地浸采铀新工艺综述
论述原地爆破浸出采铀和水冶工艺
论述原地爆破浸出采铀和水冶工艺前言作为一种新型的采铀工艺，原地爆破浸出采铀在工业生产中具有十分广泛的应用。
在铀的提取过程中，基于矿体的自然埋藏条件，进行原地爆破落矿筑堆。
布液浸出矿堆，将有价金属从矿石当中浸出。
再将浸出的含金属液利用采液措施进行收集，最后送到金属回收厂对铀金属进行加工和回收。
利用该工艺对低品位矿石进行处理，能够使表外矿石和贫矿回收得以扩大，从而使铀矿的利用率得到提升。
一、钻孔布液技术（一）工艺概述在原地爆破浸出采铀当中，布液技术具有十分重要的作用。
浸出成本、浸出率等，都会受到布液均匀性的影响。
在地表堆浸、农业生产等布液当中，微灌技术应用较为成熟[1]。
而在原地爆破浸出当中，由于不同矿床具有不同的地质特征和地质条件，因此也要采取不同的布液技术。
在实际应用中，应当对爆破矿堆中浸出液的扩散范围进行研究，同时探讨钻孔布液技术在非饱和流当中的应用，从而促使微灌布液技术在钻孔布液技术中的应用，使采场布液均匀度得到提升。
（二）矿体条件某矿体为282°倾向，产出形式为倾斜不规则立壁式，平均厚度为6m、最大厚度为15m、长度为70m、倾角为50°。
厚度50mm到100mm的断层泥和高岭土层明显的界定了矿体的上下盘。
围岩具有良好的隔水性。
在铀矿采场中，选择的试验块段矿体具有18m的垂直高度、10m的平均厚度、12m的走向长度、4847t的保有矿量。
其中，铀金属量为10.324t，平均品味为0.213%。
矿石具有2.48t/m3的体重、6到8的普氏系数和1.8到2.0的松散系数，矿石含泥量为20%，湿度在8%左右。
（三）施工设计在施工设计当中，浸润半径会对布液钻孔的排距产生直接的影响。
其中，如果布液强度为每小时15L/m2到25L/m2，则设定1.26m的布液孔排距。
如果布液强度为每小时120L/m2，则布液孔能够达到2m的间距。
基于矿堆的扩散性、渗透性等方面的因素，设定了每小时60L/m2的布液强度、2m的钻孔排距、1m 的布液管开孔间距，从而得到了2m×1m的布液管网度。
科普2我国地浸采铀技术的发展和进步
我国地浸采铀技术的发展和进步王海峰----世界地浸采铀技术的开发与应用较为系统地开展地浸采铀试验研究始于20世纪60年代初，在美国和乌克兰同时展开。
1962年乌克兰、乌兹别克开展酸法地浸采铀试验，并相继建成地浸采铀矿山；1963－1968年美国投入小规模地浸采铀生产。
上世纪70年代后期，地浸采铀在世界范围内迅速扩展，美国、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦、俄罗斯、乌克兰、捷克、保加利亚、中国、巴基斯坦、澳大利亚、德国都在应用或曾应用过地浸技术开采铀矿床，土耳其、德国、埃及、蒙古等国不同程度地开展了地浸采铀的研究与试验。
进入90年代，地浸法成为世界天然铀生产的主要方法。
目前，世界上拥有地浸生产矿山的国家有美国、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦、澳大利亚、中国、巴基斯坦、俄罗斯、乌克兰等。
地浸采铀产量占世界天然铀总产量逐年增加，2012已达45%。
----我国地浸采铀技术的研究与应用上世纪70年代，核工业第六研究所科技人员在收集和了解国外地浸采铀技术研究情况的基础上，提出了在我国开展地浸采铀技术研究的设想，并于1970-1973年进行了地浸采铀探索性试验，拉开了我国地浸采铀的序幕。
1978-1981年，我国又在另一矿床开展了地浸采铀试验。
这两次试验虽然均因某些原因未能取得较为理想的结果，但却积累了许多有意的经验，为下一步地浸采铀试验的开展打下了坚实的基础。
1984年在某矿床进行的地浸采铀条件试验获得了令人满意的结果，获得成功，标志着我国已初步掌握了地浸采铀技术，填补了国内空白，并于1991年建成我国第一座小规模地浸采铀试验矿山。
在地浸采铀试验成功的基础上，1985年开展了某矿床地浸采铀室内试验研究，1986-1990年完成了地浸采铀条件试验， 1991-1993年进行了地浸采铀半工业性试验，1996建成年产50吨铀的地浸采铀国家重点工业性试验工程，1998年工程顺利通过国家验收，主要工业技术指标接近国际先进水平。
地浸采铀技术在我国已开始转化为生产力；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。
我国地浸采铀新技术的研究与开发
我国地浸采铀新技术的研究与开发王海峰1核工业第六研究所，湖南，衡阳，421001摘要：本文对我国地浸采铀新技术的研究进展进行了评述，着重介绍了成孔工艺、浸出液处理工艺、铀矿床地浸评价、溶浸范围控制与井场自动监控系统。
关键词：地浸采铀；成井工艺；溶浸范围；1 概述我国地浸采铀技术的研究可追溯到60年代末70年代初，自那时起我国一些科研单位的科技人员便投入了该项技术的研究与开发之中。
