微生物浸矿技术在铀矿堆浸中应用的研究

微生物浸矿技术以其能耗低、浸出周期短等特点,广泛应用于各矿山。本文主要介绍了国内外微生物堆浸浸铀技术的发展历程,研究进展以及目前存在的问题。     

铀矿石物质组成对微生物浸铀工艺的影响

介绍了微生物浸铀机理,探讨矿石物质组成与微生物浸铀工艺的关系,对矿石的矿物成分、化学成分、铀赋存状态、黄铁矿等影响浸出工艺的因素进行了讨论。     

浸铀微生物活性影响因素研究

本文基于本项目组近年来在微生物浸铀方面的成果,以及国内外在此方面的研究新进展,在微生物浸铀过程中,对影响微生物活性的因素进行了探究,研究发现：在微生物浸铀过程中,不同的影响因素,如温度、酸度、以及离子浓度等,在影响微生物活性的同时,对铀矿的浸出率有着直接的影响。     

酸化酸度对微生物浸铀的影响

通过对酸化起始酸度和浸出率的分析,初步探讨了酸化酸度与微生物浸铀的酸耗及铀的浸出率之间的关系。结果表明,较高的起始酸度可明显提高铀的浸出率。对于不同的矿石,应采取不同的起始酸度,但酸化的起始酸度不宜过低,否则对缩短浸出时间和提高浸出率不利,30～40g/L的硫酸作为起始酸度比较合适,如矿石粒度较大,应考虑用30g/L以上的硫酸起始酸化。     

硬岩铀矿快速高效微生物池浸方法

与传统的酸法浸铀方法相比,微生物浸铀具有浸铀强度高、浸铀速度较快以及浸出液铀浓度较高的优势,但在微生物堆浸浸铀实践中较普遍存在不同程度的铁沉淀板结,为解决这一难题,采用某硬岩铀矿山的粒度10 mm左右、品位为0.281%铀矿石开展了池式微生物浸铀方法试验研究,改堆浸方式为池浸,采用体外繁殖浸铀细菌以生产菌液,并将传统的微生物堆浸的酸化、植菌、浸铀三个阶段合为酸性菌液浸铀一个阶段。渣计铀品位0.025%,渣计浸出率89.56%,平均铀浓度137 mg/L,最高铀浓度2 560 mg/L,浸铀时间48 d,耗酸量7.37%,浸铀总液固比8.93。该方法解决了浸出过程中的铁沉淀板结难题,并有效缩短了浸铀回次周期。     

某铀矿石微生物浸出性能及影响因素研究

为评估微生物浸出某铀矿石的应用前景,设计正交实验,在不同初始pH值、接种量、浸出时间和固液比条件下,分别开展了嗜铁钩端螺旋菌、嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸喜温硫杆菌浸出某铀矿石的研究。三株微生物对某铀矿石的最高浸出率均高于97%。浸出过程中,微生物浸出体系的pH值均呈下降趋势,Eh值均呈上升趋势。初始pH值、接种量、浸出时间和固液比四个因素对三株微生物的浸出均有影响,但对不同微生物浸铀的影响存在区别。影响嗜铁钩端螺旋菌浸出的主要因素是接种量,而嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸喜温硫杆菌的浸出主要受初始pH值的影响。     

某铀矿床矿石酸、碱柱浸试验研究

为探讨某铀矿床矿石浸出性能,获得不同浸出工艺条件下铀矿浸出特征及相关参数,分别对铀矿石进行了酸法与碱法柱浸对比试验。试验结果表明,酸法浸出效果远远优于碱法浸出效果,其铀浸出率约为碱浸3倍,平均铀浓度高于碱浸3.7倍,且酸度越高,浸出液铀浓度越高,铀浸出速度越快。酸法浸出是该铀矿床可行的铀浸出工艺。     

华南某花岗岩型铀矿床矿石地质特征对铀浸出动力学的影响

华南花岗岩型铀矿床是我国重要的铀资源之一,主要采用堆浸法提取铀.本文实验研究了铀矿石的地质地球化学特征对铀浸出的影响.根据地质地球化学特征,铀矿石可以分为2个类型,Ⅰ类是发育赤铁矿化,呈暗红色,Fe2O3含量较高,Ca、Ma、Al含量较低;Ⅱ类是发育绢云母化和碳酸盐化,呈灰绿色,Fe2O3含量较低,Ca、Ma、Al含量较高.铀浸出动力学受表面化学反应控制,矿石的地质地球化学特征对铀的浸出有显著影响,Ⅰ类矿石铀的浸出率、铀浓度和浸出速率常数显著高于Ⅱ类矿石.矿石中的赤铁矿为铀浸出提供氧化剂Fe3＋,从而促进铀的浸出;碳酸盐矿物一方面消耗酸,另一方面形成沉淀物,从而对铀浸出产生不利影响.     

