张飞凤地浸采铀综述[最终版]

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二十世纪70年代后期,地浸采铀在美国的得克萨斯州、怀俄明 • 第三级 州、科罗拉多州、新墨西哥州、内布拉斯加州等地迅速发展。 二十世纪90年代以后,由于常规采铀矿山的不断关停,地浸法 已成为铀生产的重要方法,至1992年,美国已关闭所有的常规采 • 第五级 铀山。 60年代中后期,继美国地浸采铀获得成功以后,前苏联、保加 利亚、捷克等国家也开展了地浸采铀试验,并于70年代相继进行 了工业规模的生产。
件,我国砂岩型铀矿床渗透性普遍偏低,矿石渗透性小于 0.5m/d的低渗透资源占砂岩型资源70%以上。由于矿石渗透 性低,导致钻孔抽注液能力小,钻孔生产能力低,浸出周期 长。
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3.1单击此处编辑母版标题样式 中国砂岩铀资源分布与特点
c.矿石品位较低。平均品位约0.02%,由于矿石品位低, • 单击此处编辑母版文本样式 平米铀量小,导致浸出液铀浓度低,只能采用低浓度大流 • 第二级 量工艺才能保证一定的生产规模。 d.矿床地质-水文地质条件复杂。吐哈盆地十红滩铀矿床地 • 第三级 下水矿化度高达10.0g/l以上;鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床 含矿含水层厚度约100m;伊犁盆地蒙其古尔铀矿床埋深 • 第四级 超过400m且分布多层矿体;伊犁盆地扎吉斯坦铀矿床局 • 第五级 部矿段地下水位埋藏深或矿层疏干。
花岗岩型 28%
砂岩型 35%
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随着对砂岩型铀资源勘探的逐年增加,砂 单击此处编辑母版标题样式 岩型铀资源的开发将成为我国天然铀产能提 升最重要潜力之一。 • 单击此处编辑母版文本样式 • 第二级 • 第三级 • 第四级 • 第五级
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3.1单击此处编辑母版标题样式 中国砂岩铀资源分布与特点 •我国已探明砂岩型铀资源主要特点有: 单击此处编辑母版文本样式 a.矿石碳酸盐、泥质含量较高。吐哈盆地、二连盆地、鄂尔 •多斯盆地、松辽盆地等四大盆地砂岩型铀资源铀矿石碳酸盐 第二级 含量均大于2%(以CO2计),部分矿石泥质含量达30%。由 •于矿石碳酸盐或泥质含量高,部分矿石胶结致密,影响浸出 第三级 •效果;高碳酸盐矿石采用酸法浸出时矿层易发生化学堵塞, 第四级 或者导致单位金属酸耗高,生产成本高。 •b.矿石渗透性低。疏松含水是砂岩型铀矿地浸开采必要条 第五级
-900
② ④ ⑤
900-
K1 bs
① ②
850-
146.60m
163.37m
K1 bt
③ ④ ⑤ C
162.15m 400m 垂直比例尺
1 2
200m
10 0 10 20 30 m
3 N1 t 4 K1 bs 5 K1 bt 6
?(nC/kg.h)
155o
10
20 γ(nC/kg.h)
BZK399-105 10 20
TZK0-21 985.83
SZK191-31 982.53
TZK0-33 968.13
10 20 γ (nC/kg.h)
-950
N1 t
950-
(3) 从根本上改善了生产人员的 劳动和卫生条件,改变了人们 • 单击此处编辑母版文本样式 对矿山形象的看法。 (4) 使复杂的和易出事故的 • 第二级 采矿工作实现“化学化”、“工厂 化”、“管道化”、生产连续化和 • 第三级 全自动化。 (5) 能充分利用资源,如对 • 第四级 某些贫矿、埋深大的孤立矿体 、分散小矿体和水文地质工程 • 第五级 复杂的强含水层矿床,用常规 采矿法往往不经济、甚至在技 术上不可行,而用地浸法却能 顺利进行开采。
目前,世界各国地浸采铀主要有两种工艺方法,一种是 酸法浸出工艺,一种是碱法浸出工艺,并在常规碱法浸出工 • 单击此处编辑母版文本样式 艺中衍化出CO2+O2浸出工艺。独联体国家基本上采用了酸 • 第二级 法浸出工艺,美国等国家主要采用碱法浸出工艺;我国先期 建设的地浸矿山主要采用酸法浸出,H2SO4为主要浸出剂, • 第三级 近年来,新建矿山开始采用CO2+O2浸出工艺。 生产实践证明,用碳酸钠、碳酸氢钠作溶浸液的碱法浸 • 第四级 出工艺,由于与矿床发生阳离子交换而膨胀,矿石孔隙被堵 • 第五级 塞,使矿层渗透性恶化,且试剂价格较高,故应用受到限制。 而硫酸浸出工艺因环境影响相对较大、试剂消耗量大、浸出 选择性差、设施材料要求高等因素,其应用在一定程度上受 到了限制,而CO2+O2的浸出工艺得到了较好的应用和发展。
单击此处编辑母版标题样式
•1982年至1984年在云南381矿床继续进行地浸采铀条件试验, 单击此处编辑母版文本样式 •获得了令人满意的结果,标志着我国已初步掌握了地浸采铀技 第二级 术,填补了国内空白; • 第三级 1991年在云南381矿床建成了我国第一座小规模地浸采铀试验 •矿山; 第四级 第五级 •1992年在新疆512矿床建成第一座地浸生产矿山─737厂;新疆