核工业第六研究所是我国从事地浸采铀研究与开发的最早科研单位，是我国地浸采铀技术的摇篮。
该所的广大科研人员凭着对新技术的执着追求，凭着忘我的努力奋斗，开创了今天我国地浸采铀研究与生产的大好局面。
我国地浸采铀技术的进步，渗透着他们辛勤劳动的汗水，我国地浸采铀生产的跃进，是他们科研成果的结晶。
我国的地浸采铀经历了从无到有，从研究、试验到工业生产的发展。
在科技技术的支撑下，建成了云南381试验矿山和新疆737地浸矿山。
在30年的科研与生产中，我们不断地探索，研究和开发了成井工艺、浸出液处理、井场监控、实验室试验、铀矿床地浸评价等一系列新技术。
正是这些新技术与生产融合在一起，使我国地浸采铀生产蒸蒸日上。
2 浸出液处理工艺2.1 硝酸盐淋洗硝酸盐作为淋洗剂最早用在独联体国家和捷克地浸矿山，硝酸盐不但在淋洗过程中是淋洗剂，但它仅适于酸法地浸[1]。
其优点是硝酸盐既可作为淋洗剂，又可作为饱和树脂氧化剂。
因此，采用硝酸盐作为氧化剂可做到吸附尾液的闭路循环。
使用中硝酸盐首先作为淋洗剂，将树脂上的铀淋洗下来，饱和树脂转变为硝酸根型树脂，然后利用硝酸根型树脂吸附时从树脂中转入吸附尾液的硝酸根作为浸出氧化剂，可不必再另加氧化剂，反应机理如下：2Fe2++NO-3+2H+─→ 2Fe3++NO-2+H2O6Fe2++NO-2+8H+─→ 6Fe3++NH+4+H2O2Fe3++UO2─→ UO22++2Fe2+我国于1996年开发硝酸盐作淋洗剂的工艺流程，并在矿山得到成功地应用，一直至今。
地浸采铀铀浓度影响研究与工艺改进
地浸采铀铀浓度影响研究与工艺改进----问题和建议王海峰（核工业北京化工冶金研究院，北京 101149）摘要：对浸出液铀浓度的影响因素研究不够，导致在浸出过程中地下水垂向稀释程度、钻孔抽液量对浸出液铀浓度的影响、过氧化氢用量对铀浓度的影响等问题上解释不清，同时，对钻孔逆向注浆工艺的开发和应用、沉砂管设置的必要性及长短等问题亦存在争议，通过对试验结果的分析得出，地下水对浸出液的垂向稀释限制在一定范围内；钻孔抽液量仅在变化梯度极大时才能体现其对铀浓度的影响；过氧化氢过量使用既浪费又无法提高铀浓度和浸出率；逆向注浆工艺和沉砂管的设置仍需研究和试验。
关键词：地浸采铀；铀浓度；工艺；改进在地浸采铀基础研究方面，前苏联国家曾做过大量系统性的工作，诸如浸出率与浸出剂浓度的关系、浸出剂运移与浸矿过程、浸出过程中气堵、机械堵塞和化学堵塞的形成及发展过程等，并出版过大量书籍，诸如《溶浸采矿法的地质工艺研究》、《无井采矿法》、《地浸采铀手册》等，在我国地浸采铀界影响较深。
回顾我国几十年的地浸采铀技术的开发和应用历程，在地浸采铀基础研究方面，特别是铀浓度影响因素，不同井型溶浸范围及随浸出时间的变化，岩矿矿物成分和化学成分与浸出剂类型的关系，化学试剂与铀矿物和非铀矿物反应及反应生成物的机理等等问题上十分欠缺，无确切结论。
地浸采铀基础研究看似与试验和生产不发生直接关系，但我国多个现场试验实例证实，正是因缺乏基础研究的支持，面对试验结果给不出正确的解释，导致无法科学地制定进一步的研究方案。
对国外的先进工艺我们不能盲目照搬，但也不能置之不理。
我国地浸采铀矿山生产工艺多样化的发展，为无配液池和集液池流程的应用创造了契机，具备了开发和试验的条件。
1 地下水在垂向上对铀浓度的稀释某矿床含矿含水层厚度120m,局部50m，矿层厚度3m，平米铀量6.5kg/m2，试验峰值浓度仅达35mg/l。
在分析浸出液铀浓度低的原因时，一概归罪于矿层厚度与含矿含水层厚度比值太小，地下水稀释严重。
co2+o2地浸采铀原理
co2+o2地浸采铀原理
CO2+O2地浸采铀是一种采用二氧化碳和氧气作为浸出剂的地
下铀矿开采方法。
具体原理如下：
1. 铀矿石的氧化：CO2+O2地浸采铀的第一步是将铀矿石中的
铀酸化成可溶性的铀酸盐。
CO2和O2可以与含氧官能团发生
反应，使铀矿石中的铀从二价氧化态转变为六价氧化态的铀。
2. 浸出反应：经过氧化处理后的铀矿石会被浸入到含有CO2
和O2的溶液中。
CO2和O2会与溶液中的铀酸盐发生反应，
形成可溶性的四氧化碳酸铀（UO2(CO3)2-）或六氧化碳酸铀（UO2(CO3)4-）。
3. 过滤分离：将浸出液中的铀酸盐通过过滤、沉淀等方法分离出来。
一般来说，通过调整溶液pH值可以使铀酸盐沉淀下来。
4. 还原萃取：将分离出的铀酸盐经过还原处理，还原成三价铀的形式。
一般来说，可以使用氧化铁等还原剂进行还原反应。
5. 提取铀：将还原后的三价铀用溶剂提取、离子交换等方法进行提纯，得到高纯度的铀产品。
CO2+O2地浸采铀原理的优点是使用的溶剂对环境较为友好，
可以减少对地下水和水体的污染。
此外，该方法可以将铀矿石中的铀酸化程度控制在较低水平，降低了后续处理的难度。
然而，CO2+O2地浸采铀也存在一些挑战，如需使用大量的
CO2和O2，工艺复杂度较高，并且需要针对具体矿石的特性
进行调整和优化。