含铀凋落物腐解前后微生物群落结构特征及多样性分析

采集含铀凋落物腐解前后土壤样本,通过Illumina Miseq高通量测序技术研究腐解前后土壤微生物的多样性及群落结构,解析含铀凋落物腐解前后土壤微生物群落结构特征及其变化规律,为发掘潜在含铀生物质降解菌种提供理论基础。通过高通量测序,分别获得158 781条细菌和242 198条真菌的有效序列,菌群Alpha分析显示,腐解后细菌的多样性和丰富度增加,真菌的多样性和丰富度减少。通过微生物群落结构解析,发现腐解前后门水平上始终存在的优势菌群,细菌中为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌中为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、unclassified_Fungi和被孢囊门(Mortierellomycota)。结果表明,含铀凋落物腐解后,凋落物内的铀被释放到土壤中,改变了土壤微生物群落结构。腐解后土壤中可识别的优势菌群功能主要集中在对纤维素、半纤维素、木质素的降解和铀的浸出。热酸菌属(Acidothermus)和软盘菌属(Mollisia)可能是降解凋落物和浸出铀较好的微生物组合。     

宏粒子强化真菌浸矿研究

真菌浸出是一种具有发展潜力的新型生物浸矿方法,但需研发强化浸出技术提高浸出率。研究了陶瓷颗粒和玻璃珠两种宏粒子强化黑曲霉浸铀。结果表明:两种宏粒子均可提高铀的浸出率。宏粒子的粒径和加入量对黑曲霉浸铀效果有明显影响。加入1 mm、50 g/L的陶瓷颗粒,铀浸出率为71.11%,比对照组提高了6.19%;加入1 mm、20 g/L的玻璃珠,铀浸出率为76.04%,比对照组提高了11.12%。     

某难处理多金属矿石综合浸出铀、铜、银试验研究

针对某难浸铀矿石,采用“氯化焙烧-硫酸浸出”工艺进行处理提取铀、铜、银。研究结果表明,最佳氯化焙烧实验条件为氯化钠用量6%,氯化焙烧温度 460 ℃,氯化焙烧时间2 h,焙烧液固比0.2∶1。对氯化焙烧后的矿样进行硫酸浸出,浸出条件为:硫酸浓度30 g/L、浸出时间30 min、浸出温度70 ℃、液固比2∶1,此时金属离子铀、铜、银的浸出率分别为铀85.08%、铜95.82%、银91.80%。     

某砂岩型铀矿床矿石酸法柱浸试验研究

为论证某砂岩铀矿铀浸出工艺,并获得浸铀试验工艺参数,设置了19组柱浸试验,选择其中4组作为试验研究主体,研究在0.2 g/L KMnO_4条件下,不同酸度条件铀浸出性能。试验结果表明,随着溶浸液硫酸浓度的增高,浸出液平均铀浓度及最高铀浓度明显增高,在加氧化剂(KMnO_4)条件下,浸铀速度快,铀浸出率可达90%以上,该矿床适合酸法浸出工艺。研究结果对确定该矿床酸法地浸工艺参数具有参考价值。     

茶园有益微生物及其微生态效应研究进展

对茶园固氮微生物、菌根真菌、耐酸铝微生物、茶树病害拮抗微生物及其微生态效应的研究进展进行了综述 ,对茶园有益微生物研究中的问题及发展方向进行了讨论     

我国某地浸铀矿床矿石浸出性能研究

结合某地浸资源的铀矿床室内碱法试验,进行了氧化剂的种类、质量浓度和溶浸剂的种类、质量浓度选择试验,并研究了反应时间铀浸出率的影响。结果表明,碳酸(碳酸氢)钠盐或铵盐是良好的溶浸剂,铀浸出率可达到80%;氧化剂质量浓度为1.0g/L双氧水可满足铀浸出需求。     