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•浸出(井场)部分 单击此处编辑母版标题样式
• • • • • 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
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单击此处编辑母版标题样式 •水冶工艺部分
• • • • • 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
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• 地浸采铀的技术条件
单击此处编辑母版标题样式
一个矿床是否适合于用地浸法开采,与矿床的地质条件直 •接相关,技术条件主要有: 单击此处编辑母版文本样式 (1) 矿床属疏松砂岩型铀矿床,具有一定的渗透性; • 第二级 (2) 矿体赋存于含水层中(最好具有承压特点),矿层上 •下具有较稳定的顶地板隔水层; 第三级 (3) 矿石中铀的存在形式必须适宜浸出;
6
• 第三级
常规
地浸
列1
10
• • • • •
(2) 环境保护措施容易实现,基 本上不破坏地表植被,无废石 堆场和矿石场,大大减少了环 境污染。
单击此处编辑母版标题样式
单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
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130o
地浸采铀的优点 单击此处编辑母版标题样式
20 40 γ( nC / kg . h ) 2 0 40 ?(nC/kg.h) 60
地浸
• 原地浸矿(出)法” “ 单击此处编辑母版文本样式 简称“地浸” • 第二级 俄文:(ПCB) • 第三级 Подземное • 第四级 скважинное выщелачивание • 第五级
英文: (ISR) In-situ leaching mining
3
工艺过程 单击此处编辑母版标题样式
γ(nC/kg.h)
BZK399-101
BZK399-109
10 20 γ(nC/kg.h)
K1bs
C
K1bt
C
C
水平 20 垂直 10
1
0 0
2
20 10
K1bs
40 20
3
m
K1bt 4
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单击此处编辑母版标题样式 地浸采铀的沿革及发展概况
• 单击此处编辑母版文本样式 原地浸出早在1890 年前,已应用于无机物(如钾盐、 硫)的溶浸,但这种方法直至19 世纪50 年代中期,才涉及到 • 第二级 要用地下井巷收集化学作用后的浸出液的问题,因此发展较为 • 第三级 缓慢。自1957 年利文斯顿从石油工业液体流动的基本原理中 得到启示后,才把它应用于回采固体金属矿物中的有用组分, • 第四级 即通过从地表钻孔将溶浸液注入矿层后,由抽、注液孔定期互 • 第五级 换使用,回收有用组分。
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地浸采铀的优点 单击此处编辑母版标题样式
(1) 由于没有昂贵而繁 5 重的井巷或剥离工程, • 单击此处编辑母版文本样式 也没有矿石与废石运输 4 • 第二级 和破碎等工艺,唯一的 井下工程是抽、注液等 3 钻孔的施工,所以整个 地浸矿山基建投资少, 2 • 第四级 建设周期短,生产效率 高,效益好。据国内外 1 • 第五级 资料统计,基建投资比 常规采冶节省一半,建 0 设周期缩短1/2~1/3, 全员劳动生产率提高几 倍到几十倍,产品成本 降低1/3~1/2。
• • • • •
高差自流 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 溶 浸 浸 出 泵 第四级 液 液 注 抽 运移 第五级 液 液 孔 孔 集液池

高位槽
水冶处理厂
建筑物 2
尾 液 溶浸剂
配液池
地浸工艺流程示意图
新疆中核天山铀业有限公司
4
单击此处编辑母版标题样式 原地浸出采铀由矿 浸 体浸出和浸出液处理 出 • 单击此处编辑母版文本样式 两大部分组成,前者 部 分 是用溶浸液使矿石中 • 第二级 的铀从固相转移至液 • 第三级 相,形成浸出液的过 浸 • 第四级 程;后者则是对浸出 出 液进行处理,最终形 • 第五级 液 成铀浓缩物产品的一 处 系列化工单元操作过 理 程。 部
自此以后,美、法、(前)苏等国相继进行了大量的实验 研究,使该法在铀矿山发展十分迅速。
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2 地浸采铀的沿革及发展概况
1961年,美国在怀俄明州谢里盆地开始进行半工业性质的地浸 采铀试验,并获成功。
