- Thiết bị, dụng cụ:
2. Chuẩn bị quặng
Quặng nguyên khai được gia công qua hai bậc bằng máy đập trung và máy đập nhỏ để thu nhận được quặng có kích thước ≤ 1 cm.
Giai đoạn 1: Đập qua máy đập hàm loại trung tới kích thước quặng < 40-60 mm. Giai đoạn 2: Đập quặng về kích thước ≤ 10 mm trên máy đập nhỏ. Sau đó cho
quặng đã đập sàng qua lỗ kích thước 10 mm x 10 mm. Phần quặng trên sàng được quay lại máy đập. Phần quặng dưới sàng chuyển qua cơng đoạn hịa tách.
3. Hoà tách
- Quặng được hịa tách trong cột có đường kính D = 0,105 m; chiều cao H = 1 m - Quặng có kích thước ≤10 mm
- Chất ơxy hóa MnO2 (85%), với chi phí 4 kg MnO2/tấn quặng.
Dưới đây là quy trình cơng nghệ xử lý quặng urani vùng Pà Lừa –Pà Rồng thu nhận urani kỹ thuật bằng kỹ thuật hòa tách thấm, quy mơ 10 kg/mẻ.
Trình tự thao tác:
Cơng đoạn hịa tách gồm các giai đoạn hòa tan quặng bằng axit sunfuric, rửa thu dung dịch hịa tách. Cơng đoạn này được tiến hành theo các bước sau:
1. Cân 10 kg quặng cỡ hạt ≤ 10 mm, cân 46 g MnO2 (kỹ thuật 85%) và trộn đều, sau đó nạp vào cột hoà tách. Xác định chiều cao lớp quặng trước khi hòa tách;
2. Pha dung dịch axit H2SO4 (75 g/l): V = 6,7 lít (0,3 lít axit sunfuric cơng nghiệp 97-98% + 6,4 lít nước). Chuẩn bị 6,4 lít nước, sau đó cho thật từ từ 0,3 lít axit vào, sau khi cho hết axit, khuấy đều để chuẩn bị hòa tách;
3. Chỉnh lưu lượng bơm: 4,5 ml/phút (tương đương với tốc độ bơm: 30 l/m2.h);
Tiến hành hòa tách: Trong q trình hịa tách, dung dịch hịa tách được tưới gián
đoạn qua cột.
1. Tưới liên tục dung dịch axit H2SO4 đã chuẩn bị, với lưu lượng 4,5 ml/phút, cho đến khi cho đến khi dung dịch ra khỏi cột có pH<1.
2. Tiến hành hịa tách khi bơm tồn bộ 6,7 lít dung dịch axit đã chuẩn bị; 3. Thu toàn bộ dung dịch đã chảy qua cột làm dung dịch hòa tách;
4. Rửa bằng axit sunfuric lỗng. Thể tích rửa là: 2 lít, một ngày bơm 2 giờ. Sau đó lặp lại quá trình như trên.
5. Thu tồn bộ dung dịch rửa.
Cơng việc cấp dung dịch vào cột đều được thực hiện bằng cách bơm qua bộ phận phân phối dòng dạng phun mưa trên khắp bề mặt lớp quặng.
Theo dõi và thu thập số liệu:
1. Đo chiều cao lớp quặng trước và sau hòa tách;
2. Xác định thời gian tưới và thời gian ló dung dịch ra khỏi cột của các lần tưới; 3. Xác định thể tích dung dịch tưới và thu được trong các lần tưới (cả giai đoạn
hòa tách và rửa);
4. Lấy mẫu và phân tích thành phần hóa học dung dịch thu được sau các lần tưới; nồng độ urani, và các tạp chất trong dung dịch hoà tách sau cùng; 5. Lấy mẫu, phân tích nồng độ urani, axit dư và các tạp chất trong dung dịch
hoà tách sau cùng;
