松软砂岩型铀矿床的地浸开采技术
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。
某砂岩型铀矿床地浸工艺钻孔施工效率分析
第４３卷 第２期２０２４年５月铀 矿 冶ＵＲＡＮＩＵＭＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ．４３ Ｎｏ．２Ｍａｙ２０２４收稿日期：２０２３ １０ ３０第一作者简介：杨俊（１９８６—），女，江西上饶人，学士，工程师，主要从事地浸工艺钻孔施工工作。
某砂岩型铀矿床地浸工艺钻孔施工效率分析杨 俊（湖南中核勘探有限责任公司，湖南长沙４１００１６）摘要：地浸采铀技术是中国砂岩型铀矿开采所使用的重要技术。
地浸工艺钻孔是地面连通地下矿层的唯一通道，在地浸采铀中发挥着重要作用，其施工效率影响整个铀矿山的建设和发展。
以某铀矿山为研究对象，统计分析了２０１９—２０２０年地浸工艺钻孔施工效率及存在的问题。
结果表明，与岩芯钻机相比，水井钻机在施工中优势明显；泥浆泵配置、钻孔深度、后勤管理和保障均对钻孔施工效率有影响。
对施工效率的影响因素提出了相应改进建议，以达到降本增效的目的。
关键词：地浸采铀；钻孔；施工效率；效率分析；影响因素；改进建议中图分类号：ＴＬ２１２．１；ＴＤ８６８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００ ８０６３（２０２４）０２ ００４７ ０６犇犗犐：１０．１３４２６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｙｋｙ．２０２３．１０．１９ 砂岩型铀矿所提供的铀资源量在各铀矿类型中仅次于不整合面型铀矿，位居第二位，并且埋藏浅、储量大、成本低、易于开采［１ ２］。
目前，中国的铀资源大多集中分布在砂岩型铀矿中［３ ５］。
地浸采铀技术已成为中国开采砂岩型铀矿的重要方法，形成了以地浸铀资源评价、地浸工艺钻孔结构与施工工艺、浸出剂配方和使用方法、钻孔排列方式和钻孔间距确定等为主体的技术体系［６］。
钻探技术是铀矿勘查主要技术手段之一。
通过钻探获取的地层岩芯岩屑等实物资料，可反映地层构造、验证地质推断和圈定目标矿体［７］。
地浸工艺钻孔是浸出剂进入矿层、浸出液抽至地表的唯一通道［８］。
钻孔设计、钻孔施工效率和质量是整个矿山建设的重要影响因素。
当前地浸工艺钻孔的钻进方法主要采用正循环冲洗的回转钻进［９］，钻孔施工设备配备型号众多，效率差别较大，设备机械化程度低、机动性差、机械故障率高；且设备由其他行业引进，适用性较差。
砂岩型矿床地浸采铀多层矿体开采
重叠矿体地浸开采探索王海峰（核工业北京化工冶金研究院，北京 101149）摘要：随着我国砂岩型铀矿床多层矿体资源的增加，其开采方法的研究与试验已被重视，特别是多层矿体分层分阶段开采，虽然受诸如各层资源的分布及矿山规模的确定，含水层与矿层之间的关系，各分层开采之间的衔接，钻孔使用寿命等多种因素的影响，但采用PVC封隔器的方法施工钻孔，无论先采上层还是先采下层都能得到实现。
关键词：地浸采铀；铀矿床；多层矿体；分层开采1 前言近些年来，无论是地浸矿山生产探矿还是以找矿为目的的地质勘探，含有多层砂岩型铀矿体的矿床经常被揭露，2层、3层甚至更多层，多层矿体的资源量逐年增加。
虽然我国地浸采铀技术已成熟，并在40年的研究、开发中先后在云南、新疆和内蒙古建成多座地浸采铀矿山，但是，迄今为止我国所开采的矿床都以单层矿形式开采，从未涉及多层矿体的分层开采。
因此，目前我国还不具备多层矿体分层开采的技术。