绳状青霉及其代谢产物浸铀研究

本文开展绳状青霉直接浸铀研究,探索培养温度、培养时间、接种量对铀浸出率的影响;同时开展绳状青霉代谢产物浸铀研究,探索不同pH值的绳状青霉代谢产物的铀浸出率。结果表明,当培养温度为35 ℃、培养时间为3 d、接种浓度为0.1%时,绳状青霉直接浸铀的铀浸出率为70.13%;当绳状青霉代谢产物的pH值为2.6时,铀的浸出率达到峰值,为82.58%。     

南方某铀矿床高含泥量矿石搅拌浸出试验研究

南方某铀矿床的矿石为高含泥量碎裂花岗岩型矿石,采用常规的堆浸技术,存在渗透性差、浸出率低、浸出周期长等一系列问题.为此,本次研究通过进行搅拌浸出试验,探求合理的工艺技术参数.试验研究取得了满意的结果,通过对高含泥量碎裂花岗岩型铀矿石开展搅拌浸出试验,获得了合理的技术参数和优化条件,铀浸出率可达95%以上,为今后开展现场扩大试验打下了基础,并对该类型的铀矿石缩短浸出时间,提高铀浸出率,最大限度的提高铀资源回收率和经济效益有重要研究意义.     

某铀矿原地浸出U离子的GMS模拟研究

GMS(Groundwater Modeling System)对某铀矿的原地浸出采铀中流动反应进行模拟,是一个动态的反应输运过程的模拟。在模拟中,把整个溶浸采铀过程分为酸化期、生产期和浸出末期三个阶段。模拟采用某矿山的地质参数及生产中的抽注情况,模拟结果在一定程度上反应了溶浸采矿过程中的地下水活动,对原地浸出采铀的生产甚至整个地下溶浸采矿有着重要的指导意义。     

铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的规律

针对铀矿堆浸生产中矿堆不同高度上的铀金属浸出存在的延迟现象,采用理论分析和室内柱浸试验研究铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的规律。理论分析将铀矿浸出试验柱沿柱高划分为若干个高度足够小且相等的单元体,使其中单个铀矿石颗粒的浸出符合收缩未反应核扩散控制系统模型,且任意1个单元体内所有铀矿石颗粒反应均匀,不存在延迟现象,进而以1个单元体为目标,根据溶浸剂质量守恒原理,并考虑初始溶浸剂浓度的变化,建立铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的数学模型。采用颗粒半径为2.5 mm的铀矿石进行串联柱浸试验。然后,采用数学模型对柱浸试验结果进行计算,并将模型计算结果与柱浸试验结果进行比较。研究结果表明:试验柱不同高度上铀金属浸出率存在较大差别,且模型计算值与柱浸试验值具有相同的变化趋势,表明该数学模型能较好地反映铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的延迟规律,可为预测铀矿堆浸不同高度上的浸出率提供重要参考。     

相山矿田邹家山铀矿床低品位铀矿生物堆浸试验

对相山矿田邹家山铀矿床低品位铀矿进行了生物堆浸工业试验研究,筑堆矿石量为4 133 t,原矿铀含量为0.127%。采用初始酸化酸度为30 g/L、喷淋强度为10～15 L/(m~2·h)进行酸化预浸出,细菌浸出阶段控制Fe~(3+)浓度为3 g/L左右,经过150 d的细菌浸出,铀浸出率达到91.1%,耗酸率为9.07%,而常规酸法浸出耗酸率为13%。该结果表明采用生物堆浸法能够从低品位铀矿石中经济高效地提取铀,为该类铀资源的可持续利用提供新的途径。     

应用表面活性剂进行低渗透砂岩铀矿床地浸采铀的实验研究

低渗透砂岩铀矿床的地浸开采是目前的一个技术难题.以新疆某铀矿为对象,利用搅拌浸出和柱浸实验研究了表面活性剂在低渗透铀矿地浸开采中的应用.实验中采用10 g/LH2SO4溶液作溶浸剂,并加入不同量的表面活性剂P.搅拌浸出实验结果表明,溶浸液中加入不同浓度的表面活性剂均可提高铀浸出率,在表面活性剂P的浓度为10 mg/L时其铀浸出率最高,达到92.6%.柱浸实验表明,加入10 mg/L表面活性剂P时矿石渗透系数可提高28.8%,铀的浸出率可提高32%而达到85.79%.表面活性剂降低溶浸液的表面张力,促进了铀的溶解和提高铀浸出率.低渗透砂岩铀矿床可以在溶浸液中加入适当的表面活性剂进行地浸开采.