示踪法在地浸采铀溶浸液流速测定中的应用

为研究地浸采铀过程中的溶浸液的渗流速度,在某铀矿地浸采铀现场开展了稳定抽注条件下的溶浸液渗流示踪试验,采用荧光黄钠作为示踪剂,在稳定的注液压力和抽液降深条件下,示踪测定溶浸液在含矿含水层中的渗流速度。试验结果表明抽液中示踪剂有明显的浓度峰值,能较好地反映出溶浸液在矿层中的运移状态。     

地浸采铀抽注平衡关系对溶浸液流失与地下水流入的影响研究

在地浸采铀过程中,需要尽量减少溶浸液向采区外围流失,并控制采区外围天然地下水向采区的流入量,以提高浸铀效率和减轻对周围地下水环境的影响。以某地浸采铀单元为例,通过设置不同的抽注流量组合进行地浸水动力数值模拟计算,研究地浸抽注平衡关系对溶浸液的流失及地下水流入的影响规律。结果表明,地浸采铀过程抽注流量的平衡关系是影响溶浸液流失量和外围地下水流入量的重要因素,溶浸液流失量随抽注流量比值的增大而减少,外围地下水的流入量则随抽注流量比增大而增加。当抽注流量比≥0.87时,溶浸液流失量可控制在注液流量的15%以下,而抽注流量比≤1.13时,外围地下水流入量不超过抽液流量的14%。模拟结果为合理控制地浸采铀过程中的溶浸液和地下水交换量提供借鉴。     

地浸采铀抽注平衡关系对溶浸液流失与地下水流入的影响

在地浸采铀过程中,需要尽量减少溶浸液向采区外围流失,并控制采区外围天然地下水向采区的流入量,以提高浸铀效率和减轻对周围地下水环境的影响。以某地浸采铀单元为例,通过设置不同的抽注流量组合进行地浸水动力数值模拟计算,研究地浸抽注平衡关系对溶浸液的流失及地下水流入的影响规律。结果表明,地浸采铀过程抽注流量的平衡关系是影响溶浸液流失量和外围地下水流入量的重要因素,溶浸液流失量随抽注流量比值的增大而减少,外围地下水的流入量则随抽注流量比增大而增加。当抽注流量比≥0.87时,溶浸液流失量可控制在注液流量的15%以下,而抽注流量比≤1.13时,外围地下水流入量不超过抽液流量的14%。模拟结果为合理控制地浸采铀过程中的溶浸液和地下水交换量提供借鉴。     

CO_2+O_2中性原地浸出采铀矿山井场抽注液平衡与地下水环境的影响关系

地浸矿山采铀过程中既要尽量减少溶浸液向采区外围扩散、流失,又要避免采区外围地下水大量流入采区内部,以减小溶浸液对矿层外围地下水环境影响并提高浸出效率。在钱家店(钱Ⅱ块)铀矿床CO_2+O_2中性浸出地浸采铀矿山,改变抽注液比对矿层地下水水位及水样化学组分进行测量与分析,研究地浸采铀抽注液平衡与地下水环境的影响规律。通过在合理区间内调整井场采区抽注液比,控制矿层溶浸液溶浸范围、减小溶浸液向外围扩散,实现了有效控制地下水化学组分趋于稳定,减小地浸开采对地下水环境影响的目的。研究表明,控制抽液总量大于注液总量0.3%至0.35%时,井场内部形成大的降落漏斗,溶浸液只在井场边缘附近运移,扩散距离可控。     

地浸矿山抽注比对溶浸范围影响研究

在环保要求日趋严格的背景下,进行地浸矿山抽注比对溶浸范围影响的研究势在必行。我国地浸普遍采用的抽注比为抽出液大于注入液量的0.3%,这样可保证在生产期间溶浸液基本不污染采区外的地下水,但需要建造大面积的蒸发池,增加矿床建设投资。若矿床位于征地困难地区则会大幅度增加矿床开发难度。通过对生产矿山和拟生产矿山抽注比的研究和深入分析,运用单孔精确控制方法可以将抽注比控制在1∶1,使蒸发池面积得到大幅度降低,仅为原蒸发池面积的25%,从而降低矿床投资和征地面积,为矿床开发奠定基础。     

抽注流量分配及抽注比对地浸溶液扩散的影响

根据新疆某铀矿床4#采区地质、水文地质条件以及地浸钻孔数据,运用地下水数值模拟软件Visual MODFLOW建立地浸溶液渗流与溶质运移模型,研究了抽注流量在采区各钻孔的不同分配方式以及不同抽注比对地浸溶液渗流运移的影响。结果表明:影响地浸溶液向采区外围扩散的主要因素是采区单孔流量的分配方式,即采区单孔流量的空间分布状况;在抽注流量分配方式一定的情况下,采区总抽注比的变化对溶液扩散的影响并不明显。加权平均方法可使采区各局部的抽注流量分配更均衡,采区以3 840m3/d的总抽液规模、抽注比为1.0005运行5a,地浸溶液向外围扩散的范围不超过200m,采区下游是溶液扩散外流的主要区域,需要重点关注。无论是从控制溶液外流的角度,还是从采场均衡浸出的角度,更应该关注采区各钻孔的流量合理分配和各子单元的抽注平衡,而非采区的总体抽注比。     