对于多层矿体，开采最直接或最简单的办法是分别对每层独立施工钻孔。
以上下2层矿为例，分别施工上部和下部的钻孔，然后对每一层同时开采，开采工艺与单层矿体开采相同。
但是，这种开采工艺因重复施工钻孔会造成开采成本增大。
如果能对多层矿体仅一次施工钻孔，穿过多层矿体，建造多层过滤器，然后对每层矿体在互不干扰的条件下分阶段开采，这样，既能节省钻孔费用和降低浸出剂消耗，又能使各分层浸出充分，提高浸出液铀浓度，更多地回收铀资源。
这种工艺在砂岩型铀矿床多层矿体开采中能否实现，正是本文讨论的重点。
2 我国砂岩型铀矿床多层矿体资源2.1 多层矿体资源随开采和勘探的进行，核工业地质勘探部门在新疆蒙其古尔铀矿床已提交资源量上万吨，估计总资源量还会成倍增加，其中部分资源为多层矿，如图1所示。
新疆库捷尔太铀矿床Ⅰ旋回和Ⅱ旋回矿体部分为多层矿，资源量上千吨。
这两个矿床多层矿的开采已列入规划，研究其工艺技术势在必行。
同时，在新疆乌库尔其铀矿床地浸开采试验、内蒙古通辽铀矿床和新疆十红滩铀矿床的地浸工程建设过程中，也频繁揭露多层矿矿体。
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。
地浸砂岩型铀矿松散岩层取心钻进技术研究
地浸砂岩型铀矿松散岩层取心钻进技术研究20世纪90年代初，核工业地质局作出了将铀矿勘查的重点由中国南方转向北方、由硬岩型转向盆地地浸砂岩型的重大调整部署。
目前，地浸砂岩型铀矿床已经成为我国铀资源勘查的主攻类型矿床。
我国地浸砂岩型铀矿床的勘查区域主要分布在北方的中新生代盆地中，钻探施工难度大，生产中出现的主要问题有：(1)岩矿心采取率低；(2)钻孔护堵困难，成孔率低；(3)孔内事故多；(4)钻进效率低，施工成本高；(5)卵砾岩层钻进困难。
“松散岩层取心”与“卵砾石层钻进”是盆地地浸砂岩型铀矿钻探施工中的两大重要难题。
论文选题来源于核工业地质局“十五”铀矿地质科研课题《地浸砂岩型铀矿松散岩层取心钻进技术研究及其应用》，主要介绍作者近年来在“松散岩层取心技术研究”和“卵砾石层取心钻进技术研究”方面所进行的一些课题研究及取得的部分成果。
论文全文共分四章：第一章绪论；第二章松散岩层取心技术研究；第三章卵砾石层取心钻进技术研究；第四章结论。
论文第二章和第三章是全文的中心内容。
论文第二章综述了岩矿心采取率和采取质量的重要性，影响因素，以及要提高采取率和取心质量必须采取的一系列措施。
探讨了冲洗液在岩矿心柱表形成的“泥皮”对岩矿心采取质量的影响，适当厚度(1～3mm)且具有一定结构强度的“泥皮”对岩矿心起着保护作用。
通过对岩矿心在单动双管、双动双管与单管三种常用取心钻具钻头处和钻具内的受力状态分析，建立了相关的力学模型，得出了取心钻进时回次进尺长度与岩石的机械强度、钻具内管直径、冲洗液动压力、岩石与钻具内管内壁的摩擦系数、钻具的内外环间隙、冲洗液性能之间的影响关系。
地浸砂岩型铀矿钻探取心的目的层是含矿、含水的松散砂岩层，该岩层胶结程度差、松散、破碎，钻进过程中，岩心怕冲洗液水流冲蚀、怕震动、怕磨蚀。
另外，松散砂岩层与泥岩换层频繁，岩层软硬不均，取心操作工艺不易掌握，在这类松散砂岩层中，钻探取心难度较大。
论文第二章介绍了投球式单管取心钻具、投球式双动双管取心钻具、HD-216取心钻具、HD-216A取心钻具、射流式取心钻具、双阀式单动双管取心钻具、喷反式单动双管取心钻具七种钻具。
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）
文章编号： （!##!） 4564 7 8948 #" 7 #!## 7 #:
地浸采铀技术与工艺
张振强
!