基于某铀矿的地浸采铀方法
一
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目 １目 ２圉 ３
２２２２ ．． ＨＣ ｊ 量 的确定 ． ０含
淡 化 少 试 剂 浸铀 工 艺 归 属 于 中性 碳 酸 盐
－
浸铀 方 法 。使 用 的溶 浸剂 主 要 包 括 溶 解 氧 和
Ｈ Ｃ０； 。
１ — 方 解 石 ；２ — 白云 石 ；３ — 石 膏 。 — — —
Ｔｈ ｔ ｏ ｏ ｈ ｎ 。ｉ ｅ ｃ ｉ ｇ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｒ ｔ ｅ ｉ ｔ ｌａ ｈ ｎ ｓｕ
ｏ ｒ ｎｉ ｉ ｉ ｆａ ｕ ａ ｕｍ ｍ ｎ ｎｇ
ＣＨＥＮ ｈｅ Ｚ ｎ， ＸＵ ａ ｙ ， Ｗ ＡＮＧ ｅ ｒ ｉ Ｘｉｎ— ｉ Ｘｕ — ｎ ａ
经 过 多 道 工 艺 后 生 成 化 合 物 。 地 浸 是 融 合 地
下水 的化 学成 分 、矿化度 和水 温等 。
质勘 查 、采 矿和选 冶 于一体 的采矿方 法 Ｅ。
２ 某砂岩型铀 矿淡化 少试 剂地 浸采铀工 艺 １ 地 浸 采 铀 的 主 要 影 响 因素
地 浸 采 铀 工 艺 只 可 能 适 用 于 具 有 一 定 渗
淡 化 少 试 剂 地 浸 工 艺 技 术 ，达 到 提 高 浸 出液
铀浓 度 的 目的。 ２２１ 淡 化 ．．
满 足 提 高浸 铀 效 率 的 需 要 ， 同时 又 避 免 ｒ碳
酸钙 沉淀 问题 。
通过对 淡水 资源研 究 与调查 结果 表 明 ，
溶 浸 液 中 Ｃ 允 许 的 最 高 含 量 应 根 据 浸 ａ 出 液碳 酸 钙 饱 和 指 数 为 ０时 的 Ｃ 边 界 含 ａ 量 和 溶 浸 液 及 浸 出液 Ｃ 含 量 的 变 化 量 而 ａ 定 。 碳 酸 钙 饱 和 指 数 为 ０时 的 Ｃ 边 界 含 ａ 量 可 以根 据 浸 出 液 的水 化 学 成 分 分 析 结 果 ，
大流量、低浓度地浸采铀浸出工艺试验
大流量、低浓度地浸采铀浸出工艺试验王海峰（核工业北京化工冶金研究院，北京 101149）摘要：讨论了影响地浸采铀浸出液铀浓度和钻孔抽液量的因素，结合现场试验在我国首次探索大流量、低浓度浸出工艺，并对其可行性提出看法。
关键词：大流量；低浓度；地浸采铀；浸出工艺1 大流量、低浓度浸出工艺的提出1957年美国学者提出地浸法开采铀矿床的想法，但是,较为系统地开展地浸采铀试验研究始于20世纪60年代初[1]。
1961年，美国犹他州建筑和采矿公司首先在怀俄明州Shirly Basin的一个铀矿床采用酸法进行了半工业试验，并于1963年至1968年间组织了小规模的生产，从而拉开了地浸采铀工业生产的序幕。
在此时期，乌克兰也同时开展了地浸采铀试验。
地浸采铀技术试验得到成功后，它的应用便迅速在世界范围内扩展，美国、捷克、保加利亚、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等都不同程度地应用地浸采铀技术开发铀矿床。
我国也在上世纪70年代初开展地浸采铀试验。
在这些国家的地浸矿山生产中，钻孔抽液量一般在4m3/h左右，浸出液铀浓度在40mg/L 以上，这些指标或多或少成为设计依据。
本世纪初，乌兹别克斯坦专家来中国工作时，针对浓度低的某矿床，建议增大抽液量来弥补，以保证单孔月产金属量，即所谓大流量、低浓度的浸出工艺，这也是我国地浸工作者首次引入大流量、低浓度浸出工艺的概念。
大流量、低浓度的浸出工艺虽然尚无确切的定义，但它毕竟是针对目前绝大多数地浸矿山生产时的抽液量和浓度指标提出的。
因此，可以理解为抽液量在8m3/h以上，浸出液铀浓度在40mg/L以下。
2 流量与浓度概念的内涵这里提及的流量是指钻孔抽液量，浓度指浸出液铀浓度。
在地浸采铀工程中，诸如浸出液铀浓度、钻孔抽液量、矿层渗透系数、井距、矿体埋藏深度、矿石品位与平米铀量、矿石矿物成分和岩石化学成分及液固比等，都是影响地浸矿山经济效益的因素。
钻孔抽液量在自然条件上直接决定于矿层渗透系数，在工艺上与钻孔结构、施工技术、过滤器性能有关。
地浸采铀开窗式切割钻孔施工技术
第50卷增刊2023年9月Vol. 50 Sup.Sep. 2023：371-374钻探工程Drilling Engineering地浸采铀开窗式切割钻孔施工技术贾生来，晋少东，王琳，刘忠存（核工业二四三大队，内蒙古赤峰 024000）摘要：填砾式钻孔结构（一次成井工艺）作为砂岩型地浸采铀工艺钻孔的主要钻孔结构，在国内多个铀矿区进行了应用，但在应用过程中过滤器易堵塞损坏、所需洗井时间长、钻孔使用寿命短等问题也逐渐凸显出来。
本文对填砾式结构钻孔存在的问题进行分析，针对问题产生的原因，从钻孔结构、注浆技术、含矿含水层切割技术、内置过滤器安装、逆向投砾等方面进行施工工艺革新，形成了新型开窗式切割钻孔施工工艺。
