CS248634B1

CS248634B1 - A method for oxidizing divalent iron in ferrous sulfate to trivalent iron in the presence of uranium ore mash

Info

Publication number: CS248634B1
Application number: CS11985A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Vesely; Oldrich Mohyla; Vaclav Homolka; Jan Krepelka; Pavel Urban; Pavel Stary; Jan Kriz; Stefan Lasica; Stanislav Baloun
Original assignee: Vladimir Vesely; Oldrich Mohyla; Vaclav Homolka; Jan Krepelka; Pavel Urban; Pavel Stary; Jan Kriz; Stefan Lasica; Stanislav Baloun
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Vynález řeSl způsob oxidace dvojmocnáho železa v síranu železnatém na trojmocné železo v přítomnosti rmutu uranové rudy, při némž je využito aerace vzduchem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že rmut uranová rudy se smísí se síranem železnatým v množství 1 g až 25 g dvojmocnáho železa v přepočtu na 1 kg zpracovávané rudy. Potom sa vzniklá směs aeruje vzduchem, při teplotě v rozmezí 30 °C až 100 °C a při pH 4 až 8 po dobu 1 až 5 hodin. Způsob oxidace podole vynálezu je určen pro zpracování uranových rud kyselým loužením.The invention provides a method for oxidizing divalent iron in ferrous sulfate to trivalent iron in the presence of uranium ore mash, using air aeration. The essence of the invention lies in the fact that uranium ore mash is mixed with ferrous sulfate in an amount of 1 g to 25 g of divalent iron per 1 kg of processed ore. Then the resulting mixture is aerated with air, at a temperature in the range of 30 ° C to 100 ° C and at a pH of 4 to 8 for 1 to 5 hours. The oxidation method according to the invention is intended for processing uranium ores by acid leaching.

Description

Vynález řeší způsob oxidace dvojmocného železa v síranu železnatám na trojmocná železo v přítomnosti rmutu uranová rudy, při námž je využito aerace vzduchem.The present invention provides a method for oxidizing ferrous iron in ferrous sulphate to ferrous iron in the presence of a uranium ore mash using air aeration.

Při kyselám loužení uranových ruá se používají různá oxidační činidla, která zvyšují výtážek kovu tím, že převádějí v rudě přítomný čtyřmocný uran na Sestivalentní, snadněji loužitelnou formou. Běžným oxidantem bývá mimo Jiná i trojmocná železo, která se při loužení dávkuje do rmutu ve formě svých sloučenin nebo se v procesu hydrometěluxgického zpracování uměle vytváří oxidací z dvojmocnáho železa, běžně přítomného v rudách.In the acid leaching of uranium ruins, various oxidizing agents are used which increase the metal yield by converting the tetravalent uranium present in the ore into a festive, more easily leachable form. A common oxidant is, besides other, also trivalent iron, which is dosed into the mash in the form of its compounds during leaching or is artificially formed by oxidation from the divalent iron present in ores in the hydromethoxetic treatment process.

K oxidaci dvojmocnáho železa na trojmocná se prakticky používá nejr&znějěích oxidačních látek, mimo jiné i kyslíku a vzduchu. Kinetlka přímé oxidace síranu železnatáho kyslíkem je závislá na kyselosti roztoku, s rostoucí kyselostí se prodlužuje reakčni doba. Síran železnatý je sám o sobě kyselý, což platí tím spíáe o jeho technické soli, ve která bývají navíc jeátě zbytky volné kyseliny sírová. Oxidace síranu železnatáho probíhá poměrně snadno v nitrátovém prostředí.In practice, various oxidants, including oxygen and air, are used to oxidize divalent iron to trivalent iron. The kinetics of direct oxidation of ferrous sulfate with oxygen depend on the acidity of the solution, with increasing acidity the reaction time increases. Iron (II) sulphate is acidic in itself, which is particularly true of its technical salts, in which residual free sulfuric acid is also present. Oxidation of ferrous sulfate occurs relatively easily in a nitrate medium.