（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。
科技日报——让砂岩型铀矿不再是“呆矿”
科技日报——让砂岩型铀矿不再是“呆矿”——铀，你懂的！——关键词：新探索、新工艺、打破封锁、70%、50%——翠玉白菜，你也懂的。
通辽铀矿开采的地浸井场，仅手腕粗细的抽液管通过钻孔插入地中，只在地上小露半截弧度，又很快隐埋入地下进入集控室。
整个井场完全看不出任何采挖痕迹，这大大超出了大家对矿山开采的惯性认识。
二氧化碳（CO2）和氧气（O2），人们生活中接触最多的两种气体，在核工业北京化工冶金研究院（以下简称核化冶院）研究员苏学斌的字典里，变成了中性地浸采铀的利器，这一在国内尚属首创的技术，颠覆了传统的铀矿开采模式，拓展了砂岩型铀资源开采利用范围，盘活了数万吨复杂砂岩型铀资源。
杀手锏失效倒逼新探索“没想到做出来了。
”面对记者，苏学斌笑得有点腼腆，“当然如果那么容易，项目也不会一做就是十几年。
”地浸采铀是一种不使矿石发生位移的集采、冶于一体的新型铀矿采冶方法。
简单来说，通过注液孔将溶浸液注入地下矿层，溶浸液在矿层与矿石发生反应，形成含铀溶液，再通过抽液孔用潜水泵将含铀溶液提升至地表，然后用地表水冶设施进行处理，加工成铀的初级产品。
“2012年，世界天然铀总产量56486吨，其中地浸开采以45%的份额居第一位，其次是地下开采28%，露天开采20%。
”核化冶院院长郭忠德用一组数字描述了世界地浸行业的现状。
但采用地浸技术如何“吃干榨净”地下矿层中的铀，让溶浸液只“榨”出铀，并最大限度地保护环境，是一个世界级难题。
作为我国唯一从事地浸采铀技术研究和工程转化应用的科研机构，核化冶院对从矿层中“榨”出铀溶液有着丰富的经验，用硫酸做溶浸液让他们在新疆伊犁地浸采铀中名声大震，但新疆十红滩和内蒙古通辽钱家店铀矿矿床中碳酸盐含量高，酸法地浸造成了矿层堵塞。
“我们改用碱法，堵塞问题得到有效缓解，但浸出速度相比酸法缓慢，液铀浓度相对较低，而且生产成本过高，铵盐会造成地下水污染。
”苏学斌说，“我们被逼着做一些探索。
”掌握新工艺打破国外封锁其实，在十红滩矿床地浸试验时，核化冶院已经在琢磨新的溶浸液。
提高地浸砂岩型铀矿钻探水平的技术措施
提高地浸砂岩型铀矿钻探水平的技术措施【摘要】地浸砂岩型铀矿床是目前所有铀矿类型中最具开采潜力的铀矿床，其勘探开发水平受到国内外的高度关注[1]。
目前已证实的可地浸砂岩型铀矿床及已实施地浸方法开采的铀矿床多为隐伏盲矿，地表找矿特征不明显，目前尚没有普遍适用且非常有效的物化探方法用于勘查该类型矿床。
因此，在可地浸砂岩型铀矿勘查中，钻探取样是最基本、最主要的勘探手段，其工艺水平直接影响了铀矿勘查效率和经济效益。
本文就提高地浸砂岩型铀矿钻探水平的技术进行阐述，以期为我国铀矿提供新思路。
【关键词】地浸砂岩型铀矿；钻探；技术；措施铀是“核工业的粮食”，是战略核力量的基石。
我国铀矿资源早期较为匮乏且禀赋不佳、钻探开发难度较大，难以满足国家能源安全和国防科技工业发展需要。
为了解决以上问题，我国核地质人员经过半个多世纪的努力，发现了相当数量的铀矿床，逐步形成了我国四大类型工业铀矿，即花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型，其中可地浸砂岩型铀矿探明及预测资源量均位居第一，其在赋存、经济效益和环境等方面具有显著优势[2]。
而目前钻探水平的高低直接影响砂岩型铀矿勘探开发的好坏。
因此，提高地浸砂岩型铀矿钻探水平一直是我国众多学者关注的焦点。
1.我国砂岩型轴矿现状砂岩型铀矿虽发现较早，由于品位相对不高，很长一段时间，各类内生热液型铀矿床的开采生产一直处主导地位。
