世界地浸采铀矿山生产现状与进展

由于地浸采铀具有生产成本低与环境友好等优点,近年来,其占世界天然铀总产量的份额逐年增加,2016年占比达到48%。目前,主要的地浸采铀生产国为哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、澳大利亚、美国、俄罗斯与中国。哈萨克斯坦的可地浸砂岩型铀资源量占世界总量的89%,2016年19个地浸矿山的天然铀产量达到24 575t。乌兹别克斯坦采用酸法浸出,单个地浸矿山的生产能力600~1 000t/a。澳大利亚Beverley North和Four Mile地浸矿山正在生产,2016年产量约1 087t。美国地浸矿山均采用CO_2+O_2浸出,6座地浸矿山正在生产,由于国际铀价低迷未发挥最大生产能力。俄罗斯两座地浸矿山正在运行,生产能力超过了1 000t/a。     

地浸采矿浸出结束点确定的新方法

浸出结束点既关系到地浸采矿的经济效益,又关系到地浸矿山自动化和数字化建设。首先,论述了浸出结束点常规确定方法的局限性,分析了地浸采矿各抽注单元不能同时达到最佳生产状态的原因,总结了地浸采矿投资收益随时间的变化规律,提出了以抽注单元和最短生产期间作为计算浸出结束点的基础原则。然后,分析了影响地浸采矿生产费用的各项指标,建立了计算浸出结束点的新方法。最后,以某地浸采铀试验采区为例,统计了采区生产费用的数据,应用新方法对各抽注单元的经济效益进行了判断,并对采区的生产提出了对策分析。     

美国Highland铀矿碱法地浸采铀工艺

Highland铀矿是西方国家最大的铀地浸矿山之一,采用典型的美国碱法地浸工艺,即以CO2和O2配制溶浸剂进行浸出。介绍了Highland铀矿采用的井场设计与建设、环境评价与监测、生产操作和地下水复原等方法,以及Highland铀矿的地质概况。美国Highland铀矿碱法地浸采铀工艺     

某硬岩铀矿石细菌柱浸试验研究

以某硬岩铀矿石为研究对象,对其进行了细菌柱浸与酸法柱浸浸铀对比试验研究。试验成果表明,细菌柱浸比酸法柱浸能降低耗酸0.5个百分点,提高铀浸出率8个百分点,缩短浸铀周期10 d以上,说明应用细菌对该矿山铀矿石的浸出具有一定的可行性。     

表面活性剂提高地浸采铀渗透性的初步研究

含矿层的渗透性是影响原地浸出采铀的一个重要因素。针对新疆某地浸采铀矿山的矿石进行了柱浸实验,初步研究了表面活性剂对含矿层渗透性的影响。结果表明,在溶浸液中加入适当的表面活性剂可显著提高矿层的渗透系数,尤其对低渗透性矿石可使其渗透系数增高30%~40%以上。这对提高地浸采铀的浸出率和资源回收率有重要意义。     

过滤器布置方案对地浸采铀浸出效果的影响分析

本文以有效对流体积、有效对流矿体体积比、有效浸出矿体体积比、浸出对流体积比4种地浸采铀流场特征参数为计算分析依据,建立了一套地浸采铀流场定量化分析评价方法。基于该方法,针对内蒙古某地浸采铀矿山,开展了过滤器布置方案对地浸采铀浸出效果的影响分析,并为现场钻孔施工推荐了最优过滤器设计方案。研究结果表明：采用地浸采铀流场特征参数的定量化分析评价方法,可以对不同过滤器设计方案下的有效对流体积、有效浸出体积、浸出剂利用率等进行定量分析;各过滤器布置方案量化对比后发现,长过滤器方案形成的流场范围更大,过滤器长度大于5 m时,增加单位长度带来的增益效果降低;过滤器安装位置对有效对流体积和有效浸出体积影响明显,短过滤器方案（2.5 m）宜采用中心布置,长过滤器方案（5 m、10 m）宜采用错位布置;方案2的特征参数表现较好,为最优过滤器设计方案,在现场应用后,提高了采区抽注液量与铀浓度,更科学有效地指导了地浸采铀井场的工程设计。     

