[发明专利]一种极低浓度稀溶液中痕量铼的富集回收方法

说明书

一种极低浓度稀溶液中痕量铼的富集回收方法，特别是涉及一种从砂岩型铀矿地浸采铀工艺得到的吸附尾液中富集回收极低浓度痕量铼的方法。将铁盐FeCl₃或Fe₂(SO₄)₂、或铝盐AlCl₃或Al₂(SO₄)₂溶于水中，配制成含铁或含铝的储备液。使用前先将储备液加水稀释，然后加入一定质量的水溶性季铵盐型阳离子表面活性剂，溶解混匀后配制成喷淋剂备用。在pH 5～9含有极低浓度痕量铼的水溶液表面直接喷洒喷淋剂，静置一段时间后，固液分离，收集含铼滤渣。本发明富集回收极低浓度痕量铼的效率高，成本低廉，操作简单，适用范围广。经絮凝吸附和固液分离后，铼在滤液中的浓度可降至0.001‑0.006mg/L，铼在絮凝沉淀底泥中的质量百分含量相比在地浸吸附尾液中的含量可富集上万倍。

技术领域

本发明属于稀散元素铼的富集提取技术领域，特别是涉及一种从砂岩型铀矿地浸采铀工艺得到的吸附尾液中富集回收极低浓度痕量铼的方法。

背景技术

铼是地壳中一种极度分散的元素，在地壳中的含量仅1×10^-9％。由于铼金属具有高熔点、高沸点、优异的延展性、催化活性等独特的物理化学性质，被广泛应用于高温耐热合金、铂-铼催化剂等，在航空、航天、石油化工等领域发挥着不可替代的重要作用。我国铼资源长期供不应求，每年消费的铼大部分须从国外进口，对外依存度高达50％以上。因此，铼一直是我国急需而紧缺的战略性关键金属资源之一。自然界中的铼主要以类质同象的形式伴生于辉钼矿和硫化铜矿中。具有工业开采价值的铼资源主要是与各类钼矿或铜钼矿伴生的铼、以及产于超基性岩中与铂族元素矿床伴生的铼。砂岩型铀矿中的伴生铼资源储量丰富，已成为我国铼矿勘查的主要方向。砂岩型铀矿地浸同步开采铀和铼是保障我国铀、铼等重要战略资源安全供应的重要途径之一。

目前，国内外提取和回收铼的原料主要来自开采辉钼矿的烟尘废渣、含铼冶炼废液、含铼废催化剂及合金废料等。一般采用置换或化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、吸附、膜分离等方法从冶炼工艺获得的含铼溶液中富集提取铼。但是，上述方法仅适用于较高浓度铼的回收，且最后残留在提取废液中的铼浓度一般仍在1.0mg/L以上。砂岩型铀矿的CO₂+O₂中性地浸采铀工艺是目前工业上的主流工艺。前期研究发现，在铀浸出的同时，砂岩型铀矿中的伴生铼也可同步浸出。但是，从砂岩型铀矿的CO₂+O₂中性地浸液中提取回收铼，采用上述方法均难以获得满意的技术经济指标，且回收效率低、生产成本高。由于铼在砂岩型铀矿开采的中性地浸液中含量极低(一般1.0mg/L)，在脱铀吸附尾液中的含量甚至小于0.1mg/L，属于痕量级别，从地浸采铀工艺吸附尾液中提取和回收极低浓度痕量铼的难度极大。传统的化学沉淀法受沉淀物溶度积的限制，处理极低浓度稀溶液时试剂耗量大。溶剂萃取法的选择性分离性能好，但是传统萃取工艺的富集倍数不高，有机萃取剂在萃余液中的夹带溶损大。膜分离和树脂吸附、离子交换法等回收低浓度铼后的尾液可以直接返回地浸工艺再次使用，但是膜法的维护使用成本高，膜寿命短，易中毒堵塞；树脂吸附和离子交换法的吸附速率慢，饱和容量小，分离选择性差。

中国专利201610523002.8公开了一种从砂岩型铀矿地浸采铀工艺吸附尾液中回收伴生铼资源的方法。首先采用D263阴离子交换树脂，同步吸附富集砂岩型铀矿地浸液中的低浓度铀和铼，然后用硝酸铵优先从负载树脂淋洗解吸铀，解吸铀后的贫铀树脂经转型后返回吸附直至铼吸附达到饱和(1mg/g树脂)。采用游离型混胺大孔树脂从上述吸附铀后的吸附尾液中进一步吸附富集残留的痕量铼。铼在树脂中的富集含量可达到24～31mg/g树脂。上述两种树脂吸附达到饱和平衡后，以一定浓度的氨水为解吸剂，将铼从树脂上解吸下来，获得铼酸铵溶液送蒸发浓缩结晶。