近30多年来，随着盆地中沉积型铀矿勘探的蓬勃开展和砂岩型铀矿地浸开采取得成功，砂岩型铀矿在经济效益和环境等方面的优越性不断凸显，国外和我国已发现砂岩型铀矿的数量和储量与年俱增，以及在全球年新增铀产量中的比例，均已跃居各类铀矿床之首。
我国可地浸砂岩型铀矿床资源主要分布在新疆、内蒙古、东北等地区，如伊犁盆地、准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地、二连盆地、松辽盆地。
矿床岩性主要为砂砾泥堆积物、泥岩、粉砂岩、中粗粒砂岩、砂砾岩、卵石、漂石等。
采用地球物理、地球化学，及钻探等技术手段是可地浸砂岩型铀矿勘探的主要方法。
地浸采铀技术中的几个问题
地浸采铀技术中的几个问题王海峰(核工业北京化工冶金研究院，北京 101149)摘要：根据多年地浸采铀技术研究、实验室试验、现场试验及生产经验，讨论了地下水流向对钻孔布置的影响，沉砂管的设置及利弊， CO2+O2两孔法现场试验的适用性等问题。
关键词：地浸采铀；沉砂管；两孔法; CO2+O21 前言在多年的地浸采铀技术研究与开发的实践中，一些问题已成为该领域工程技术人员争论的话题，并一直受之困扰,如地浸井场抽出井是否应布置在地下水流向的下游；钻孔套管底部沉砂管的作用及长度；采用CO2+O2作为溶浸剂时两孔法适用性如何。
这些问题并非对地浸采铀试验与生产起颠覆性作用，但它们却影响着技术进步。
在收集、分析国内外资料的基础上，结合作者多年的地浸技术研究与开发的经验，针对上述问题，提出了一些认识，仅借此文与同行交流。
2 地下水流向对钻孔布置的影响2.1 地下浸出溶浸剂流动分布特征在地浸矿山，井场因抽注产生水力坡度，迫使溶浸剂遵循一定规律，从注入井流向抽出井。
溶浸剂流动速度、方向随着在井场中的位置不同而改变，无论地下水的流向如何，都不可能对所有孔产生有利或有害的影响。
以五点式正方形井网为例进行流场模拟（图1），中心为抽出井，四周为注入井[1]。
图1 五点式正方形井网流场模拟其流动速度以及路径的长短不同，内部流线路径最短，流动速度最快。
由里向外，质点路径逐渐变长，流速变慢。
同一流线上，在不同的位置其质点运动速度也不同，质点从注入井出发其速度逐渐变慢，并达到最低值。
尔后，随着靠近抽出井，流速加快，而到达抽出井时达到最高值，如图2所示。
图2 流线上质点在不同位置上的流动速度图2 注入井与抽出井溶浸剂流速随距离变化关系2.2 地下水流动对溶浸剂流动的影响国内地浸领域存在一种认识，在钻孔布置时应尽量将注入井布置在地下水水流方向的上游，抽出井布置在下游。
这种布井的理由是使地下浸出时的溶浸剂渗流方向与地下水流向一致，有利于加快浸出速度。
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。
砂岩型铀矿地浸开采过程中电法勘查技术的应用
砂岩型铀矿地浸开采过程中电法勘查技术的应用何柯;赵远程;李建华;王刚;叶高峰【摘要】原地浸出采铀是一种利用砂岩型矿层对水的渗透性,采用注、抽液孔向含矿岩层注入“溶浸液”和抽取“浸出溶液”而获得铀的先进采矿技术.研究井场下方“浸出液”分布范围,不仅能掌握矿体的被覆盖程度和矿床开采率,且对于地下水体污染监控具有重要意义.对内蒙古二连盆地某铀矿地浸开采试验基地进行电法勘查,以对铀矿地浸开采过程进行监测试验.具体采用可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)和时间域激发极化法对试验井场进行探测试验.试验区以抽孔为中心布设一个18×18的测网,测网的线距和点距均为10 m.电法探测试验时,对穿过抽、注井的5条纵向和4条横向测线进行了CSAMT观测,并对全区进行中间梯度激发极化测量.