由含钒铀矿提钒工艺实例

美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的主要来源。早期以生产钒为主，铀是副产品。1943年后调整为以生产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿（K₂O·2UO₃·V₂O₅·3H₂O）外，还有钒云母[3（AIV）₂O₃·K₂O·18SiO₂·2H₂O]及含钙钒酸盐。含U₃O₈约0.24%～1.23%，V₂O₅约0.07%～1.16%。矿石可不经焙烧，直接用碱液（Na₂CO₃、NaHCO₃）浸取，但是浸取率低，原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧，然后再在高压釜中120℃，0.21MPa压力下浸取4～6h。钒、铀的浸取率分别可达到70%～80%、90%～95%。

美国阿特拉斯矿物公司，采用新工艺处理米维达铀矿，工艺流程如图1所示。

图1  阿特拉斯矿物公司莫亚比铀厂工艺流程

矿石破碎至19mm，根据原料的不同，分酸浸、碱浸两条路线处理。

一、碱浸

加入Na₂CO₃ 50～60g/L，溶液进湿球磨、水力旋流器分级，然后进浓密机。溢流返回，加碱，调节至Na₂CO₃ 50～60g/L，再用于球磨。底流分两组，每组串联7个高压釜浸取，120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换，头两个高压釜用间接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤，残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的搅拌槽，通蒸汽加热，添加NaOH，生成Na₂U₂O₇沉淀，经浓缩过滤，得铀产品。滤液通CO₂气后，作为浸取液，送往提钒车间。

二、酸浸

将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨，液固比5/1，进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽。浸取后进入水力旋流器分级。溢流经澄清、过滤得清液。底流进2级浸取槽，用蒸汽加热，加入H₂SO₄，停留21h。排料经耙式分级机，溢流用作一级浸取用液；底流过滤、洗涤后，残渣送尾矿池。1、2级的清液合并送萃取工序。

三、萃取

萃取液加酸，调pH值至1.0～1.2。送4级混合澄清槽用叔胺先萃取铀。萃取有机相为：

成分     1号柴油     叔胺     异癸醇

%         92.5        5        2.5

萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相，加入金属铁粉，使溶液的电动势降至150mV以下，使铁离子全部还原为二价，部分钒也被还原为四价，以便提高钒的萃取率。加氨调解pH＝2，在5个混合澄清槽中逆流萃取。有机相为

成分     1号柴油     二－2－乙基－乙基磷酸     异癸醇

%          91                 6                  3

萃钒后的萃余液排入尾矿池。含钒有机相用15%H₂O₄反萃。反萃液送沉淀槽，通蒸汽加热，加入NH₄Cl、NH₄OH沉钒得钒酸铵。最后将钒酸铵干燥、熔化成薄片出售。