单击此处编辑母版标题样式
• 单击此处编辑母版文本样式 1975年4月Clay West地浸铀矿山投产,标志着地浸采铀在世界 已进入商业性生产阶段。 • 第二级
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• 第四级
地浸采铀的沿革及发展概况 单击此处编辑母版标题样式
地浸技术美国和独联体国家走在世界前列。美国地浸铀 •矿山全部采用碱法浸出工艺,已形成以CO +O 为主浸出剂 单击此处编辑母版文本样式 2 2 •的技术体系,在地下流体监测与控制方面处于领先水平。独 第二级 联体国家地浸铀矿山基本上采用了H2SO4体系的酸法或微试 •剂浸出,铀浸出率75%以上。我国是世界上唯一同时具备酸 第三级 •法与碱法地浸矿山的国家,铀浸出率达到国际一流水平,因 第四级 此,我国浸出工艺选择灵活,可以根据不同条件选择不同浸 •出工艺方法。 第五级 近年来,地浸采矿随着现代科学技术的发展,已发生了 巨大的变化,无论是理论研究、应用范围、设备的自动化、 经济效益和环境保护与监测等方面都取得了令人瞩目的成 就。
地浸技术工业性应用的成功,标志着我国地浸采铀已实现从试 验研究向工业生产的飞跃。
目前新疆739厂、内蒙古通辽钱家店铀矿已建成投产运行,新 疆738厂,731厂正处于试验和建设中。
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•中国砂岩铀资源分布与特点 单击此处编辑母版标题样式
我国已开发利用的铀矿床主 • 单击此处编辑母版文本样式 其它类型 6% 要有“四大”工业类型:花岗岩 型铀矿床、火山岩型铀矿床、砂 碳硅泥岩型 • 第二级 10% 岩型铀矿床和碳硅泥岩型铀矿床 • 第三级 “层状结构型铀矿 ( IAEA 称为 火山岩型 床” )。其中砂岩型铀矿资源量 21% • 第四级 约占查明铀资源储量的35%,见 • 第五级 图2。
单击此处编辑母版标题样式
• • • • • 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
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• • 第二级 地浸采铀基本原理 • 第三级 国内外原地浸出采铀的情况 • 第四级 • 第五级
单击此处编辑母版标题样式 主要内容 单击此处编辑母版文本样式
我国地浸工业化应用取得的成果
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地浸工艺 单击此处编辑母版标题样式
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中国砂岩型铀资源及地浸采铀生产现状 单击此处编辑母版标题样式
“八五”规划以来,我国针对砂岩型铀矿 • 单击此处编辑母版文本样式 地浸技术进行了大量试验研究,许多关键 技术取得了突破,形成了较为完整的技术 • 第二级 体系,整体技术达到了国际先进水平。
• 第三级 • 第四级 • 第五级
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1970年,原核工业第六研究所首先在广东河源砂岩铀矿床进行 了探索性试验,1978年在黑龙江501矿床进行了地浸采铀试验
• 第四级 • 第五级
155o BZK399-101
10
20 γ(nC/kg.h)
BZK399-105 10
20 γ(nC/kg.h)
BZK399-109
10 20 γ(nC/kg.h)
K1bs
C
K1bt
C
C
水平 20 垂直 10
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K1bs
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K1bt 4
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地浸采铀的主要方法 单击此处编辑母版标题样式
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3.1单击此处编辑母版标题样式 中国砂岩铀资源分布与特点
总的来说,我国已探明的砂岩铀矿资源各矿床地质与 • 单击此处编辑母版文本样式 水文地质条件各异,同一矿床不同块段地质与水文条件也 •迥然不同(如层间氧化带型砂岩铀矿床的卷头矿体和翼部 第二级 矿体)。 • 第三级 伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地和二 •连盆地是我国目前可地浸砂岩铀矿找矿勘探最为活跃的地 第四级 区。伊犁盆地铀矿床主要采用酸法地浸,近年在新的矿床 •进行了碱法地浸试验;松辽盆地已成功进行了CO2+O2地浸 第五级 采铀试验与生产;吐哈盆地和鄂尔多斯盆地正在开展地浸 采铀试验。
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