经过数据处理和反演得到了中梯装置视极化率平面等值线图及CSAMT二维电阻率模型,并结合研究区域已知资料进行解释,认为电阻率断面上井场区域下方的低阻异常带反映了地浸开采过程“溶浸液”的地下分布状态;视极化率平面等值线图上显示的抽注单元下方的大片低极化率异常,可能是由地下浸出液与岩层组成的离子导电体系“薄膜极化”效应产生的异常带.【期刊名称】《现代地质》【年(卷),期】2018(032)004【总页数】13页(P850-862)【关键词】原地浸出;浸出液;电法勘察技术;电阻率;极化率;“薄膜极化”效应【作者】何柯;赵远程;李建华;王刚;叶高峰【作者单位】中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083;核工业北京化工冶金研究院,北京101149;中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083;中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京102600;核工业北京化工冶金研究院,北京101149;中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P631.30 引言原地浸出采铀又称为地浸采铀，是目前世界上先进的铀矿采矿技术。
松辽盆地可地浸砂岩型铀矿成矿地质条件
松辽盆地可地浸砂岩型铀矿成矿地质条件【摘要】松辽盆地为中国北方大型内陆盆地之一，总面积达26万平方公里，它位于中亚可地浸砂岩型铀矿带的东延部分，在盆地的发展过程中，发育有含油气建造，含煤建造和杂色陆相碎屑岩建造。
在杂色碎屑岩建造中有层间氧化带和“泥—砂—泥”结构发育，同时盆地内具有良好的地下水循环体制，是寻找可地浸砂岩型铀矿的有利地区。
【关键词】松辽盆地；可地浸；铀矿；条件分析松辽盆地位于我国东北，包括黑龙江西南部、吉林省西部、内蒙古自治区东部和辽宁省北部。
1 大地构造位置在大地构造位置上，处于天山—兴蒙褶皱区（Ⅰ级），吉黑褶皱系（亚Ⅰ级）之松辽坳陷（Ⅱ级），西侧为大兴安岭优地槽褶皱带（Ⅱ级），内蒙古优地槽褶皱带（Ⅱ级）。
南部与内蒙地轴（Ⅱ级）相接。
见图1。
1.吉黑褶皱系1-1 松辽坳陷1-2 张广才岭优地槽褶皱带1-3 佳木斯隆起2.内蒙-大兴安岭褶皱带2-1 大兴安岭优地褶皱带2-2 内蒙优地槽褶皱带3.中朝准地台3-1 内蒙地轴3-2 燕山台褶皱带3-3 胶辽台隆4.延边褶皱系5.那丹哈达优地槽褶皱带（属锡霍特褶皱带）6.上黑龙江冒地槽褶皱带（属蒙古-鄂霍次克褶皱带）7.额尔古纳褶皱带2 盆地特征2.1 盆地基底松辽盆地基底主要岩石类型有花岗岩、片麻岩、片岩、砂板岩、石灰岩等，在松辽盆地的中部以片麻岩一片岩为主，面积达3万平方公里，其西部以矿板岩—碳酸岩为主是兴安地槽的延伸部分，其东部是片岩—砂板岩—石灰岩分布区与吉黑地槽区相过渡。
花岗岩是松辽盆地基底岩石的重要组成部分，分布广泛，可分为三个期次，有加里东期，海西期和燕山期。
松辽盆地基底断裂构造十分发育，对盆地的形成和发展起控制作用。
在基底构造中，主要有北北向、东西向、北西向三组深断裂为主干断裂。
北北向主干断裂有四条，它们具有切割深，规模大，活动时间长等特点。
其中嫩江-白城-扎鲁特深断裂和依兰-伊通深断裂控制着盆地的东、西边界。
孙吴-双辽断裂和海沦-伏龙泉断裂控制的盆地内二、三级构造单元，并决定着盆地内构造-沉积特征的东西分带特点。
地浸铀矿开采标准
地浸铀矿开采标准
地浸铀矿开采标准主要包括矿石量和品位两个方面的要求。
1. 矿石量：地浸砂岩型铀矿床规模的国际标准是矿石量大于或等于3万吨。
2. 品位：品味大于或等于克/吨。
地浸采铀是在天然埋藏条件下，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。