基于TOUGHREACT模拟分析黄铁矿对酸法地浸采铀的影响

酸法地浸采铀过程中,铀矿的伴生矿黄铁矿作为非目标矿物会消耗氧化剂和酸。为探明酸法浸铀过程中因黄铁矿溶解产生的变化规律,本文以巴彦乌拉铀矿采铀过程为例,采用六注二抽的“网格式”井型构建二维酸法地浸采铀模型进行模拟研究,在抽注平衡的条件下,模型中只考虑黄铁矿(FeS₂),沥青铀矿(UO₂),与石英(SiO₂)。结果表明：1)模拟结束后(1000 d),在抽注单元控制的地下水流场作用下,边界处注液井的黄铁矿溶解范围呈两极分化,最远处抵达抽液孔,为30 m,最近仅距注液井8.4 m,而中间处注液井的黄铁矿溶解范围最远达27.8 m,最近达8 m；2)地浸采铀中的关键因素Fe^₃₊在氧化还原次序中排名靠后,黄铁矿未完全溶解之时,在缺少Fe^₃₊的情况下,铀矿的溶解速率极低,直至黄铁矿完全溶解时,铀矿溶解速率才迅速增加,模拟结束后(1000 d),边界处注液井铀矿完全溶解范围为距注液井7.2 m-12.8 m,中间处注液井铀矿完全溶解范围为距注液井7 m-11 m,此时溶浸液中的六价铀(UO_2²⁺)迁移前端距离抽液孔仅8.4 m；3)铀矿的浸出经过溶解(液相)-沉淀(固相)-再溶解(液相)的多次旋回,根据铀矿的溶解-沉淀量将其划分为完全溶解区,有效溶解区和沉淀区,模拟结束后(1000 d),注液孔1完全溶解区范围为7.2m-12.8 m,此时沉淀区已形成一个锥形区域,范围为18.6 m-21.6 m,同样在抽注作用的影响下,在靠近抽液孔方向上,锥形沉淀区的尖端铀矿沉淀量最多；4)在抽注单元控制的地下水流场作用下,黄铁矿与铀矿的溶解区域,均出现靠近抽液孔方向的溶解范围大于远离抽液孔方向的溶解范围。     

地浸采铀井场溶液运移特征与抽注液量控制研究

地浸采铀过程中,矿山通过总抽液量大于总注液量0.3%控制溶液向采区外围渗流弥散。从地下水运移特征入手,根据渗流理论提出了地浸采铀井场溶液向外渗流总量的计算方法和研究思路,模拟计算采区溶液向外渗流总量为采区内渗入与渗出边界水位差造成的总渗流量。研究表明,地浸采铀矿山在生产运行时,只要控制排至蒸发池的溶液总量略大于溶液向外渗流总量,就可有效保持溶液总量稳定,减少浸出剂的浪费,提高地浸采铀效率。     

巴彦乌拉铀矿地浸过程中溶浸液化学成分演化特征

地浸采铀是砂岩型铀矿的主要开采方法,酸性溶浸液与矿石反应后不仅铀被溶解,而且大量杂质离子也随之转入溶浸液中。本文以巴彦乌拉铀矿C12采区北部某抽注单元为研究对象,通过对其抽液孔浸出液化学成分监测,对溶浸液化学成分演化特征进行了系统研究。研究结果表明,溶浸液离子浓度增高是高酸溶浸液与含矿层矿物相互作用的结果,离子浓度演化经历上升、快速上升及相对稳定3个阶段,且酸度越高,浓度增高速率越快,矿物与硫酸反应的顺序大致为碳酸盐、黄铁矿（铁氧化物）、硅铝酸盐、钠长石、钾长石;相关阳离子浓度增长速率与SO42-浓度增长速率演化特征具有同步性,SO42-浓度超过12g/L时Ca2+浓度出现降低,表明CaSO4发生了沉淀。这些研究成果对于指示矿物溶解迁移的演化规律具有重要的理论意义与较高学术价值。     