在新疆某铀矿床进行了规模应用，效果良好，较好地解决了填砾式钻孔施工工艺存在的问题。
关键词：开窗式切割钻孔；逆向注浆；矿层段切割；内置过滤器；逆向投砾；地浸采铀中图分类号：P634；TD85 文献标识码：B 文章编号：2096-9686（2023）S1-0371-04 Construction technology of window cutting drilling for leaching uranium miningJIA Shenglai，JIN Shaodong，WANG Lin，LIU Zhongcun(No.243 Geological Party of Nuclear Industry, CNNC, Chifeng Inner Mongolia 024000, China) Abstract：As the main drilling structure for sandstone type in‑situ leaching uranium mining， the gravel filling structure drilling （one‑time well completion process）has been applied in multiple uranium mining areas in China. However，during the application process， problems such as easy blockage and damage of filters， long flushing time required， and short service life of drilling have gradually become prominent. This article analyzes the problems existing in gravel filling structure drilling， and focuses on the reasons for the problems， including the drilling structure. The construction process innovation has been carried out in areas such as grouting technology，mining and aquifer cutting technology，installation of built‑in filters， and reverse gravel casting， forming a new type of window cutting and drilling construction technology. In the past two years， the new window cutting drilling construction technology has been applied on a large scale in a uranium deposit in Xinjiang， and the application effect is good， effectively solving the problems existing in the gravel filling drilling construction technology.Key words：window cutting drilling; reverse grouting; cutting of ore layers; built‑in filter; reverse bouldering; leaching uranium mining0 引言地浸采铀钻孔施工中，填砾式钻孔结构通常采用一次成井工艺进行施工，即形成裸孔后，下放带有过滤器、沉砂管等部件的套管，下放金属管至套管和孔壁环空进行填砾、止水和注浆［1］。
我国地浸采铀技术的现状与发展
我国地浸采铀研究现状与发展阙为民，王海峰，谭亚辉，姚益轩（核工业北京化工冶金研究院，北京，101149）摘要：在对我国地浸铀矿山生产和试验研究状况介绍的基础上，对我国地浸采铀技术研究和发展中存在的问题进行了分析，指出了我国地浸采铀技术研究的方向。
关键词：地浸采铀研究现状发展方向引言地浸采铀是一种在天然埋藏条件下，通过溶浸液与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的新型铀矿开采方法。
通过多年的试验研究，地浸采铀已成为我国铀矿采冶的重要方法，主要工艺技术指标达到国际水平。
形成了一套以地浸铀资源评价、溶浸液配方和使用方法、地浸钻孔结构与施工工艺、钻孔排列方式和钻孔间距的确定、溶浸范围控制、浸出液处理工艺技术、地浸矿山环境保护等为主体的地浸采铀技术体系。
