CHƢƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
2.2.3. Dung dịch hòa tách quặng
Quặng khu vực Pà Lừa thuộc vùng bồn trũng Nông Sơn (Quảng Nam), gồm quặng chƣa phong hoá (CPH), bán phong hoá (BPH) và phong hóa (PH) có hàm lƣợng trung bình từ 0,016 0,058% U. Thành phần quặng bằng phƣơng pháp phân tích so mầu và phƣơng pháp phân tích khối phổ plasma cảm ứng (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer - ICP-MS) đƣợc đƣa ra trong bảng 2.6. Kết quả cho thấy, khoáng vật chủ yếu của quặng cát kết này là quarts (SiO2), albite (NaAlSi3O8), glauconite ((K,Na)(Fe+3,Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2), calcite (CaCO3), kaolinite (Al2Si2O5(OH)4), sericite (K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O), illite ((KH3O)Al2Si3AlO10(OH)2), siderite (FeCO3), sphene (CaO.SiO2.TiO2) và nasturani ((U,Th)O2.(O0,5-3)UO3.xPbO).
Bảng 2.6: Thành phần một số kim loại có trong quặng
Số
TT Nguyên tố Thành phần (%)
Quặng CPH Quặng BPH Quặng PH
1 U 0,0529 0,0578 0,0160 2 Si 73,2001 75,8010 77,9008 3 Al 5,3617 6,2260 5,0702 4 K 1,9253 2,1535 1,7089 5 Fe 1,0994 1,1387 0,8162 6 Ca 0,9312 0,2323 0,0199 7 Na 0,7108 0,6092 0,0345 8 Mg 0,2766 0,3125 0,1830 9 Cu 0,1374 0,0605 0,0012 10 Ba 0,1362 0,0887 0,0489 11 Ti 0,1024 0,1177 0,0812 12 Zn 0,0709 0,0668 0,0039 13 V 0,0616 0,0818 0,1236 14 Mn 0,0339 0,0294 0,0049 15 Al 5,3617 6,2260 5,0702
Bằng kỹ thuật hòa tách với axit H2SO4 sau đó rửa với các mức tuần hoàn dung dịch khác nhau đến khi hàm lƣợng urani trong dụng dịch sau rửa không đổi và cuối cùng điều chỉnh pH thu đƣợc các dung dịch có tỷ trọng d = 1,05 – 1,105 g/ml. Giá trị tỷ trọng các dung dịch hịa tách có thể khác nhau do số lần tuần hoàn rửa bã quặng để thu dung dịch khác nhau. Số liệu về tỷ trọng các dung dịch hòa tách cho thấy các dung dịch này nặng hơn so với dung mơi nƣớc. Điều này có thể ảnh hƣởng tới sự di chuyển của các ion trong dung dịch, đặc biệt là sự khuếch tán các anion trong mao quản của các hạt nhựa dẫn đến giảm sự tiếp xúc của ion uranyl với ion trao đổi của nhựa cũng nhƣ động học của quá trình hấp thu. Tuy nhiên nếu rửa bã quặng nhiều lần sẽ làm loãng dung dịch hòa tách, giảm nồng độ urani trong dung dịch và ảnh hƣởng đến quá trình xử lý dung dịch tiếp theo. Do vậy kỹ thuật hòa tách và rửa bã quặng để thu dung dịch rất đƣợc quan tâm.
Quặng chứa lƣợng lớn khống vật cacbonat nên chi phí axit là đáng kể (40 – 50 kg/tấn), hàm lƣợng sulfate trong dung dịch hòa tách ~ 40 g/l, tiếp theo là sắt, nhôm, các kim loại kiềm, kiềm thổ. Nồng độ mangan cũng rất đáng kể là do mangan là nguyên tố đƣợc bổ sung khi hoà tách để chuyển một cách gián tiếp U(IV) thành U(VI). Nồng độ silic trong dung dịch là không đáng kể do khi tiếp xúc với axit mạnh, silic trong quặng tạo ra sản phẩm dạng kết tủa.
Bảng 2.7: Thành phần chính của dung dịch hịa tách quặng bằng axit sulphuric
Nguyên tố Nồng độ, g/l Nguyên tố Nồng độ, g/l Nguyên tố Nồng độ, g/l
U 0,7005 V 0,0287 Sb 0.0014 Mn 4,4244 Sr 0,0248 Yb 0,0012 Al 4,3501 Ti 0,0168 Rb 0,0010 Fe 3,1910 Ni 0,0113 Pb 0,0007 Mg 0,9261 As 0,0098 Zr 0,0006 Zn 0,6502 Th 0,0097 Ge 0,0006 Ca 0,3108 Co 0,0062 Ga 0,0005 Si 0,2041 Cr 0,0047 Pd 0,0004 P 0,1534 Se 0,0021 Mo 0,0003 La 0,0918 Eu 0,0018 Sc 0,0002 Ce 0,0910 Hf 0.0017 Nb 0.0001