微观平衡优化地浸采场溶浸范围

原地浸出采矿技术以其成本低、效益好、资源利用率高、绿色环保等特点日益受到采矿工作者的青睐;但作为一种新型的、先进的采矿方法,仍存在一些亟待突破的难题,溶浸范围控制就是制约其长远发展的最大障碍。为了合理控制地浸采铀浸出过程的溶浸范围,在充分分析地浸矿山水文地质条件及其与地浸采铀相互影响因素的基础上,采用差异化的微单元抽注平衡管理,实现了溶浸范围的有效控制及浸出原材料的降低,为水成砂岩型铀矿床地浸开采的溶浸范围控制提供了借鉴经验。     

地浸采铀专家系统（ESILU）中的数据处理与图形设计

本文着重阐述了地浸采铀专家系统中的数据输入方法及浸出工艺与矿山规划模块中图形的程序设计与实现。     

地电化学在地浸采铀中应用可能性的探索

首次开展利用地电化学法地浸采铀的实验室探索。不加任何试剂,利用含盐地下水为电解液,电解浸出矿石中的铀。初步研究了地磁场对地电化学法浸铀的影响。在地电化学法浸铀过程中由于浸出液中铀存在形式的特殊性,只依靠铀离子的电迁移还不足以使铀尽快地离开浸出区,电解液流动性对铀的浸出还有重要的影响。通过3个月的一维恒流试验,铀浸出率达到19.05%。实验室试验结果表明,地电化学法地浸采铀是可能的。     

循环经济视角下新疆地浸采铀浸出工艺的技术创新与实践

从循环经济角度出发,介绍了地浸采铀工艺特点,从浸出工艺方法与矿床的"适宜匹配"、浸出工艺的"减量化"技术、微生物浸铀及铀铼综合回收技术等四个方面阐述新疆地浸采铀浸出工艺的循环经济技术创新举措及应用成果,总结出新疆地浸采铀浸出工艺具有"低消耗、高利用、综合回收"的循环经济特点。     

原地爆破浸出率的时间序列预测问题初探

采用灰色系统理论对原地爆破浸出率的时间序列预测问题进行了研究。根据原地爆破浸出工艺的浸出动力学特点，结合现场实例，建立了某铀矿山原地爆破浸出率时间序列预测的短期等维新息GM(1，1)模型和长期等维灰数递补GM(1，1)模型。分别采用这两个模型进行了短期和长期预测，其最大相对误差分别为4．4％和10％，预测结果表明：预测方法合理，预测精度可靠。     

基于管状浸出实验的地浸开采井间距研究

为探讨地浸开采井间距的合理性,选取新疆某矿床Ⅰ-Ⅱ旋回铀矿石样品开展酸法管状浸出实验,分管体饱水和无试剂浸出、质量浓度为5g/L的硫酸稀酸浸出两个阶段进行。实验装置由注液端向出液端按一定间距依次布置5个监测断面,按8h间隔取样,重点分析浸出液的铀浓度、pH值、三价铁离子和总铁浓度等参数,探究不同监测断面参数变化特征及其与浸出剂运移距离的关系。结果表明,地浸采铀过程是一个浸出铀逐渐累积的过程,且其累积速率受井间距控制;铀浓度峰值的大小与浸出剂浓度、铀矿石品位正相关,铀浓度峰值出现的快慢与渗透速度的大小成正比;根据拟合公式,铀浓度峰值并不随着溶浸路径的增加而线性增加,而与浸出剂运移距离呈近似对数关系,随溶浸路径的延长而升高,但增速逐渐减缓,在40m的溶浸过程中,铀浓度累积量的95%在前27m内完成,因此,确定该地段矿体的酸法地浸开采合理井间距为27m左右。     

群脉状铀矿床中铀矿石高柱浸出性能的研究

总结了某群脉状铀矿床原地爆破浸出采铀矿石高柱浸出条件试验结果。试验参考某铀矿原地爆破浸出采铀工业性试验的爆破参数，根据Rosin-Rammlar方程，调配了矿石粒度分布。对高柱内矿石不同粒度和不同高度浸出效果进行了研究，结果表明：该矿床矿石浸出性能较好，酸耗低，浸出周期短；铀金属质量浓度梯度变化规律明显；浸出一段时间后加少量氧化剂可明显加快矿石的浸出速率。该试验结果为该矿床原地爆破浸出工业性试验和研究有关技术参数的确定提供了参考和依据。     