但是，无论从地浸技术本身研究的深度和广度，还是从现有矿山生产规模，劳动生产率、自动化程度，与国外先进国家相比，都存在一定的差距。
1 发展历史[1]我国地浸采铀技术的研究始于七十年代初，三十年来，地浸采铀技术获得了飞速发展，其发展历程可划分为三个阶段：第一个阶段为探索研究阶段（1969～1981年）：核工业六所科技人员在收集和了解国外地浸采铀技术研究情况的基础上，提出了开展地浸采铀技术研究的设想，并于1970～1973年首先在广东河源砂岩铀矿床进行了地浸采铀探索性试验；1978～1981年在黑龙江501矿床开展了地浸采铀试验；这两次试验虽然均因某些原因没能取得较为理想的结果，但却积累了许多有益的经验，为下一步地浸采铀试验的开展打下了坚实的基础。
第二阶段为地浸采铀试验阶段（1982～1995年）：核工业六所在总结以往试验的基础上，于1982年至1984年在云南381矿床继续进行地浸采铀条件试验，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术，填补了国内空白。
1986～1990年开展了381矿床地浸采铀扩大试验，1991年建成了我国第一座小规模地浸采铀试验矿山。
0地浸采铀技术与工艺20308
在工业上， 铀地浸通常有两种基本方法： 一是前苏联广泛采用的硫酸法， 经常使用的溶 浸剂是硫酸 （溶液浓度为 * 0 @+ A B 0 *+ ） ， 主要用于碳酸盐含量不高的矿石。采用硫酸作溶 浸剂时其化学作用不能在碱性碳酸系统中形成再循环； 使用硫酸还会起到类似石膏堵塞矿 石间隙那样， 影响溶浸剂的流通。实际工作中采用过氧化氢作为氧化剂， 再回收率要比常规 地浸方法低， 因而该法常用于低品位的铀； 另一种是美国广泛使用的加氧化剂的重碳酸盐法 （碱法） ， 溶浸剂为钠和铵的碳酸盐和重碳酸盐 （溶液浓度为 * 0 @+ A @ 0 *+ ） ， 需加过氧化氢、 钾和钠的次氯酸盐作为氧化剂， 浸出液经加工后直接获得铀产品—黄饼 （ CDB・ ， 这是 ,E, D）
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地浸采铀技术与工艺
张振强
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（中国核工业地质局 !8# 研究所， 辽宁沈阳 44##"!）
摘要： 地浸采铀是世界上十分先进的采矿技术， 其基本原理是对可地浸砂岩型铀矿按一定
网度布置工艺钻孔， 从注液孔注入地浸液， 使地浸液与铀进行充分反应， 经抽液孔提出地表， 在 地表工厂进行萃取铀的过程。地浸法分为酸法和碱法两种。地浸采铀能使低品位砂岩型铀矿 成为有工业价值的矿床， 由于对环境污染小， 已被世界大多数国家广泛采用。但是并非所有的 砂岩铀矿都能地浸， 只有符合地浸地质—水文评价指标的砂岩铀矿才能地浸。地浸工艺包括钻 孔的布置、 浸液的配制、 地下水的复原和环境保护等方面。我国的地浸采铀于 !# 世纪 6# 年代开 始探索， 并取得了突破性进展， 新疆 ;# 年代中期开展了大规模的地浸砂岩铀找矿与开采工作， :4! 矿床是就是利用地浸技术评价与开采的我国第一座大型地浸铀矿山。
酸法和碱法地浸采铀技术现状
酸法和碱法地浸采铀技术现状核工业北京化工冶金研究院溶浸采矿研究所2002.11报告编写人：王海峰胡柏石姚益轩霍建党目录1 概述 (1)2 地浸采铀技术的发展及应用 (2)2.1 酸法地浸采铀技术的起源 (2)2.2 碱法地浸采铀技术的起源 (2)2.3 酸法地浸及碱法地浸的对比 (3)2.4 酸法地浸采铀技术的应用 (3)2.5 碱法地浸采铀技术的应用 (4)3 地浸采铀技术上的突破 (5)4 国外地浸采铀技术水平 (5)4.1 美国地浸采铀技术水平 (5)4.2 独联体国家地浸采铀技术水平 (6)5 我国地浸采铀技术的起源及发展 (6)5.1 我国地浸采铀技术的起源 (6)5.2 我国酸法地浸矿山生产 (7)5.3 我国碱法地浸技术的研究及开发 (10)5.4 我国地浸采铀技术水平 (11)6 我国地浸采铀技术的应用 (11)6.1 硝酸盐淋洗 (11)6.2 溶浸范围控制及井场自动监控 (12)6.3 钻孔施工及成井工艺 (13)6.4 潜水泵提升 (14)6.5 地浸铀矿床评价 (14)7 地浸矿山经济效益分析 (14)7.1新疆737地浸矿山经济效益分析 (14)7.2 新疆511地浸工程经济效益分析 (15)7.3 地浸铀矿山生产成本分析 (15)8 酸法及碱法地浸科研投入 (15)8.1 “九五”科研投入 (15)8.2 “十五”科研投入 (18)9 存在问题 (19)9.1 实验室及试验设备 (19)9.2 技术人员专业配备 (19)9.3 试验基地 (20)9.4 可地浸砂岩铀矿床 (20)9.5 国际交流 (21)9.6 新技术的引进 (21)10 “十五”及“十一五”科研规划 (21)10.1 概述 (21)10.2 酸法浸出技术研究及开发 (22)10.3 碱法浸出技术研究及开发 (25)1 概述原地浸出采铀(地浸采铀)作为一种采矿方法的分支，从研究、开发、应用至今已有几十年的历史。
