基于TOUGHREACT模拟分析黄铁矿对酸法地浸采铀的影响

摘要：

酸法地浸采铀过程中,铀矿的伴生矿黄铁矿作为非目标矿物会消耗氧化剂和酸.为探明酸法浸铀过程中因黄铁矿溶解产生的变化规律,以巴彦乌拉铀矿采铀过程为例,采用六注二抽的"网格式"井型构建二维酸法地浸采铀模型进行模拟研究,在抽注平衡的条件下,模型中只考虑黄铁矿(FeS2)、沥青铀矿(UO2)与石英(SiO2).结果表明:1)1000 d后模拟结束,在抽注单元控制的地下水流场作用下,边界处注液井的黄铁矿溶解范围呈两极分化,最远处抵达抽液孔,为30m,最近仅距注液井8.4m,而中间处注液井的黄铁矿溶解范围最远达27.8 m,最近达8 m;2)地浸采铀中的关键因素Fe3+在氧化还原次序中排名靠后,黄铁矿未完全溶解之时,在缺少Fe3+的情况下,铀矿的溶解速率极低,直至黄铁矿完全溶解时,铀矿溶解速率才迅速增加,模拟结束后,边界处注液井铀矿完全溶解范围为距注液井7.2～12.8m,中间处注液井铀矿完全溶解范围为距注液井7～11m,此时溶浸液中的六价铀(UO2+2)迁移前端距离抽液孔仅8.4 m;3)铀矿的浸出经过溶解(液相)-沉淀(固相)-再溶解(液相)的多次旋回,根据铀矿的溶解-沉淀量将其划分为完全溶解区、有效溶解区和沉淀区.模拟结束后,注液孔1完全溶解区范围为7.2～12.8 m,此时沉淀区已形成一个锥形区域,范围为18.6～21.6 m,同样在抽注作用的影响下,在靠近抽液孔方向上,锥形沉淀区的尖端铀矿沉淀量最多;4)在抽注单元控制的地下水流场作用下,黄铁矿与铀矿的溶解区域,均出现靠近抽液孔方向的溶解范围大于远离抽液孔方向的溶解范围.

关键词：酸法地浸采铀;黄铁矿;氧化还原;TOUGHREACT;数值模拟

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分类号：TD868(矿山开采)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;江西省教育厅基金项目;江西省自然科学基金;江西省教育厅科技项目;核资源与环境重点实验室东华理工大学开放基金项目;国家自然科学基金核技术创新联合基金

在线出版日期：2021-08-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：39-50