从酸法地浸液中吸附铀的钼中毒树脂解毒处理

闻振乾，姚益轩,胥国龙,何 柯,郑剑平,张 翀

(1.核工业北京化工冶金研究院，北京 101149;2.中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410083)

从酸法地浸液中吸附铀的钼中毒树脂解毒处理

闻振乾1,2，姚益轩1,胥国龙1,何 柯1,郑剑平1,张 翀1

(1.核工业北京化工冶金研究院，北京 101149;2.中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410083)

研究了采用离子交换法对从酸法地浸液中吸附铀的钼中毒树脂的解毒处理，考察了解毒剂NaOH浓度、解毒接触时间及解毒剂体积对树脂解毒的影响。试验结果表明：在解毒剂NaOH质量浓度100 g/L、接触时间60 min、无需添加辅助剂条件下，解毒剂用量为5 BV时，树脂钼去除率达91.2%，解毒后树脂吸附铀的饱和容量可恢复至初始时的99%。

地浸采铀；离子交换树脂；钼；中毒；解毒

某砂岩型铀矿床采用酸法地浸工艺开采铀，浸出液中的铀采用弱碱性阴离子交换树脂吸附—酸性氯化钠溶液淋洗—氢氧化钠沉淀工艺加以回收。浸出液中Mo质量浓度在2 mg/L左右，添加氧化剂浸出时可达8 mg/L。采用阴离子交换树脂吸附铀时，Mo以阴离子形式被吸附，用0.05 mol/L H2SO4+1.0 mol/L NaCl溶液作淋洗剂，铀的淋洗效果较为理想[1]，但Mo很难被洗脱。随着吸附—淋洗循环次数增加，树脂上Mo含量也逐渐提高。9次吸附—淋洗循环后，树脂上积累大量Mo，致使树脂发生钼中毒，严重影响其对铀的吸附效果。因此，研究树脂钼中毒机制及解毒措施有重要意义。

针对铀钼伴生矿的综合回收及溶液中铀钼分离等方面的研究已有较多。孙南华[2]采用阴离子交换树脂从堆浸酸性浸出液中综合回收铀钼，先采用0.8 mol/L NaCl+0.025 mol/L H2SO4淋洗铀，再用4%NaOH+0.3 mol/L NaCl淋洗钼，实现了铀钼综合回收；张小平等[3]研究赣南铀钼共生矿时采用离子交换树脂同时吸附浸出液中的铀和钼，然后用0.8 mol/L NaCl+0.05 mol/L H2SO4溶液淋洗铀，再用5%～10% NH4OH淋洗钼，取得了理想的铀钼分离效果。因此，借鉴铀钼综合回收技术，研究处理提铀树脂钼中毒问题。

1 试验部分

1.1试剂与仪器

氢氧化钠，分析纯，北京化工厂产品；D301离子交换树脂，杭州争光树脂有限公司产品，物理参数见表1。

表1 离子交换树脂物理参数

GALA计量泵，普罗名特公司；雷磁pHS-3B型pH计，上海雷磁仪器厂；离子交换柱：有机玻璃管，内径15 mm，高1 000 mm，装树脂70 mL，树脂层高810 mm。

1.2试验原理

1.2.1树脂对钼的吸附

1.2.2从树脂上解吸钼

解吸过程中，树脂官能团上吸附的钼主要发生如下反应：

1.3试验方法

离子交换树脂取自某地浸铀水冶厂离子交换塔，经13次吸附—淋洗循环，树脂中铀质量浓度为0.1 mg/mL，钼质量浓度为21.0 mg/mL。取一定体积载钼树脂装入离子交换柱，常温下，先用清水洗涤，再以一定流速通入解吸剂NaOH溶液，每隔一段时间对解吸液取样，分析其中Mo质量浓度。

2 试验结果与讨论

2.1NaOH质量浓度对Mo解吸效果的影响

以不同质量浓度NaOH溶液为解吸剂，对载钼树脂进行淋洗解吸。常温下，控制接触时间60 min，NaOH质量浓度对Mo解吸效果的影响如图1所示。可以看出：随NaOH质量浓度提高，Mo解吸效果增强；NaOH质量浓度较低时，解吸曲线“拖尾”严重；NaOH质量浓度超过100 g/L，解吸效果变化不大。考虑到从解吸液中回收Mo时，Mo质量浓度越高越好，所以应适当提高NaOH质量浓度，因此，确定NaOH质量浓度以100 g/L为宜。

图1 NaOH质量浓度对Mo解吸效果的影响

2.2接触时间对Mo解吸效果的影响

NaOH质量浓度100 g/L，常温下，解吸剂与树脂的接触时间对解吸效果的影响试验结果如图2所示。

图2 接触时间对Mo解吸效果的影响

由图2看出，随解吸接触时间从45 min延长至60 min，解吸液中钼质量浓度峰值推后且增高。说明降低解吸剂流速，解吸剂与树脂接触时间延长，与树脂上Mo离子的反应更充分，解吸效果更好。因此，在解吸操作条件允许情况下，可以适当延长解吸接触时间。

2.3解吸体积对Mo解吸效果的影响

解吸液中的Mo和NaOH质量浓度与解吸剂体积密切相关。在NaOH质量浓度100 g/L、接触时间60 min条件下，解吸液中Mo与NaOH质量浓度随解吸体积的变化曲线如图3所示。

图3 解吸体积对Mo解吸效果的影响

2.4解毒后树脂吸附铀的效果

相同条件下，对新树脂、中毒未处理树脂和解毒树脂吸附铀的效果进行对比，试验结果见表2。

表2 中毒树脂解毒前后吸附铀效果对比

从表2看出：与新树脂相比，中毒树脂对铀的吸附饱和容量下降了33.7%，解毒后树脂吸附铀的饱和容量可恢复至初始时的99%左右，解毒效果良好。

3 结论

采用弱碱性阴离子交换树脂吸附酸性浸出液中的铀时，Mo同时以阴离子形式被吸附，致使树脂发生钼中毒，对铀的吸附容量下降。采用100 g/L NaOH溶液作解吸剂，在接触时间60 min、解吸体积5 BV条件下，可将树脂中91.2%的钼解吸下来，处理后的树脂对铀的饱和吸附容量可恢复至初始时的99%，处理效果较好。

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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

闻振乾(1980-)，男，山东郯城人，博士研究生，高级工程师，主要研究方向为铀矿采冶及多金属矿的湿法冶金。

E-mail:wenzhenqian2002@163.com。