砂岩型铀矿床地浸采铀工艺方法概述
硫化亚铁硫杆菌
6
硫化亚铁硫杆菌
采
矿
技
术
2011 ， 11 （ 4 ）
4FeAsS + 11O2 + H2 O →4FeSO4 + 4H3 AsO3
（ 2 ） 间接作用。微生物在生命过程中氧化矿石 中的硫、 硫化物产生硫酸和硫酸高铁， 而硫酸和硫酸 高铁可作为溶浸剂的主要成份浸出矿石中的有用金 属。例如：
－ 2－ 生 HCO3 和 CO3 。铀化合物可与这两种离子反应， 2－ 生成 碳 酸 铀 酰 络 合 物 ［UO2 （ CO3 ） 2 ］ 和 ［UO2 4－ （ CO3 ） 3］ 。一般情况下， 要实现这种类型的中性
1 O →UO3 2 2
4－ 2－
+ H2 O→［ UO2 （ CO3 ） 3］ + H2 O→［ UO2 （ CO3 ） 2］
设备和管道。当矿体埋深较大时， 这种方法比较昂 在没有进行环境影响 贵。从环境影响的观点考虑， 硫酸浸出导致地 评价时难以选择哪一种浸出系统， 下水形成几种化合物。 然而， 它们的迁移受酸的中 和限制， 也受与自然衰减有关的其它过程限制。 碳 Se） 进入弱碱性介质中 酸盐浸出使一些物质（ 如 Ra、 能迁移相当长距离的溶液。 综上所述， 酸法浸出作为目前工艺最成熟、 经济 效益最高的开采技术， 是砂岩型铀矿床地浸开采的 首选工艺， 然而当矿床的碳酸盐含量过高 （ ＞ 2% ） 或者矿段埋深较大（ ＞ 400 m ） 时， 因试剂耗量过大， 耐腐蚀材料需求过多， 经济效益大打折扣， 此时， 碱 法浸出则具有更大的优势和合理性； 如果考虑到开 采后的地下水环境治理和恢复问题， 酸法和碱法浸 出均具有较大的弊端， 而中性法浸出可有效的解决 这一问题； 针对某些难浸出和铀矿石品位低的矿床 或矿段， 比如大型铀矿床的翼部矿段， 可考虑微生物 浸出工艺。
我国地浸采铀工艺技术发展现状与展望
我国地浸采铀工艺技术发展现状与展望苏学斌;杜志明【摘要】本文对我国地浸采铀工艺技术发展做了全面的回顾,重点介绍了我国砂岩型铀资源的分布特点与生产现状,对我国地浸采铀技术主要成果进行了总结.通过我国地浸采铀技术与国外技术的比较,结合我国地浸铀资源的特点,指出了我国地浸采铀工艺技术的主要任务和发展方向.%The development of has been reviewed generally, mainly introduces the sandstone uranium distribution characteristics and production status in China, and some achievements of uranium in-situ leaching mining technologies are summarized. According to our country's resources characteristics, comparied with at home and abroad, the development orientation and mission of uranium in-situ leaching technology in China is pointed out.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2012(021)009【总页数】5页(P79-83)【关键词】原地浸出;铀;发展【作者】苏学斌;杜志明【作者单位】核工业北京化工冶金研究院,北京101149;中核通辽铀业有限责任公司,通辽028000;核工业北京化工冶金研究院,北京101149【正文语种】中文【中图分类】TD868地浸采铀是一种在天然埋藏条件下，通过溶浸剂与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的铀矿开采方法。
“八五”规划以来，我国针对砂岩型铀资源地浸技术进行了一系列的科研攻关，在许多关键技术上取得了突破，工业生产实现了零的突破。
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第21卷收稿日期：2012-07-06作者简介：张飞凤（1962-），男，研究员级高级工程师，中核集团铀矿采冶重点科技专项总设计师，核工业北京地质研究院总工程师，E-mail ：zhangff@ 。
地浸采铀新工艺综述张飞凤1，苏学斌2，邢拥国3，苏艳茹4(1.核工业北京地质研究院，北京100029；2.核工业北京化工冶金研究院，北京101149；3.新疆中核天山铀业有限公司，新疆伊宁835000；4.中核集团地矿事业部，北京100013)摘要：结合我国大量的疏松砂岩铀资源的特点，为了经济回收及利用铀资源，铀矿冶积极开发地浸采铀新工艺、新技术。
