某火山隐爆角砾岩中铀和钼的综合提取

    某火山隐爆角砾岩中除铀钼共生外，尚有银（7.5克/吨）等伴生元素。铀品位0.150%。华东地勘局二七0所就综合回收铀和钼进行了试验，最后得到了含铀60.60%的重酸铀铵和含钼51.5%的钼精矿。
    1.矿石特性
    铀钼矿化主要在早期岩筒的集块火山角砾岩以及其和晚期的角砾状粗面英安岩之间的破碎接触带中。铀一钼型矿石建造。
    矿石中金属矿物沥青铀矿、辉钼矿、兰钼矿、钼华、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。
    脉石矿物主要为石英、萤石、方解石。
    铀主要呈沥青铀矿形式存在，大部分存在于两次隐爆角砾岩破碎带的脓结物中，经普通放射性照像，可见角砾构造，此外还有团块状，脉状、星点状、细网脉浸染状，后者最为明显。
    钼除辉钼矿外，尚有兰钼矿及钼华，钼华为白色粉末状、放射状、纤维状和针状。其中氧化钼约80%、硫化钼约20%。
    矿石结构构造为角砾状、细网脉浸染状、脉状、星点状。矿石的化学组成见下表。

    矿石的一个重要特点是具有吸水性和腐蚀性.当用热水直接浸出矿石时,浸出液呈弱酸性(pH=5.7～6.8)，铀约浸出15%、钼约浸出20%。
    筛析试验表明，随着粒级的减小，铀钼品位逐渐增高，试验时宜用细粒级浸出。
    2.铀钼浸出
    根据矿石性质及铀钼存在形式，分别用常规酸、碱法同时浸出铀和钼。
   （1）硫酸浸出
    铀和钼的最高价氧化物易溶于热硫酸溶液中，少量硫化钼在高电位下亦被氧化浸出。硫酸搅拌浸出按正交表L26（56）进行当矿石粒度为0.10毫米、硫酸用量（占矿重）11%，二氧化锰用量4%、浸出温度90℃、浸出时间3小时、液固比2：1时，铀浸出率为95%、钼浸出率为88%。
    温度是影响铀钼浸出的主要因素,次为氧化剂用量（钼更明显）。根据电化学原理,当一个体系中同时存在几种氧化还原物质时,电位代数值最小的先氧化。由于E⁰uo₂²⁺/uo₂=334毫伏，E⁰ Mo⁶⁺/Mo ⁵⁺ = 500 变迁伏，E⁰Fe³⁺/Fe²⁺=770毫伏,添加 的氧化剂（二氧化锰）先氧化亚铁成高铁，高铁再把铀氧化后才氧化低价钼，故溶液的电位需维持在680～750毫伏才能达到钼的最佳浸出。
    为提高钼的浸出率，以减小矿石粒度，降低液固比、增加制浆次数，并选择不同的氧化剂进行试验，结果见下表。

    注：矿石粒度-200目占100%，硫酸用量11%、浸出温度90℃、3小时，L/S=1制浆三次，每次20分钟、50℃。
    上表说明，当矿石料为-200目占100%时，添加2.5%的硝酸钼的浸出率明显提高。
   （2）碳酸钠浸出
    试验按正交表L9（34）进行
    当矿石粒度为0.1毫米，碱用量6%，高锰酸钾用量2.5%，浸出温度90℃，浸出时间5小时，液固比为1：1的条件下，铀浸出率94.67%，钼浸出率92.11%。
    在矿石粒度为-200目占100%，高锰酸钾用量增加到2.5%进行验证试验。（见下表）。

    碱浸验证试验结果
    综上所述，无论是酸法浸出或碱法浸出，铀钼浸出结果均较满意。经综合权衡，拟定碱法浸出为最终方案，其工艺条件是：
    矿石粒度-200目占100%，碳酸钠用量6%，碳酸氢钠用量1.2%，高锰酸钾2.5%，浸出温度90℃、浸出时间5小时，液固比2：1，制浆三次、每次30分钟，50℃，盘洗一次。
    3.铀钼分离
    从含铀溶液中萃取分离钼已有报导。本试验采用7201促胺萃取剂在酸性条件下先萃取分离钼，再用7301最胺萃取铀，然后分别从反萃取液中沉淀析出铀、钼精矿。
   （1）钼的萃取
    碱浸液用硫酸酸化至pH=2.5左右、用0.1M7201+7%TBP+煤油萃取剂在相比0/A=1/4、振荡三分钟下经五段萃取后得到钼浓度为8.8克/升、铀0.11克/升的有机相。萃余水相的钼浓度约0.04克/升、铀0.6克/升。饮和有机相用1.0M硫酸溶液洗涤除去铀，再用水洗至中性，最后用12%NH₄OH+10%（NH₄）₂CO₃溶液在相比0/A=1/5，接触三分钟下反萃取钼。经三段反萃取后贫有机相含钼0.08克/升，铀微量。
    反萃取液用硫酸溶液（来自酸化有机相的溶液）在70℃下中和至pH=3左右，搅拌2小时，得到钼酸沉淀，灼烧之，得到Mo=51.2%的三氧化钼。其中含铀0.005%。
   （2）铀的萃取
    促胺萃取钼后的含铀水相用0.05M7301+3%混合醇+煤油在相比0/A=1/6、振荡三分钟下萃取铀，经五段萃取后有机相达到饮和，有机相用1.0MNaCl+0.05MH₂SO₄在相比0/A=5/1、接触二分钟下反萃取铀，经三段反萃取余水相铀浓度为0.004克/升左右。用水将有机相洗至中性，再用5%的碳酸钠溶液除去残留在有机相中的微量钼。
    反萃取后的溶液直接用氨水在70℃下中和至pH=7小时，得到重铀酸铵铀含量为60.60%。