缓倾斜铀矿体原地爆破浸出探索性研究

为了解决缓倾斜铀矿床原地爆破浸出开采中的爆破筑堆和均匀性浸出问题, 采用上向扇形深孔分段微差挤压爆破落矿筑堆技术、分段水平钻孔布液和泡浸浸出工艺以及巷道集液方法, 在某矿床进行了原地爆破浸出采铀工业性试验。试验研究取得了初步成功。对缓倾斜低品位铀矿床的开发利用有一定的借鉴作用。     

酸法地浸采铀过程中地下水控制的实践

重点总结了伊犁某矿床酸法地浸采铀过程中,钻井布置、施工、监测井布置与监测、采区酸化与开采运行以及特殊情况处理等环节中有关地下水控制的具体措施。近30年的地浸开采实践、退役采区所做的地下水污染调查以及相关历史数据表明:地浸采铀过程中可通过适当的控制措施,做到不对采区外围及上下含水层造成污染,使地下水各项离子浓度均处于环保要求之内;地浸溶液的扩散运移范围处于可控状态。     

基于Web的地浸铀矿山生产数据信息系统的设计与实现

从地浸铀矿山实际生产出发,以新疆中核天山铀业有限公司某地浸矿山为研究对象,对生产数据信息系统进行了研究。系统采用B/S架构,通过Java语言和J2EE架构,实现了Web程序的开发。利用MVC设计模式,搭建了网站整体架构,建立了涵盖化验室、水冶厂、井场和生产科的生产数据信息系统。系统通过浏览器打开,具有数据查询、数据填报、汇总统计、导出报表等功能。系统测试表明系统各模块都达到了设计要求。作为地浸铀矿山第一套基于Web的生产数据信息系统,经过现场一年多的运行考核,已经完全实现生产数据的信息化管理,降低了人员成本,提高了工作效率,有效地提升了矿山管理的信息化程度。     

铀矿原地破碎细菌浸出现场试验研究

针对某硬岩铀矿品位低、浸出率不高、浸出时间长的特点, 采用驯化后的细菌进行了铀矿石原地破碎浸出现场试验。试验结果表明, 细菌浸出可以提高浸出液金属铀浓度, 降低硫酸消耗40%, 给企业带来好的经济效益, 具有良好的应用前景。     

新疆某铀矿矿石浸出性能研究

为探索适合新疆某砂岩铀矿床的地浸采铀工艺,在室内开展了分别以不同质量浓度的硫酸和碳酸氢盐溶液作为浸出剂的搅拌浸出试验。结果表明：该矿铀矿石的浸出性能好,硫酸、碳酸氢盐搅拌浸出均取得了较好的溶浸效果；酸法搅拌浸出,硫酸浓度为2.79 g/L时,铀浸出率达87.65%,铀浓度峰值199.5 mg/L；硫酸浓度为7.04g/L时,铀浸出率达95.06%,浸出液峰值铀浓度达250.20mg/L；碳酸氢盐搅拌浸出,HCO_3^-浓度为5.07g/L时,铀浸出率达83.17%,浸出液峰值铀浓度达213.46mg/L,浸出液中的Ca^₂₊、Mg^₂₊含量仅30~40mg/L,浸出的Ca^₂₊、Mg^₂₊再次沉淀。综合考虑溶浸工艺对矿层孔隙堵塞的风险、生产成本等因素,建议该矿床在地浸采铀条件试验中采用低酸浸出工艺,硫酸酸度建议为2~3g/L。     

地浸终采残留液对某砂岩型铀矿的浸出性能研究

为推动终场采场残留液在地浸采铀中的利用,通过室内静态试验,研究了酸法地浸终采残留液对砂岩铀矿含矿岩芯的浸出条件和浸出动力学。试验结果表明:1)该砂岩岩芯适合酸法浸出;2)残留液对该矿在自然粒径下的最佳浸出条件:固液质量体积比为1∶8 g/mL,浸出时间为48 h,双氧水加入质量浓度为1 g/L,铀浸出率为77.36%。残留液的铀浸出动力学研究(反应活化能Ea=27.519 kJ/mol)结果表明,残留液对该铀矿的浸出过程主要受混合控制。该研究可为终场残留液在地浸采铀中的应用提供参考。