàn)了鈾鉬綜合回收；張小平等[3]研究贛南鈾鉬共生礦時采用離子交換樹脂同時吸附浸出液中的鈾和鉬，然后用0.8 mol/L NaCl+0.05 mol/L H2SO4溶液淋洗鈾，再用5%～10% NH4OH淋洗鉬，取得了理想的鈾鉬分離效果。因此，借鑒鈾鉬綜合回收技術，研究處理提鈾樹脂鉬中毒問題。

1 試驗部分

1.1試劑與儀器

氫氧化鈉，分析純，北京化工廠產(chǎn)品；D301離子交換樹脂，杭州爭光樹脂有限公司產(chǎn)品，物理參數(shù)見表1。

表1 離子交換樹脂物理參數(shù)

GALA計量泵，普羅名特公司；雷磁pHS-3B型pH計，上海雷磁儀器廠；離子交換柱：有機玻璃管，內(nèi)徑15 mm，高1 000 mm，裝樹脂70 mL，樹脂層高810 mm。

1.2試驗原理

1.2.1樹脂對鉬的吸附

1.2.2從樹脂上解吸鉬

解吸過程中，樹脂官能團上吸附的鉬主要發(fā)生如下反應：

1.3試驗方法

離子交換樹脂取自某地浸鈾水冶廠離子交換塔，經(jīng)13次吸附—淋洗循環(huán)，樹脂中鈾質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL，鉬質(zhì)量濃度為21.0 mg/mL。取一定體積載鉬樹脂裝入離子交換柱，常溫下，先用清水洗滌，再以一定流速通入解吸劑NaOH溶液，每隔一段時間對解吸液取樣，分析其中Mo質(zhì)量濃度。

2 試驗結果與討論

2.1NaOH質(zhì)量濃度對Mo解吸效果的影響

以不同質(zhì)量濃度NaOH溶液為解吸劑，對載鉬樹脂進行淋洗解吸。常溫下，控制接觸時間60 min，NaOH質(zhì)量濃度對Mo解吸效果的影響如圖1所示。可以看出：隨NaOH質(zhì)量濃度提高，Mo解吸效果增強；NaOH質(zhì)量濃度較低時，解吸曲線“拖尾”嚴重；NaOH質(zhì)量濃度超過100 g/L，解吸效果變化不大。考慮到從解吸液中回收Mo時，Mo質(zhì)量濃度越高越好，所以應適當提高NaOH質(zhì)量濃度，因此，確定NaOH質(zhì)量濃度以100 g/L為宜。

圖1 NaOH質(zhì)量濃度對Mo解吸效果的影響

2.2接觸時間對Mo解吸效果的影響

NaOH質(zhì)量濃度100 g/L，常溫下，解吸劑與樹脂的接觸時間對解吸效果的影響試驗結果如圖2所示。

圖2 接觸時間對Mo解吸效果的影響

由圖2看出，隨解吸接觸時間從45 min延長至60 min，解吸液中鉬質(zhì)量濃度峰值推后且增高。說明降低解吸劑流速，解吸劑與樹脂接觸時間延長，與樹脂上Mo離子的反應更充分，解吸效果更好。因此，在解吸操作條件允許情況下，可以適當延長解吸接觸時間。

2.3解吸體積對Mo解吸效果的影響

解吸液中的Mo和NaOH質(zhì)量濃度與解吸劑體積密切相關。在NaOH質(zhì)量濃度100 g/L、接觸時間60 min條件下，解吸液中Mo與NaOH質(zhì)量濃度隨解吸體積的變化曲線如圖3所示。

圖3 解吸體積對Mo解吸效果的影響

2.4解毒后樹脂吸附鈾的效果

相同條件下，對新樹脂、中毒未處理樹脂和解毒樹脂吸附鈾的效果進行對比，試驗結果見表2。

表2 中毒樹脂解毒前后吸附鈾效果對比

從表2看出：與新樹脂相比，中毒樹脂對鈾的吸附飽和容量下降了33.7%，解毒后樹脂吸附鈾的飽和容量可恢復至初始時的99%左右，解毒效果良好。

3 結論

采用弱堿性陰離子交換樹脂吸附酸性浸出液中的鈾時，Mo同時以陰離子形式被吸附，致使樹脂發(fā)生鉬中毒，對鈾的吸附容量下降。采用100 g/L NaOH溶液作解吸劑，在接觸時間60 min、解吸體積5 BV條件下，可將樹脂中91.2%的鉬解吸下來，處理后的樹脂對鈾的飽和吸附容量可恢復至初始時的99%，處理效果較好。

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TreatmentofResinPoisonedbyMolybdenuminAcidicIn-situLeachingSolutionContainingUranium

WEN Zhenqian1,2,YAO Yixuan1,XU Guolong1,HE Ke1,ZHENG Jianping1,ZHANG Chong1

(1.BeijingResearchInstituteofChemicalEngineeringandMetallurgy,CNNC,Beijing101149,China; 2.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,CentralSouthUniversity,
Changsha410083,China)

Treatment and regeneration of resin poisoned by Mo during recovery of uranium from in-situ leaching solution was studied.The effects of caustic soda concentration,contact time and regeneration reagent volume on resin regeneration were examined.The results show that under the conditions of caustic soda concentration of 100 g/L,contact time of 60 minutes,without any other auxiliary additives,the regenerating rate is 91.2% as the volume of regeneration reagent 5 times bed volumes.Uranium loading capacities on regenerated resin can reach as 99% of new resins.

in-situ leaching solution;ion exchange resin;molybdenum;poisoning;regeneration

TL212;TQ425

A

1009-2617(2017)05-0397-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.05.011

2016-09-22

聞振乾(1980-)，男，山東郯城人，博士研究生，高級工程師，主要研究方向為鈾礦采冶及多金屬礦的濕法冶金。

E-mail:wenzhenqian2002@163.com。