铀矿山高锰矿井水处理试验研究.pdf

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1、第34卷第4期铀矿冶Vo1．34NO．42015年11月URANIUMMININGANDMETALLURGYNOV．2015铀矿山高锰矿井水处理试验研究解洪亮，孔凡峰，孙希龙，刘环，郝建，刘丽萍，桑国辉(1．中南大学冶金与环境学院，湖南长沙410000；2．中核北方铀业有限公司，辽宁兴城125000)摘要：针对某铀矿矿井水高锰含量的特点，先采用曝气锰砂过滤法去除矿井水中的锰，后用201×7阴离子交换树脂吸附矿井水中铀的处理工艺。研究了氧化剂选择，氧化剂加入量，滤液中锰和氯质量浓度，氯根对树脂吸附低浓度铀性能的影响。结果表明：采用NaC10作

2、为氧化剂，用量为0．05(氧化剂用量与井水质量比)，曝气30min，采用2段锰砂过滤，除锰效果良好，锰去除率达99，出水锰质量浓度小于0．5mg／I，铀质量浓度小于0．1mg／L；引入的氯根未见对树脂吸附铀造成不利影响，并且保证滤液中锰和氯根低于国家排放标准；锰砂滤床反冲需要4～5倍体积清水可达到反冲效果。该方法操作简单，易实现工业化。关键词：高锰矿井水；曝气氧化；锰砂过滤中图分类号：TL941．1文献标志码：A文章编号：1000—8063(2015)04—0278—04doi：10．13426／i．cnki．yky．2015．04．014

3、2006年以来，某铀矿处理矿井水的树脂板结应式为：问题一直制约着矿井水处理系统的运行和处理效Mn抖的吸附：果，通过多次试验摸索，于2011年确定了树脂板Mn4-MnO24-zH2O—结问题的原因是矿井水中含有锰，板结树脂得到MnO2MnO·(z一1)H204-2H(1)有效处理。2013年，将矿井水并人地表污水处Mn。的氧化：理，采用石灰过碱中和法可做到锰达标排放，但由MnO2MnO·(z一1)H2O4-于石灰消耗成本增加和汛期地表污水处理压力增1／2o2+H2O一2Mn2O·xH2O(2)大等问题，重新启动对矿井水除锰试验研究。1．2Na

4、CIO氧化原理曝气氧化锰砂过滤法除锰技术在地下水处理Mn被氧化成Mn件(MnO)，为固体颗粒；应用广泛，工艺技术成熟。由于某铀矿矿井水锰MnO。可被锰砂过滤去掉。含量较高，质量浓度平均约50mg／I，需要对除锰氧化还原反应：条件进一步进行试验，研究氧化剂NaC1O加入Mn+Clo+20H一===量，氯根浓度，锰去除率，氯根对树脂吸附铀效果MnO2+cl一+H2O(3)的影响。2试验部分1除锰机理2．1试剂和仪器1．1接触氧化除锰机理1)试剂：次氯酸钠，分析纯，有效氯1O，辽二氧化锰对中性、碱性溶液中的二价锰离子宁泉瑞试剂有限公司；锰砂，质量

5、分数≥35，粒具有氧化吸附效果，即原水在滤料表面的活质滤度在4～6mm；树脂为Z01×7强碱阴离子交换膜MnO·zHO的作用下，Mn。。被水中的溶解树脂。氧氧化成MnO。，并吸附在滤料表面，使滤膜得到2)仪器：电磁式空气压缩机，ACO一318型，排更新，生成的粒级胶体态二氧化锰本身具有很强气量70L／rain，广东海利集团有限公司；分光光的吸附能力1]]，该过程也是自催化反应剐。其反度计，722型；pH计，pHS一3C型。收稿日期：2015-06—03作者简介：解洪亮(1982)，男，黑龙江大庆人，工程师，在读硕士，从事铀水冶工艺和铀废水处

6、理研究工作。第4期解洪亮，等：铀矿山高锰矿井水处理试验研究2792．3试验方法及工艺流程由表2可知：矿井水经空气曝气氧化锰砂过2．3．1除锰试验方法滤后，铀去除率在约6O，锰去除率约4O，直接锰砂床750mL，直径10cm，床层高度13用锰砂过滤无法达到锰外排2mg／L的要求，需cm，曝气时间30min，矿井水与锰砂床接触时间要加入试剂进行氧化处理。10min。3．1．2氧化剂种类选择矿井水加入试剂或者不加试剂曝气30min在矿井水中分别加入NaC1O和HOz两种氧后，用计量泵打到锰砂过滤床，经过2段锰砂床过化剂，加入量均为19／6(氧化剂

7、用量与井水质量滤后，每2h取样1次，分析滤液中的P(U)、比，下同)，经充分反应后，曝气氧化30min，氧化p(Mn)、p(C1)，考察锰去除效果及氯的质量浓度。后过滤分析锰含量，2次平行试验结果见表3。2．3．2树脂吸附试验方法树脂采用201×7强碱性阴离子交换树脂，树表3NaCIO和lI20：对锰的氧化结果脂床层：D一10mm，H一27C1TI，接触时间5min。氧化剂p(Mn)／(mg‘L)由于采用次氯酸钠做氧化剂曝气，矿井水含有少量的氯，该试验主要考察氯根对树脂吸附性能的影响，试验在直径10mm的玻璃柱中进行，除锰后，经过树脂床，分

8、析流出液的铀浓度。从试验现象和表3可知，NaC1O对矿井水中锰2．3．3试验流程的氧化效果明显，滤液p(Mn)低于2mg／L国家外氧化剂排标准，加入NaC10的矿井水在曝气氧化过