这种铀矿开采方法不移动矿石和围岩，将矿石的开采、选矿、水冶集于一体。
以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议查阅地浸铀矿开采相关的书籍和文献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中国矿业第21卷收稿日期：2012-7-11作者简介：武伟（1967—），男，河南许昌人，硕士研究生，高级工程师，长期从事地浸采铀工作，E-mail ：zl-2000n@ 。
1松软砂岩型铀矿床1.1铀的富集与沉淀砂岩型铀矿床指产于砂岩、砂砾岩等碎屑岩中的外生后成铀矿床。
松软砂岩型铀矿床特指岩矿胶结疏松，颗粒之间存在孔隙，便于孔隙水流动的矿床。
外生松软砂岩型铀矿床是在地球表面天然因素影响下，所形成的地球化学作用产物，是地浸方法开采的重点。
砂岩型铀矿床成因上主要有两类，即层间氧化带型和潜水氧化带型。
这两类矿床中的铀，来自矿床以外的岩石和矿床以及自含矿层本身及其上覆的富铀层。
沉积成矿时，地层中的U 4+在富含游离氧的地表水或地下水的长期作用下氧化成U 6+，逐渐被淋滤出来，在天然流场的作用下沿可渗滤的地层迁移。
由于地层中黄铁矿、有机质等还原性物质的不断作用，地下水中的游离氧逐渐消耗，在合适的地球化学环境下，溶解的U 6+被还原成U 4+而沉淀，产生铀的富集，形成矿石。
层间氧化带铀矿床铀的富集与成矿作用的必要条件，是在含水层的岩石中存在铁的硫化物和碳酸盐[1-3]。
1.2地下水特征矿层赋存在地下水水位以下是地浸开采的前提，松软砂岩型铀矿床正是具备了这一必要的条件，才成为地浸采铀研究的重点。
地浸采铀发生在承压含水层或潜水中，承压含水层是处于地下水面以下，储存于任意两个弱透水层之间的具有承压性质的饱和水。
典型的承压含水摘要：讨论了松软砂岩型铀矿床的地浸特点，及在浸出剂的作用下金属溶解到溶液中的过程。
国外地浸采铀技术的应用侧重在钻孔施工和成井工艺、中子测井、浸出液处理、地下水污染治理及抽注状态动态模拟等方面；而新技术的开发则以埋藏深、地下水高矿化度的地浸开采为主。
而国内地浸采铀技术的应用侧重在浸出过程溶液流动检测、碱法工艺、现场试验技术等方面；新技术的开发则以钻孔施工与成井工艺、翼部矿体和多层矿体开采为主。
关键词：松软砂岩型；铀矿；地浸中图分类号:TL212.12文献标识码：A 文章编号：1004-4051（2012）zk-0324-04The technology of in-situ leaching uranium mining in soft sandstone-type depositWU Wei ，JIANG Xiao-hui（Tianshan Uranium Co ．，Ltd ．，China National Nuclear Corporation ，Yining 835000，China ）Abstract:In this paper ，it is discussed on in-situ leaching characteristics in the soft sandstone-type uranium deposit and the process of metal dissolved into solution under chemical action of leaching agent ．The uranium mining technology emphasizes on well -drilling ，well completion technique ，neutron logging ，leaching solution handling ，the harness and preventing of groundwater pollution ，the dynamic simulation on pumping and injection state ，and so on overseas ．