Při kyselám síranovém loužení uranových rud s uzavřeným okruhem technologických vod věak není vhodná do systému zanášet nitrátová ionty, což omezuje výbšr oxidačních metod, nebot oxidaci je třeba provádět pouze v síranovém prostředí.However, in the acid sulphate leaching of uranium ores with a closed process water circuit, it is not advisable to introduce nitrate ions into the system, which limits the choice of oxidation methods, since oxidation should only be carried out in a sulphate environment.

Je znám rovněž způsob oxidace síranu železnatáho, při němž se využívá oxidačních schopností některých mikroorganismů, například bakterií Thio-baclllus ferrooxidans, který vlak vykazuje poměrně nízkou rychlost okysličování.A method for oxidizing ferrous sulfate is also known which utilizes the oxidizing capacity of some microorganisms, such as Thio-baclllus ferrooxidans, which has a relatively low oxygenation rate.

iand

Také je znám způsob oxidace dvojmocnáho žeieza na trojmocná, při němž se síran železnatý získává vyloužením dvojmocnáho železa kyselinou sirovou z části celkového množství rudy, po čemž se druhou částí rudy provede neutralizace na pH 5,0 až 6,5 a takto získaný směsný rmut se provzdušnuje vzduchem, přičemž dochází, zejména za zvýšené teploty, k vytvoření síranu železitého.Also known is a process for oxidizing divalent iron to trivalent in which ferrous sulphate is obtained by leaching divalent iron with sulfuric acid from a portion of the total amount of ore, after which the second portion of the ore is neutralized to pH 5.0 to 6.5 and the mixed mash thus obtained. It aerates with air, whereby ferric sulphate is formed, especially at elevated temperature.

Nedostatek tohoto způsobu spočívá v tom, že jej lze použít pouze pro rudy, které obsahují dostatek neutralizačních látek k tomu, aby oddělená část byla schopna neutralizovat část, která byla naloužena kyselinou sírovou. Kromě toho, ne každá ruda obsahuje potřebné množství vyloužitelného železa.The disadvantage of this method is that it can only be used for ores which contain enough neutralizing substances to allow the separated part to neutralize the part leached with sulfuric acid. In addition, not every ore contains the necessary amount of extractable iron.

Uvedené nedostatky do značná míry odstraňuje způsob oxidace dvojmocnáho železa v síranu železnatám na trojmocná železo v přítomnosti uranové rudy, při. němž je využito aerace vzduchem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že rmut uranová rudy se smísí se síranem železnatým v množství 1 g až 25 g dvojmocného železa v přepočtu na 1 kg zpracovávané rudy.These deficiencies are largely eliminated by the method of oxidizing ferrous iron in ferrous sulfate to ferrous iron in the presence of uranium ore, e.g. The method of claim 1 wherein the uranium ore mash is mixed with ferrous sulfate in an amount of 1 g to 25 g of divalent iron per kg of ore to be processed.

Potom se vzniklá směs aeruje vzduchem při teplotě v rozmezí 30 °C až 100 °C a při pH 4 až 8 po dobu 1 až 5 hodin. Výhodným provedením vynálezu je, že je rmut uranové rudy tvořen buá jedním typem rudy s obsahem 1 až 20 % hmot. dobře loužitelných složek nebo se do rmutu uranová rudy přimíchá 0,5 až 15 % hmot. jiné uranové rudy, které obsahuje 1 až 20 % hmot. dobře loužitelných složek, například uhličitanů.Thereafter, the resulting mixture is aerated with air at a temperature between 30 ° C and 100 ° C and at a pH of 4 to 8 for 1 to 5 hours. A preferred embodiment of the invention is that the uranium ore mash is either one ore type with a content of 1 to 20% by weight. % of well leachable components or 0.5 to 15% by weight of uranium ore is added to the mash. other uranium ores containing 1 to 20 wt. well leachable components such as carbonates.

Dále je výhodným provedením vynálezu to, že se síran železnátý do rmutu uranové rudy dávkuje ve formě vodného roztoku nebo v pevné formě. Rovněž je vhodným provedením vynálezu to, že sá síran železnatý do rmutu uranová rudy dávkuje najednou v celé dávce nebo se do rmutu přidává po částech.It is further a preferred embodiment of the invention that the iron (II) sulfate is metered into the uranium ore mash in the form of an aqueous solution or in solid form. It is also a suitable embodiment of the invention to dispense ferrous sulphate into the uranium ore mash all at once or in portions to the mash.

