铀矿石选矿(processing of uranium ores)

从铀矿石或含铀矿石中分离、富集、提取铀，得到不同形式铀产品的过程。

矿物与资源   铀矿物约有百余种，有工业意义的铀矿物主要是沥青铀矿、晶质铀矿，次为钙铀云母、钾钒铀矿、硅钙铀矿、水硅铀矿和钛铀矿等。(见表)铀矿石的工业类型有：花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型、沉积岩型以及石英砾岩型、元古代不整合相关型等。世界铀矿主要产地有加拿大、美国、原苏联、澳大利亚、南非、纳米比亚、尼日尔和法国等。中国铀矿资源比较丰富，以热液脉型和砂岩型矿床为主，矿床以中、小型规模居多数，铀品位多为中、低品级。矿体埋藏较深，多为地下开采。中国铀矿主要产地在广东、江西、湖南等省。

工艺流程   铀矿石的分选方法包括化学选矿和物理选矿两种。大多数铀矿石通常不经过物理选矿，而直接采用化学选矿法水冶加工提取铀。对个别铀矿石，有时在浸出前先予以焙烧预处理；焙烧可以提高有用组分的溶解度或改善矿石的物理性质，提高铀的浸出率。对含铀多金属硫化矿，一般先选出混合精矿，浸出后再予以分离；或先浮选出单金属精矿再分别浸出，根据槽中产品的性质，或酸浸或碱浸提取铀，或经处理后废弃一部分尾矿。含铀铁硼矿则采用磁选–重选–分级流程，分别回收铁、铀、硼等，回收率较高。含铀0.15％～0.20％的铀精矿用10.5％的酸浸出，浸出率高达98.5％。

化学选矿   铀矿石的常规加工工艺都是先从矿石中浸出铀。铀矿石的浸出有酸浸和碱浸两种。酸浸适合于耗酸矿物较少的硅酸盐矿；碱浸宜用于含碳酸盐矿物较多的铀矿石。为了强化浸出过程，在碱浸工艺中常采用热压浸出法；当铀矿石或选矿产品中硫化矿含量较高时，常用加压水浸法提取铀；浓酸熟化浸出也是强化浸出方法之一。堆浸适于处理渗透性能良好的低品位铀矿石或废矿堆和距水冶厂相当远的小矿体。

酸浸矿浆经固液分离或泥砂分离、粗砂洗涤，然后从清液或矿浆介质中提取和富集铀。对于铀品位不高的矿石，宜采用清液吸附或矿浆吸附。饱和后的树脂经解吸得到合格的解吸液，再经化学沉淀制得铀的化学浓缩物。对于铀品位较高的矿石，采用清液萃取或矿浆萃取。萃取后从饱和有机相中反萃取铀，制得核纯或高纯铀产品。先用树脂吸附，解吸合格液再进行萃取的淋萃流程适应性强，最后得到核纯产品。

碱浸矿浆经固液分离和洗涤后，得到清液。清液可用化学沉淀法制得化学浓缩物；用清液吸附、解吸液沉淀法可制得高纯化学浓缩物；也可采用清液季铵萃取一反萃取结晶流程制得核纯产品；还可用硫酸酸化后，再按酸法流程加工。对于既有酸浸又有碱浸的水冶厂，适于采用酸碱混合流程。

物理选矿   某些铀矿石在水冶加工前，先进行物理选矿，其作用有三：(1)提高水冶给矿的铀品位，废弃部分尾矿。在铀矿石物理选矿技术中，放射性拣选获得了成功。放射性拣选的原则流程通常是两段分选：第一段，将采出的矿石用矿车或卡车运到放射性检查站进行拣选，富矿石送水冶厂，废石用作充填料；第二段，将放射性检查站选出中矿运往放射性分选厂，经破碎、筛分和洗矿后，进入放射性拣选机分成精矿和废弃尾矿。现代放射性拣选机可处理的粒度范围为20～160mm。为了提高水冶供矿品位，个别厂也采用了其他物理选矿方法：采用重介质选矿，可以废弃部分尾矿；细粒贫矿或放射性拣选的贫中矿，经破碎后可用浮选法富集；对于具有磁性的铀矿物，可用磁选进行富集。因浸出尾矿污染环境，一些国家正加强研究产生较“干净”尾矿和无废物排放的铀工艺。加拿大对埃利奥特湖区铀矿石先进行硫化矿浮选和强磁场磁选，不仅提高了铀的品位，而且回收了镭和黄铁矿(前者是尾矿的放射性源，后者是在细菌作用下产生放射性酸液的污染源)。

(2)对原矿分组，分别进行水冶加工。某些铀矿石含有碳酸盐、硫化物等多种组分，如直接进行酸浸或碱浸，试剂消耗高，且铀的浸出率低。先用浮选将原矿分组，然后分别进行水冶加工，可以大幅度降低试剂消耗，提高铀浸出率。

(3)综合回收有用组分。综合回收金铀共生的石英卵石砾岩矿石中的铀、金和黄铁矿，回收顺序为：先金后铀，或先铀后金，最后浮选黄铁矿；也可以先浮选黄铁矿，然后从浮选后的精矿、尾矿中分别提铀提金。

典型选矿厂

抚州铀矿   位于中国江西省。原矿属于火山岩群脉型中低温热液矿床，主要原生铀矿物为沥青铀矿，次生铀矿物有钙铀云母、硅钙铀矿等。原矿铀平均品位为0.1％左右，经放射性检查站拣选后，富矿直接进水冶厂，尾矿废弃，中矿进放射性分选厂进行拣选。废弃尾矿产率15％～20％，铀品位在0.01％左右。精矿铀回收率97％～98％。精矿与其他未经拣选的原矿配矿，进行酸浸，铀浸出率90％～92％。矿浆经泥砂分离和粗砂洗涤，细泥矿浆调pH后进行矿浆吸附，成品解吸液经萃取和结晶反萃取后制得三碳酸铀酰铵结晶。

比弗洛奇(Beaverlodge)选矿厂   位于加拿大萨斯喀彻温省。铀矿床为热液成因，含矿主岩是变质岩、砂岩等。矿石含碳酸盐4％～5％，含硫0.2％～1％，铀以沥青铀矿为主。矿石经破碎、磨矿后浮选分组；精矿酸浸，尾矿碱浸；浸出矿浆经过滤洗涤后沉淀，最终产品是重铀酸钠。

兰斯塔德(Ranstad)厂   位于瑞典西约特兰地区。原矿为低品位沥青页岩。矿石经重介质选矿、渗滤浸出、淋萃、沉淀得黄饼，铀化学浓缩物含铀70.9％。