The development of new technology mainly emphasizes on in-situ leaching mining in deep-buried-depth and high-salinity groundwater deposit ．While uranium mining technology focus on in flow detection of leaching process solution ，alkaline method ，field test technology etc ．The development of new technology mainly emphasizes on well -drilling ，well completion technology ，and the mining in wing-orebody deposit and multilayer deposit ．Key words:sandstone-type ；uranium deposit ；leaching松软砂岩型铀矿床的地浸开采技术武伟，蒋小辉（新疆中核天山铀业有限公司，新疆伊宁835000）第21卷增刊2012年8月中国矿业CHINAMINING MAGAZINE Vol.21,zkAugust 2012第21卷武伟，等：松软砂岩型铀矿床的地浸开采技术层可分为补给区、承压区及排泄区三部分。
承压水由于顶部有隔水层，它的补给区小于分布区，动态变化不大，不容易受污染，这些自然形成的条件为地浸开采奠定了基础。
潜水是赋存于地表以下饱水带中第一个地区性稳定隔水层之上的具有自由表面的含水层中的重力水。
潜水由于缺失隔水顶板，给地浸开采造成一定困难，但至今世界上仍有一些地浸铀矿山在潜水中开采。
2地浸采铀金属的浸出地浸采铀过程是一个典型的带有化学反应的流动过程。
当浸出剂沿矿层渗透迁移时，浸出剂与矿石发生化学反应，浸出剂与矿石的相互作用是一个多相(液-固)化学反应过程，该过程一般包括以下几个步骤：1）浸出剂从溶液主体(相对于液膜而言)扩散到固体颗粒(矿石)的外表面，包括从溶液主体到颗粒表面液膜外表面的对流扩散与通过液膜的分子扩散──外扩散过程。
2）浸出剂从颗粒的外表面通过颗粒的毛细孔和裂隙以分子扩散方式扩散到颗粒内表面，并排挤出孔隙水———内扩散过程。
3）扩散到内表面的浸出剂与铀矿物发生化学反应，同时反应生成物溶解，此过程包括化学变化和相变化。
4）生成物从颗粒内表面扩散到颗粒外表面─内扩散过程。
5）生成物从颗粒外表面进入到溶液主体─外扩散过程。
地浸过程中，如果浸出剂的渗透是最慢的过程，则可以认为该过程属对流扩散控制；如果化学反应是较为缓慢的过程，则过程属化学反应控制。
浸出速度取决于两者之间的慢者。
带有化学反应的水动力过程实现的条件是，矿层必须渗透，液体得以流动；金属铀能与浸出剂接触经反应后进入溶液。
松软砂岩型铀矿的特征满足了这些要求，促使地浸开采的进行。
3地浸开采技术的开发与应用3.1地浸技术的适宜条件1）矿床属胶结程度差的松软砂岩型铀矿床，具有良好的渗透性，矿石的渗透性强于围岩的渗透性。
2）矿体赋存于有较稳定的顶底板隔水层的含水层中(最好具有承压特点)，含矿含水层厚度与矿层厚度之比小于10。
3）矿石中铀的存在形式必须适宜浸出。
4）矿体产状平缓、连续且具有一定的规模，矿体埋深一般不超过400m，倾角小于20°。
5）矿床平米铀量应在最低经济指标之上。