U většiny rud je přídavkem síranu železnatého možné dosáhnout pH v rozmezí hodnot 4 až 6 podle typu rudy, což je v oblasti, která umožňuje poměrně snadnou oxidaci dvojmocnáho železa na železo trojmocná. S výhodou je k tomuto účelu možno použít odpadního síranu železnatáho z výroby titanové běloby, což je v současné době dále nevyužitelný odpad, který kromě dvojmocného železa obsahuje i část železa v trojmocné formě. Trojmocné železo, vyprodukované oxidací síranu železnatého, oxiduje čtyřmocný uran v rudě, čímž se zvyšuje celková výtěžnost uranu a snižuje se spotřeba loužicí kyseliny.For most ores, the addition of ferrous sulphate makes it possible to achieve a pH in the range of 4 to 6 depending on the type of ore, which is in a region which allows relatively easy oxidation of divalent iron to trivalent iron. It is advantageous to use ferrous sulphate from the production of titanium dioxide for this purpose, which is presently unusable waste, which in addition to divalent iron also contains part of the iron in trivalent form. Iron (III), produced by the oxidation of ferrous sulfate, oxidizes tetravalent uranium in the ore, thereby increasing the overall yield of uranium and reducing the consumption of leaching acid.

Při provádění způsobu podle vynálezu se pro vytvoření žádané koncentrace trojmocného železa ve rautu uranové rudy přidává do rmutu potřebné množství síranu železnatého bu5 najednou nebo postupně v dílčích dávkách tak, aby při současné aeraci vzduchem se pH rmutu udrželo v rozmezí hodnot 4 až 8. Při aerací se udržuje teplota na hodnotách vyšších než 40 °C, reakce probíhá dobře i za varu směsi.In carrying out the process of the invention, the required amount of ferrous sulphate is added to the mash at one time or sequentially in portions to produce the desired ferric iron concentration in the uranium ore slurry so as to maintain the pH of the mash within 4 to 8. the temperature is maintained above 40 ° C, the reaction proceeds well even with the mixture boiling.

Takto se ze síranu železnatého získá trojmocné železo, schopné za podmínek loužení oxidovat čtyřmocný uran ve zpracovávané rudě. K úpravě koncentrace vodíkových iontů ve rmutu na hodnoty alespoň 10~^mol na litr se přitom využije přímo zpracovávané rudy, pokud tato ruda obsahuje složky schopné neutralizace, to jest především uhličitany, nebo v opačném případě se použije vhodná směs rud, z nichž alespoň jedna obsahuje neutralizační složky.In this way, ferrous iron is obtained from ferrous sulfate, capable of oxidizing tetravalent uranium in the ore to be treated under leaching conditions. Directly processed ores are used to adjust the hydrogen ion concentration in the mash to values of at least 10-4 moles per liter, if the ore contains components capable of neutralization, i.e. carbonates, or else a suitable mixture of ores is used, of which at least one contains neutralizing components.

Příklad IExample I

Do rautu směsné silikátová a karbonátové rudy v poměru 10 : 1 byl přidán roztok síranu železnatého s koncentrací železa 12,5 g na 1 kg rudy. Rmut obsahoval 50 % hmotnosti kapalné fáze. Po čtyřhodinová aeraci při teplotě 60 °C bylo ve rmutu nalezeno 12,03 g trojmocného železa na litr vodné fáze. Aerace se prováděla v rozsahu pH 5,2 až 6,2.A 10: 1 solution of ferrous sulfate with an iron concentration of 12.5 g per kg of ore was added to a 10: 1 mixed silicate and carbonate buffet. The mash contained 50% by weight of the liquid phase. After aerating at 60 ° C for four hours, 12.03 g of trivalent iron per liter of aqueous phase were found in the mash. Aeration was carried out in the pH range of 5.2 to 6.2.

Příklad 2Example 2

Rmut s obsahem 500 g silikátokarbonátové uranové rudy a 500 g vody, ve které bylo rozpuštěno 2,3 g dvojmocného železa ve formě síranu železnatého se během tříhodinové aerace při teplotě 90 °C a v rozmezí pH 4 až 6,5 vytvořilo 2,08 g trojmocného železa.Mash containing 500 g of silicate carbonate uranium ore and 500 g of water, in which 2.3 g of ferrous iron in the form of ferrous sulphate were dissolved, during 2 hours aeration at 90 ° C and between pH 4 and 6.5 produced 2.08 g of iron (III).

