应用粒子示踪模拟技术确定地浸采铀溶浸范围

溶浸范围是铀矿地浸开采经济技术评价的重要考量要素之一。由于溶浸过程发生在地下矿层,溶浸范围的确定往往比较困难。本文以我国某砂岩铀矿地浸单元为例,根据研究区水文地质条件和实际地浸抽注液流量数据,运用地下水模拟软件Visual Modflow粒子示踪技术对溶浸液渗流路径和范围进行了模拟,模拟结果的示踪迹线指示出了溶浸液从注液孔进入矿层后的不同渗流方向、速度及运移路径,沿该迹线的溶浸液流量有所不同,对抽液总流量的贡献率也不同。按贡献率大小从低到高剔除占总贡献率5%的那些低效率的迹线,保留占总贡献率95%的迹线,以此圈定了该地浸条件下的有效溶浸范围,计算得出有效溶浸面积是钻孔所围几何面积的1.51倍。     

新疆某铀矿淡化少试剂地浸关键技术和工艺参数现场试验研究

为解决新疆某铀矿床地浸生产中的因地下水矿化度高而容易产生化学堵塞问题,在室内研究基础上,进行淡化少试剂现场浸出试验,得出该工艺的关键技术和最佳参数。结果表明,淡化技术、氧化技术、酸化技术、加助溶剂技术是本工艺的关键技术。控制地下水矿化度小于4g/L、溶解氧浓度250~350mg/L、溶液pH值小于6.9、HCO-3浓度为600mg/L左右为淡化少试剂工艺最佳技术参数。该工艺技术将会对同类铀矿地浸具有参考意义。     

新疆某铀矿床碱法浸出元素迁移探究

为探索新疆某可地浸砂岩型铀矿床开采工艺参数和浸出过程中的元素迁移规律,在室内开展不同HCO3-浓度梯度(0.6、1、3、5、7g/L)的碱法摇瓶试验,同时对比是否添加氧化剂对浸出的影响。结果表明:碱法浸出铀浓度与加入HCO3-浓度正相关,且添加氧化剂时,浸出效果明显更优。HCO3-浓度在0.6～1g/L时,铀浸出效果不明显,HCO3-浓度增加到3g/L时,铀浓度出现增长突变,继续增大HCO3-浓度时,铀浓度虽呈增长趋势,但增长幅度较小。综合考虑效益、成本等因素,最佳HCO3-浓度为3g/L,且添加氧化剂更有利于浸出。     

新疆某铀矿床酸法浸出试验

为探究新疆某砂岩铀矿床矿石的浸出性能,获得不同硫酸浓度条件下矿石的最优浸出条件及参数,对砂岩型铀矿石进行室内不同硫酸浓度(0.2～10g/L)摇瓶浸出对比试验,液固比为5∶1,浸出环境温度为17℃,浸出周期96h,一组添加300mg/L双氧水,另一组不加氧化剂。试验结果表明,未添加氧化剂时,硫酸浓度为8g/L时浸出率最大,酸度增加到10g/L,铀浓度反而下降了5.78mg/L,浸矿在48h便几乎达到了平衡;酸度低于0.4g/L时,浸出5h便出现峰值,继续浸出,浸出率下降。添加氧化剂时,浸出率与硫酸浓度呈正相关,且添加氧化剂后浸出速率加快,但浸出平衡点无明显变化,当酸度低于0.6g/L时,浸出后期出现铀浓度下降,硫酸浓度为8g/L时,浸出率可达97.17%,硫酸浓度增加到10g/L,浸出率并无明显增加。酸法浸出可应用于此铀矿床,且最佳浸出剂硫酸浓度为8g/L。     

中国铀矿采冶回顾与展望

中国铀矿包括火山岩型、花岗岩型、碳硅泥岩型、砂岩型和煤岩型等多种类型。铀矿采冶始于20世纪50年代,早期以火山岩型和煤岩型铀矿常规地下开采为主,部分埋藏较浅的矿床则以露天开采的方式进行;铀的提取采用破磨搅拌浸出或堆浸工艺。20世纪90年代以来逐步向砂岩铀矿开采转型,以采冶一体的原地浸出方式进行开采和铀的提取,按浸出剂的不同主要分为酸法、碱法、中性(CO_2+O_2)等工艺,其中酸法和中性浸出工艺在中国应用最为广泛。近年来微生物浸出技术在铀矿堆浸和地浸方面均有所突破,部分实现工业应用。清洁、高效和数字赋能是铀矿采冶发展的主要趋势,建设绿色、高效、智能的铀矿大基地也正在成为中国天然铀产业高质量发展的新动能。     