随地浸采铀技术的进步，上述的适宜条件也在发生变化，矿层渗透性低于围岩渗透性的矿床已有开采实例；含矿含水层厚度与矿层厚度之比大于10的开采试验正在进行；哈萨克斯坦某地浸铀矿山开采深度已达到700m；巴基斯坦首座地浸采铀矿山的矿体倾角大于30°，也成功实现了开采。
因此，将上述地浸适宜条件理解为理想条件更为合适。
3.2地浸采铀技术的发展与应用3.2.1国外地浸采铀技术应用为隔离各含水层，保护钻孔，下入套管后要对孔壁与套管之间的环形空间注水泥浆封孔。
地浸矿山广泛使用的是逆向注浆封孔技术，水泥浆从套管内注入，进入孔壁与套管之间的环形空间，排挤掉泥浆，上升至地表。
这种注浆方法避免了混浆段的产生。
逆向注浆通过移动式水泥注浆车完成。
该车前端设计有牵引钩架，后端为水泥槽，水管，电路及仪表，根据需要可方便地移至注浆孔。
钻孔成井时通常在整个井的深度内全段注浆，然后将矿层段用切割刀具将套管和注浆水泥一起切掉，下入更换式过滤器。
这种方法可保证矿层段不被泥浆污染，减少洗井工作量或基本不用洗井。
更换过滤器式解决了堵塞问题，保证钻孔使用寿命和生产的持续进行。
人造塑料球的钻孔填砾方法与更换式过滤器结合使用，获得较好的效果[4]。
在国外地浸矿山中，薄壁套管的使用已较广泛。
地浸矿山所用套管直径127mm，壁厚6.55mm，每根长6m。
这种薄壁套管采用胶结或密封圈连接方式，几十年的实践证明，这种连接方法安全、可靠。
成井耐压测试设备安装在拖挂车上，如图1所示。
车上装备有水和氮气贮罐，封隔器提升和下放绞车，压力分配器，管路及压力表等。
车的前端为拖挂支架，便于机动车牵引，在井场内自由移动，完成对不同位置井的完整性测试。
瞬时裂变中子测井不受铀镭平衡破坏的影响，直接测量岩石中铀含量的多少。
所以，他不仅用来测定矿层的厚度和矿石品位，而且在放射平衡被破坏的条件下，用来确定伽玛测井的修正系数，评价伽玛测井资料解释结果的准确性。
除此之外，还可测量铀地下浸出过程结束后，钻孔剖面上的剩余铀含量和铀在浸出过程中发生的再次运移沉积状态。
325中国矿业第21卷图1钻孔承压测试装置地浸矿山采用中心处理厂和卫星厂的模式处理浸出液。
从卫星厂用专用槽车运至中心处理厂的饱和树脂，先经振动筛分离和洗涤后再进入淋洗塔，串联多塔固定床淋洗。
在中心处理厂由沉淀槽串联进行沉淀操作，沉淀后用泵打入浓密机中沉降。
浓密机底流浆体再经板框压滤机进行脱水，卸下的黄饼输送至低温真空干燥机干燥，最终得到产品。
地浸矿山地下水治理时首先停止注入浸出剂，抽出含矿含水层中的孔隙水，抽出的水经离子交换、反渗透处理后约70％返回井场，约30％排入蒸发池，再注入深处置井；尔后，抽注地下水，使储水层水质均匀，必要时加入一些还原剂Na2S或H2S，整个地下水复原工作需要约两年时间。
地下水模拟主要围绕提高地下溶浸效率和预测地下水污染范围等方面开展工作。
通常在一个采场开拓前进行钻孔布置设计时，通过模拟寻找最佳的布孔方案，但对于已开拓完成的采场，也可以通过模拟测定钻孔布置的合理性，提供改善方案。
3.2.2我国地浸采铀技术应用在30多年的科研与生产中，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。
在开发新技术的同时，我国地浸生产企业还特别注重引进国外先进技术。
在钻孔洗井工艺上，成功使用了脉冲洗井方法，获得良好的效果；在探测地下浸出剂渗流范围上，采用热测井方法，方便准确地掌握溶液流动方向；在浸出液过滤技术上使用管道过滤器，效果显著；在浸出工艺上，开展了碱法试验，并成功建成了碱法地浸矿山；在钻孔过滤器形式上广泛应用外骨架过滤器，同时探索射孔过滤器和裸孔过滤器；在浸出液提升方式上，潜水泵提升已是有条件的地方的首选；在浸出液处理工艺上成功应用密实移动床和饱和再吸附技术，提高了合格液铀浓度；在地浸采铀现场试验技术上多次采用两孔法和九点法，缩短了浸出时间，提高了试验数据的准确性。