Příklad 3Example 3

Do 700 ml rmutu silikátokarbonátové uranové rudy s obsahem pevná a kapalné fáze v hmotnostním poměru 1,05 bylo při teplotě 75 °C přidáno celkem 150 ml roztoku síranu železnatého o koncentraci dvojmocného železa 16,4 g na litr a to v dávkách po 5 ml pravidelně každých 5 minut po celkovou dobu 2,5 hodin.A total of 150 ml of iron (II) sulphate solution of 16.4 g per liter in 75 ml portions was added at 700 ° C to 700 ml of a 1.05 wt.% Solid and liquid uranium ore silicate carbonate mash. every 5 minutes for a total of 2.5 hours.

Koncentrace vodíkových iontů klesla během uvedeného období z původních 3,25 . 10”^ mol na litr na konečných 2,2 . 10~⁴ mol na litr. Přidané dvojmocné železo se během udané doby přeměnilo zhruba z 96 % na trojmocnou formu.The concentration of hydrogen ions decreased from the original 3.25 during this period. 10 ^ ^ mol per liter to a final 2.2. 10 ~ ⁴ moles per liter. The divalent iron added was converted from about 96% to the trivalent form within the indicated time.

Příklad 4Example 4

Do rmutu převážně silikátové rudy s obsahem 48 % hmot. pevné fáze byla postupně dávkována kapalná směs síranu železnatého a další dobře loužitelné rudy a to tak, že celkové množství přidaného dvojmocného železa do rmutu bylo 5 g na 1 kg rudy a přidané neutralizační rudy bylo celkem 3 % hmot. v přepočtu na původní rudu ve rmutu.Into the mash mainly silicate ore with a content of 48% by weight. A solid mixture of iron (II) sulfate and other well leachable ore was successively metered in such a way that the total amount of iron (II) added to the mash was 5 g per kg of ore and the neutralizing ore added was a total of 3% by weight. converted to the original ore in the mash.

Během čtyřhodinového intenzivního provzduěňovéní při teplotě 55 °C kleslo původní pH 7,3 ha hodnotu pH 5,2. Ve rmutu bylo analyticky prokázáno 4,98 g trojmocného železa na kg rudy. Toto železo je rozpustné v kyselině sírové a vzniklo prokazatelně z přidaného síranu železnatáho.During 4 hours of intensive aeration at 55 ° C, the initial pH dropped to 7.3 h and the pH value to 5.2. In mash, 4.98 g of trivalent iron per kg of ore was analytically detected. This iron is soluble in sulfuric acid and is demonstrably formed from added ferrous sulphate.

Způsob oxidace podle vynálezu je určen pro zpracování uranových rud kyselým louženímThe oxidation process according to the invention is intended for the treatment of uranium ores by acid leaching

Claims

1. A process for the oxidation of ferrous iron in ferrous sulphate to ferric iron in the presence of a uranium ore mash using air aeration, characterized in that the uranium ore mash is mixed with ferrous sulphate in an amount of 1 to 25 g of divalent iron, kg of ore treated, and then the resulting mixture is aerated with air at a temperature of 30 to 100 ° C and a pH of 4 to 8 for 1 to 5 hours.

2. A process according to claim 1, wherein the uranium ore mash comprises only one type of ore with a content of 1 to 20% by weight. well leachable components such as carbonates.

3. A process according to claim 1, wherein 0.5 to 15% by weight of uranium ore is added to the mash. other uranium ore containing 1 to 20 wt. well leachable components such as carbonates.

4. The process of claim 1, which is forged in the form of an aqueous solution.

5. The process of claim 1, wherein the forging is in solid form.

that ferrous sulphate is added to the uranium ore mash whereas ferrous sulphate is added to the uranium ore mash

6. The ore method dispenses at once in point 1, indicated by the entire batch.

by putting all the ferrous sulfate into uranium mash

7. The uranium ore process adds point 1, indicated in portions.

by bringing the total dose of ferrous sulfate into the mash