近年来，我国在低渗透、低品位、高碳酸矿石、高矿化度地下水等复杂砂岩型铀矿床地浸开采技术取得了重要进展。
本文重点总结和归纳了我国地浸采铀技术主要成果。
关键词：铀矿；地浸；新工艺中图分类号：TD868文献标志码：A文章编号：1004-4051（2012）zk-0009-04New progresses on in-situ leaching of uranium depositZHANG Fei-feng 1,SU Xue-bin 2,XING Yong-guo 3,SU Yan-ru 4（1.Beijing Research Institute of Uranium Geology,China National Nuclear Corporation,Beijing 100029，China;2.Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy,China National Nuclear Corporation,Beijing 101149，China;3.Tianshan Uranium Corporation ，China National Nuclear Corporation,Xinjiang 835000，China ；4.Department of Geology and Mining,China National Nuclear Corporation,Beijing 100013，China ）Abstract:The main method to sandstone uranium mining is in-situ leaching (ISL).In recent years,the great progress have been made in in-situ leaching of complicated sandstone uranium deposits with low permeability,low grade,high carbonate ore or high mineralized underground water in China.This paper makes summary and conclusions on in-situ leaching of uranium combined with its characteristics in china.Key words:uranium deposit;in-situ leaching;new progresses.1地浸采铀工艺简介1.1工艺过程“原地浸出采铀”简称“地浸”，是指矿石处于天然埋藏状况下，没有经过任何位移，用溶浸液直接从天然埋藏条件下的非均质矿石中选择性地浸出有用组分的集采、冶于一体的新型铀矿开采方法；地浸技术大大简化了传统矿冶工业系统的工艺过程；采出来的不是矿石，而是含有用组分的溶液，这种溶液称为浸出液，当其达到一定浓度就成为产品溶液。
原地浸出采铀工艺是将溶浸液通过注入钻孔注到地下含矿层，与矿石反应形成含铀浸出液；通过抽出钻孔将浸出液抽到地表并进行加工处理的采铀工艺过程。
地浸采铀工艺流程如图1所示。
图1地浸采铀工艺流程示意图原地浸出采铀由矿体浸出和浸出液处理两大部分组成，前者是用溶浸液使矿石中的铀从固相转移至液相，形成浸出液的过程；后者则是对浸出液进行处理，最终形成铀浓缩物产品的一系列化工单元操作过程。
1.2地浸采铀的适应条件第21卷增刊2012年8月中国矿业CHINA MINING MAGAZINEVol.21,zkAugust 2012中国矿业第21卷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，这些条件主要有：①矿床属疏松砂岩型铀矿床，具有一定的渗透性；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；③矿石中铀的存在形式必须适宜浸出；④矿体产状平缓，矿体连续稳定且具有一定的规模；矿体平米铀量应在最低经济指标之上。
在上述条件中，矿层的充水性和渗透性是地浸采铀在技术上是否可行的决定性因素，而矿体平米铀量、矿体埋深、规模等则是在经济上是否合理的重要条件。
因此，只有在深入研究和综合评价各种条件的基础上才能对某矿床是否适合于地浸开采做出科学的评价。
1.3地浸采铀的主要方法目前，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艺中衍化出CO2+O2浸出工艺。
独联体国家基本上采用了酸法浸出工艺，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，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出工艺，由于与矿床发生阳离子交换而膨胀，矿石孔隙被堵塞，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。
