[口头报告]CO2+O2地浸采铀过程中黄铁矿的行为-以中国东北部松辽盆地钱家店铀矿床为例

CO2+O2地浸采铀过程中黄铁矿的行为-以中国东北部松辽盆地钱家店铀矿床为例
编号：2582 稿件编号：2005 访问权限：私有 更新：2023-04-11 21:24:35 浏览：395次 口头报告

报告开始：2023年05月07日 10:55 （Asia/Shanghai）

报告时间：10min

所在会议：[16A] 16A、矿产与资源 » [16A-2] 16A-2 矿产与资源>铀矿

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摘要
在砂岩型铀矿中，黄铁矿作为一种还原剂不仅控制着铀的成矿（Song et al., 2019; Yue et al., 2020）而且影响着铀的浸出。黄铁矿在地浸过程中不仅会消耗氧化剂进而降低铀的浸出效率，而且自身溶蚀产生的离子组分会在一定的物理化学条件下吸附溶浸液中的铀，发生共沉淀以及堵塞微孔隙。前人对地浸采铀过程中黄铁矿的研究主要集中在水化学方面，而对CO2 + O2中性地浸采铀过程中黄铁矿与铀矿物、方解石矿物共存时的矿物浸出行为研究较少。因此，为了研究黄铁矿在中性CO2+O2浸出条件下的行为，采集了钱家店IV号铀矿床姚家组下段含铀矿石，对其进行搅拌浸出实验并对反应前后的固体矿样进行制片TIMA扫面和镜下观察。同时运用数值模拟软件PHREEQC模拟研究了地浸中黄铁矿的氧化反应过程及其与铀矿物、方解石共存时的行为。
研究表明：（1）浸出之后，黄铁矿颗粒由之前的80-100um转变为30-60um，60-80um转变为10-30um。其原因可能是黄铁矿集合体受到含氧水沿裂隙溶蚀的影响而开裂，使颗粒尺寸变小并增加了黄铁矿的暴露。（2）黄铁矿的氧化溶解将改变水溶液中的Eh、pH值，并释放出Fe2+和SO42-。释放出的Fe2+会被氧化成Fe3+，在氧气充足的条件下(超过3.5 mol )，可能形成与黄铁矿共生的铁氧化物和氢氧化物。（3）黄铁矿与铀矿物共存体系中，黄铁矿会竞争消耗氧气（Qiu et al., 2022），进而抑制铀矿物的氧化溶解(在3.5 mol之前)，但当黄铁矿完全氧化耗尽之后，其产生的离子组分则会极大地促进铀矿物的浸出。（4）在黄铁矿、铀矿物和方解石共存时，方解石会优先消耗酸，同时黄铁矿会优先消耗O2，共同抑制铀矿物(在3.5 mol之前)的溶解和氧化。随着气体的不断通入导致体系中O2和CO2过量之后，铀矿物大量氧化溶解。当CO2过量时，溶解的方解石会发生饱和沉淀反应，3.8 mol后发生二次沉淀，这可能会导致矿层的堵塞与渗透性降低等问题。
在地浸过程中，黄铁矿被氧化溶解之后，即由固态转为液态，会增加矿层孔隙度有利于流体运移，同时会使浸出体系pH，Eh降低，影响其它矿物。释放的离子组分如Fe2+，Fe3+会在中性体系产生沉淀，包裹铀矿物或堵塞孔隙，但作为氧化剂会加速铀的氧化。本研究加深了在CO2+O2浸出采铀过程中黄铁矿对铀矿物影响的认识，即当黄铁矿存在时会抑制铀矿物的浸出，当其完全消耗后则会促进铀矿物的溶解，对合理调控地浸中CO2 和 O2浓度使黄铁矿充分消耗，进而强化铀的浸出具有一定的指示意义。
关键字
地浸采铀,黄铁矿,钱家店,砂岩型铀矿,PHREEQC
报告人
范元清
硕士研究生 成都理工大学

稿件作者
范元清 成都理工大学
宋昊 成都理工大学
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