巴彦乌拉铀矿床酸法浸铀的水岩反应堵塞机理

为探讨酸法浸铀过程中含矿含水层的地球化学堵塞机理,运用PHREEQC模拟软件的化学形态和溶解度模拟,分析酸法浸泡试验中浸出液化学反应的化学组成成分,确定含矿含水层化学堵塞矿物的类型,得到含矿含水层发生化学堵塞的原因以及形成条件。根据模拟结果表明：巴彦乌拉地下铀矿中碳酸钙和针铁矿的含量相对较高,当高浓度的溶浸液注入地下含矿含水层之后,溶浸液会溶解碳酸钙和针铁矿,使Ca2+、Fe3+的浓度大幅度上升;当Ca2+、Fe3+浓度反应条件指数大于0时,Ca2+会与SO42-发生反应,生成石膏沉淀,而Fe3+会与阴离子发生反应,生成铁矿物沉淀,导致孔隙率下降,渗透性降低,注液压力增大,注液流量减小,抽液量降低,地浸效益下降。基于以上研究,可为后续实际铀矿床的堵塞和铀的浸出提供参考价值。     

双孔法地浸采铀试验理论和方法

传统地浸采铀现场试验花费时间长,投资大,由于浸出试验面积不能准确计算,故参数计算的可靠性得不到保证。双孔法地浸采铀现场试验的理论基础是一个钻孔注,另一个钻孔抽,不平衡抽注;在保持不平衡系数不变的前提下,浸出面积是固定的,并可准确计算。完成试验时间为6个月至1a。由于该方法快捷、投资省,目前在独联体国家得到广泛应用。     

某酸法地浸铀矿山全采区地下水流场变化数值模拟

区域流场是地下水中溶质迁移的基础,其形态特征是判断地浸铀矿山地下水环境影响范围的前提,准确预测区域流场的变化情况对指导地浸铀矿山生产实践有着极其重要的作用。本文以我国北方某地浸铀矿山为研究对象,利用数值模拟方法再现了该地浸铀矿山生产以来全采区地下水流场变化情况。模拟结果表明,生产井的抽注活动是区域地下水流场变化的根本原因,采区内部由于生产井的抽注活动,注液井周围会形成小范围的水头升高区,形成点源,抽液井周围则形成水头下降区,成为点汇;但生产期间总抽液量大于总注液量,全采区整体上形成了明显的水头下降区,区域降落漏斗的形成可以有效控制浸出液中溶解组分的迁移范围。结合含矿含水层地下水pH、铀、硫酸根背景值及采区监测井监测数据,进一步证实了区域流场形态对地下水中溶解组分迁移范围的控制作用,得出该地浸铀矿山的地下水环境影响控制在了150 m以内。     

新疆某矿床碱法地浸采铀试验

结合新疆某铀矿床碱法地浸采铀现场试验,讨论了矿床地质、水文地质条件,介绍了最佳井型的应用,并分析了氧气、CO2和NH4HCO3使用时地下浸出过程及浸出效果,提出适宜矿床的开采工艺。     

我国地浸采铀工艺技术发展现状与展望

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。     

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。     

新疆某铀矿床CO2地浸采铀试验研究

针对新疆某铀矿床的特点和常规酸法、碱法地浸采铀试验中出现的矿层化学堵塞问题,在国内首次进行了CO2地浸采铀现场试验研究。试验结果表明,CO2能有效降低溶浸剂pH值,抑制CO32-的生成,减轻了矿层出现Ca(Mg)CO3化学沉淀,并可弥补浸出液处理过程中HCO3-的损失,保证浸出的正常进行。     

大倾角砂岩型铀矿体地浸开采技术探讨

国内采用原地浸出采铀技术开采的砂岩型铀矿床矿体产状多数发育较平缓,矿体倾角一般小于10°。如何针对矿体倾角较大(大于15°)的砂岩型铀矿体进行原地浸出开采是地浸采铀技术一个重要的研究内容。结合内蒙古钱家店铀矿床大倾角地浸砂岩型铀矿体开采实际,从井型布置、钻孔过滤器设计、生产运行等方面进行探讨,提出对大倾角砂岩型铀矿地浸开采建议。     

伊宁铀矿512矿床原地浸出采铀溶浸剂配方的研究及其应用

根据伊宁铀矿512矿床的矿石矿物组成和化学成分特征，通过室内试验，研究了该矿床原地浸出采铀使用的溶浸剂的配方和使用方法。三年多来，现场原地浸出采铀扩大试验所取得的良好效果证明，研究确定的这一配方与使用方法是适合该矿床原地浸出采铀应用的，同时对于具有类似条件矿床的地浸采铀亦有一定的参考价值。     

地浸采铀地下水稀释对浸出液铀质量浓度的影响

地浸采铀浸出液铀质量浓度受多种因素影响,如矿体形态、矿层与含矿含水层厚度之比、浸出剂酸度等。依据采区抽注过程中地下水运动状态,分析不同井型与地下水稀释量的关系、浸出剂被稀释对浸出液铀质量浓度的影响,并通过计算机模拟,提出窄条带状矿体和正方形矿体浸出液受地下水稀释程度的差异,以及对浸出液铀质量浓度的影响。