1.4地浸采铀的优点与常规采冶方法相比，地浸采铀的主要优点有：1)由于没有昂贵而繁重的井巷或剥离工程，也没有矿石与废石运输和破碎等工艺，唯一的井下工程是抽、注液等钻孔的施工，所以整个地浸矿山基建投资少，建设周期短，生产效率高，效益好。
据国内外资料统计，基建投资比常规采冶节省一半，建设周期缩短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。
2)环境保护措施容易实现，基本上不破坏农田和森林，无废石堆场和矿石场，大大减少了环境污染。
据测定，工业放射性污染相当于常规开采的1/1000左右。
3)从根本上改善了生产人员的劳动和卫生条件，改变了人们对矿山形象的看法。
4)使复杂的和易出事故的采矿工作实现“化学化”、“工厂化”、“管道化”、生产连续化和全自动化。
5)能充分利用资源，如对某些贫矿、埋深大的孤立矿体、分散小矿体和水文地质工程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。
2地浸采铀的沿革及发展概况原地浸出早在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，即通过从地表钻孔将溶浸液注入矿层后，由抽、注液孔定期互换使用，回收有用组分。
自此以后，美、法、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。
其发展可以分为三个阶段：第一阶段，在发明和专利基础上，研究改进地浸方法的建议阶段。
这一阶段从20世纪50年代中期到1978年，其主要特点是了解地浸的可行性问题（包括室内和现场研究）。
第二阶段是从1978年到1984年。
主要内容为基本原理和地浸机理研究，同时配合取样试验研究，进行小型和扩大试验。
第三阶段是地浸工艺流程更为完善，浸矿方法进入工业性试验阶段。
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CO2+O2为主浸出剂的技术体系，在地下流体监测与控制方面处于领先水平，铀浸出率约65%。
独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法与碱法地浸矿山的国家，铀浸出率达到国际一流水平，因此，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。
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。
3中国砂岩型铀资源及地浸采铀生产现状“八五”规划以来，我国针对砂岩型铀矿地浸技10第21卷张飞凤，等：地浸采铀新工艺综述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体系，整体技术达到了国际先进水平。
3.1中国砂岩铀资源分布与特点我国已开发利用的铀矿床主要有“四大”工业类型:花岗岩型铀矿床、火山岩型铀矿床、砂岩型铀矿床和碳硅泥岩型铀矿床(IAEA称为“层状结构型铀矿床”)。
其中砂岩型铀矿资源量约占查明铀资源储量的35%，见图2。
随着对砂岩型铀资源勘探的逐年增加，砂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。
图2我国各类已探明铀资源比例我国已探明砂岩型铀资源主要特点有：1）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，影响浸出效果；高碳酸盐矿石采用酸法浸出时矿层易发生化学堵塞，或者导致单位金属酸耗高，生产成本高。
2）矿石渗透性低。
疏松含水是砂岩型铀矿地浸开采必要条件，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。
3）矿石品位较低。
平均品位约0.02%，由于矿石品位低，平米铀量小，导致浸出液铀浓度低，只能采用低浓度大流量工艺才能保证一定的生产规模。
4）矿床地质-水文地质条件复杂。
吐哈盆地十红滩铀矿床地下水矿化度高达3.0g/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超过400m且分布多层矿体；伊犁盆地扎吉斯坦铀矿床局部矿段地下水位埋藏深或矿层疏干。
总的来说，我国已探明的砂岩铀矿资源各矿床地质与水文地质条件各异，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矿体）。
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区。