6. Lấy mẫu và phân tích thành phần hóa học các mẫu bã quặng sau khi hịa tách theo chiều cao cột;
7. Xác định tổng thời gian hịa tách; 8. Tính hiệu suất thu hồi urani.
Như vậy, trong cơng nghệ hịa tách quặng urani bằng kỹ thuật hịa tách thấm, khâu gia cơng quặng chỉ cần hai giai đoạn đập bằng máy đập hàm có sàng kiểm tra, quặng hịa tách có kích thước ≤ 10mm, do đó tiêu hao ít năng lượng, vốn đầu tư ít hơn so với các phương pháp khác. Hiệu suất thu hồi urani đạt trên 80%, bã thải có hàm lượng urani < 0,01% đạt hàm lượng biên có thể thải bỏ. Vì trong khâu hịa tách có cơng đoạn trung hòa axit dư bằng quặng mới, do vậy pH của dung dịch hòa tách đạt khoảng 1,6 - 1,8 có thể trực tiếp trao đổi ion để thu hồi urani trong dung dịch mà không cần cơng đoạn trung hịa axit tạo ra một lượng bã khó xử lý (bã trong quá trình trung hịa axit có chứa một lượng urani cần phải tái hòa tan để thu hồi rất phức tạp và cồng kềnh).
Nhược điểm của phương pháp này là: Thời gian hịa tách dài, diện tích khu vực hịa tách lớn, quá trình nạp quặng thường tạo ra sự phân bố khơng đồng đều về kích thước hạt do đó tạo ra các kênh làm ảnh hưởng đến dòng chảy của dung dịch hòa tách dẫn đến hiệu suất hịa tách giảm. Khi triển khai ra quy mơ đống lớn hiệu suất hòa tách thường thấp hơn so với kết quả hòa tách trong phịng thí nghiệm. Chiều cao của lớp quặng hịa tách ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất thu hồi urani bằng phương pháp thấm.
KẾT LUẬN
1. Đã phân tích, đánh giá tồn diện mẫu quặng urani trên các khía cạnh đặc điểm, thành phần vật chất, thành phần khống vật, thạch học, thành phần hóa học. Qua đó cho thấy quặng urani vùng Pà Lừa là quặng cát kết nghèo, hàm lượng urani thấp (0,072% U). Ngồi urani cịn chứa một số tạp chất khác, trong đó đáng kể là sắt có hàm lượng gần 2%. Quặng chủ yếu nằm ở dạng đá tươi, sét rất ít khơng đáng kể. Các khoáng chứa urani chủ yếu ở dạng dễ tan trong axit, hàm lượng các khoáng tiêu hao axit khơng nhiều, có thể áp dụng phương pháp hòa tách bằng axit ở điều kiện thường để thu hồi urani.
2. Đã khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như kích thước hạt, thời gian, nồng độ axit, tốc độ tưới,... đến hiệu suất thu hồi urani từ quặng cát kết urani vùng Pà Lừa, huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam bằng 2 phương pháp khác nhau: hồ tách khuấy trộn, hịa tách thấm trong phịng thí nghiệm. Từ kết quả nghiên cứu cho thấy đối với đối tượng quặng nghiên cứu các phương pháp hòa tách đều cho hiệu suất thu hồi đạt trên 85% (bã quặng có hàm lượng urani <0,01%), với loại quặng urani có hàm lượng 0,072% U.
3. Đã đưa ra quy trình cơng nghệ xử lý quặng cát kết urani vùng Pà Lừa, huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam bằng kỹ thuật hòa tách thấm trong phịng thí nghiệm tiến hành trên cột nhựa PVC có chiều cao 1m, đường kính 10,5 cm và 10 kg quặng /cột, với các thông số cơ bản là: gia công quặng tới kích thước ≤ 1cm, hịa tách bằng tác nhân H2SO4, chi phí axit 50 kg/tấn quặng (tương đương 0,5 kg axit cho 10 kg quặng), chi phí chất oxy hoá MnO2 4 kg/tấn quặng (tương đương 46 g MnO2 85% cho 10 kg quặng), nồng độ tác nhân hòa tách H2SO4 là 75 g/l, tốc độ tưới dung dịch 30 l/m2.h, thời gian hoà tách dao động trong khoảng từ 20 -25 ngày, cho hiệu suất thu hồi urani đạt 87,65 %.
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