云際礦床鈾礦石工藝礦物學研究.pdf

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1、第29卷第4期鈾礦冶Vo1．29NO．42O10年11月URANIUMMININGANDMETAIIURGYNOv．2O1O云際礦床鈾礦石工藝礦物學研究劉成東，武翠蓮，劉超，唐寶彬，梁良(1．東華理工大學放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國防重點學科實驗室，江西撫州344000；2．核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京1Ol149)摘要：在對相山礦田云際礦床鈾礦石堆浸工藝類型、礦物工藝性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，進一步探討了影響礦石堆浸的各種因素，查明了浸出渣中鈾的賦存狀態(tài)，為預(yù)測、改進、控制鈾礦石的堆浸提供了工藝礦物學基本依據(jù)。關(guān)鍵詞：鈾礦石；鈾礦物；賦存狀態(tài)；工藝礦物學中圖分類號：P57

2、文獻標志碼：A文章編號：1000—8063(2010)04—0185—07鈾礦石工藝礦物學是浸出工藝試驗研究的基液型。礦床受主斷層的次級羽狀裂隙構(gòu)造控制，礎(chǔ)。但是，以往的工藝礦物學的研究，多集中于原鈾礦化受構(gòu)造與巖性控制，礦石類型為鈾一磷灰礦石的礦物與化學組成、礦石礦物特性及結(jié)構(gòu)構(gòu)石一綠泥石型L5j。造、有用組分的賦存狀態(tài)等方面口]，而對礦石浸1．1礦石的礦物組成出過程中礦物的變化研究較少。云際礦床鈾礦石原礦中的脈石礦物有石英、長石、方解石、云在酸法堆浸過程中，礦石中的脈石礦物及礦石礦母、綠泥石、螢石、磷灰石、絹云母等；金屬礦物有物或變化或消失；鈾礦物的工藝性質(zhì)

3、、鈾的賦存狀黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦以及副礦態(tài)不斷發(fā)生變化，同時也有新礦物生成]。為了物鋯石、金紅石、磷灰石等。提高鈾的浸出率，筆者在對原礦石進行工藝礦物對原礦、中間產(chǎn)物及浸出渣分別取大樣送重學研究的基礎(chǔ)上，對浸出過程中脈石礦物、礦石礦砂分析，結(jié)果見表1。重砂礦物(密度大于2．8物的變化，有用組分和有害組分的走向等進行了g／cm。)主要有含鈾礦物、晶質(zhì)鈾礦、螢石、黃鐵跟蹤研究，以便及時掌握有用組分和有害元素賦礦、蝕變礦物等，還有少量的瀝青鈾礦、方鉛礦、磷存狀態(tài)的變化規(guī)律，及時調(diào)整改進浸出工藝?；沂?、鋯石、長石、石英、云母、碳酸鹽、磁鐵礦、重晶石、十

4、字石、輝鉬礦；輕砂礦物(密度小于2．81礦石礦物學特性g／cm。)主要有蝕變礦物、長英質(zhì)集合體、含鈾巖云際鈾礦床的含礦圍巖主要為花崗斑巖、凝屑、晶質(zhì)鈾礦(少量混入的)以及少量的石英、長灰砂巖和晶屑凝灰?guī)r，礦床成因類型屬中低溫熱石、云母、碳酸鹽、螢石、黃鐵礦、其他礦物等。表1礦石重砂礦物分析結(jié)果(質(zhì)量分數(shù))％鋯石晶質(zhì)鈾礦螢石含鈾巖屑黃鐵礦蝕變礦物方鉛礦長英質(zhì)集合體磷灰石長石重晶石石英收稿日期：201O—O5—28作者簡介：劉成東(1964?)，男，浙江蘭溪人，博士，教授，主要研究方向為核資源與環(huán)境。186鈾礦冶第29卷注：表中數(shù)據(jù)為河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局廊坊實驗室測定。

5、1．2礦石中主要脈石礦物的化學成分數(shù)高的碳酸鹽礦物，如方解石，在礦石中所占比例礦石中主要脈石礦物化學成分電子探針分析不大，以及磷、氟、鋯、鈦、鐵含量高的磷灰石、螢結(jié)果見表2?？梢?，脈石礦物可大體分2類，～類石、鋯石等，它們所占比例極低。整體而言，該礦是SiO和Al：O。質(zhì)量分數(shù)高的硅酸鹽礦物，此類石以硅鋁成分為主，鈣、鐵質(zhì)量分數(shù)不高，故鈾適礦物在礦石中占絕對優(yōu)勢；另一類是CaO質(zhì)量分宜酸法浸出。表2礦石中主要脈石礦物化學成分電子探針分析結(jié)果(質(zhì)量分數(shù))％注：1)未破碎未浸泡的原礦石探針測定統(tǒng)計；2)東華理工大學核資源與環(huán)境教育部重點實驗室測試。1．3礦石中鈾的賦

6、存狀態(tài)狀、云霧狀、斑點狀、浸染狀分布于鉀長石、磷灰該礦石中鈾的賦存狀態(tài)主要有獨立鈾礦物、石、綠泥石、石英、赤鐵礦等礦物的內(nèi)部空隙中，也類質(zhì)同象和吸附3種形式。有呈脈狀、網(wǎng)脈狀、纖維狀、角礫狀沿礦物的裂隙1．3．1鈾呈獨立鈾礦物形式存在或微裂隙分布(圖1、圖2)。從圖1、圖2可清晰主要有瀝青鈾礦、晶質(zhì)鈾礦、鈾石、釷鈾礦、鈾看出，鈾主要以瀝青鈾礦、鈾石和鈦鈾礦等獨立鈾釷石、鈦鈾礦等。這些礦物呈粒狀、不規(guī)則團塊礦物形式存在，它們與磷灰石關(guān)系極為密切；而從第4期劉成東，等：云際礦床鈾礦石工藝礦物學研究187空間上看與黃鐵礦也有一定聯(lián)系，鈾礦物沿黃鐵可以見到一些超顯微粒狀

7、鈾礦物存在，但無法測礦周圍或裂隙分布，但主要與磷灰石密切共生，黃定其成分并定名。鐵礦內(nèi)部幾乎無鈾礦化，而鈉長石中更無礦化現(xiàn)象。少量鈾礦物也呈細脈狀、網(wǎng)脈狀、纖維狀產(chǎn)出，這些鈾礦物在浸出過程中比較容易浸出，所以浸出渣中一般很少見到獨立存在的鈾礦物。圖3呈類質(zhì)同象的背散射電子『皇】像(I)圖1呈獨立鈾礦物的電子探針背散射電子圖像圖4呈類質(zhì)同象的背散射電子圖像(1I)圖2呈獨立鈾礦物的電子探針U元素面分l佰圖1．3．2鈾呈類質(zhì)同象形式存在四價鈾以類質(zhì)同象形式替代Th”、REE。、Zr¨和Ca等，如原礦石的釷鈾礦、鈾釷石、獨居石(圖3)、鋯石(圖4)等礦物中含有半徑與鈾

8、或鈾酰離子半徑差不多的其