柠檬酸溶浸硬岩铀矿的浸出特征及铀形态研究

对硬岩铀矿开展柠檬酸溶浸试验。结果表明,0.1mol/L的柠檬酸浸出120h的铀浓度为208mg/L,浸出率达到41.2%,比稀硫酸(pH=2.0)浸出率(3.7%)高37.5个百分点,且酸碱平衡后,柠檬酸与铀矿的络合作用明显;柠檬酸铀酰结合Fe~(3+)的[FeUO_2OHCit]~+形态占比达到62.18%,为浸出液中的优势形态,对Fe~(3+)的亲和性有利于铀矿中U(Ⅳ)氧化溶浸;质谱还检测到[UO_2H_2Cit]~+、[UO_2H_2CitH_3Cit]~+、[UO_2H_2Cit(H_3Cit)_2]~+、[UO_2H_2CitH_2O]~+和[(UO_2H_2Cit)_2H_3Cit]~(2+)等形态;溶浸过程中CaCO_3饱和指数始终为负值,溶浸过程中CaCO_3处于未饱和状态,不易形成沉淀;柠檬酸溶浸硬岩铀矿可行。     

ZIF-67对模拟废水中Co(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附研究

为开发出对放射性废液中长寿期活化产物具有高效选择性的吸附剂,在室温下制备了金属-有机框架（MOFs）材料ZIF-67,并对该材料进行了热稳定性测试以及结构的表征。首次考察了初始pH值、吸附时间和溶液初始浓度等因素对ZIF-67吸附Co(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的影响。结果表明:ZIF-67属于微孔材料,具有良好的水热稳定性。在pH为6.0、温度为30℃、初始浓度为500 mg/L的条件下,ZIF-67对Co(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的饱和吸附容量分别达到305.63 mg/g和197.43 mg/g。ZIF-67在混合金属离子溶液中对Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)具有良好的选择吸附性能。因此,ZIF-67在实际放射性废液中活化产物的处理中有良好的应用前景。      

新疆蒙其古尔矿床铀矿石CO_2+O_2中性浸出试验

采用新疆某砂岩铀矿石为原料,在实验室开展了分别以矿床地下水和地浸尾液配制浸出剂的CO_2+O_2中性浸出试验,研究不同铀矿石的铀浸出差异,以及对地浸具有影响的Fe、S的氧化与碳酸盐的溶解沉淀状况。结果表明,地下水和地浸尾液配制的浸出剂对相同矿石的浸出结果没有明显差异,矿石铀含量是最主要影响因素,浸出铀浓度与矿石铀含量显著正相关;静态浸出过程中,铀在体系中的扩散不充分,底部铀浓度显著高于上部,通常静态浸泡比搅拌浸出的铀浸出率低与此有一定关系;Fe的氧化较显著,浸后矿石FeO含量下降37%～62%,S也有所氧化;碳酸盐处于接近饱或超饱和状态,应将体系pH控制在6.5以内,以避免方解石和白云石发生饱和沉淀。     

CO2+O2地浸采铀强化浸出试验研究

新疆蒙其古尔铀矿床CO2+O2地浸采铀工艺中,铀浓度与HCO3-呈显著的正相关关系,但经过浸出初期后,提高CO2加入量不能有效提升体系HCO3-浓度,而对多数地浸单元的矿化条件而言,HCO3-浓度也尚未达最佳浸出需求。为此在该矿床某采区,采用补加碳酸氢铵和提高CO2加入量相配合的工艺,开展了强化浸出试验。结果表明,强化浸出效果显著,该采区浸出液中HCO3-从850 mg/L提升至1 200 mg/L,单孔铀浓度提升1.73~44.33 mg/L,集合样铀浓度提升8 mg/L。将pH调控在6.2~6.3和降低O2加入量稳定SO42-浓度,能避免强化浸出过程中发生碳酸钙和硫酸钙的沉淀,抽、注流量也并未受到影响。该强化浸出技术在多采区应用取得了良好的浸出效果和经济效益,是对该矿床CO2+O2浸出工艺的进一步优化。     

高碳酸盐型铀矿床微酸中性地浸采铀试验

某砂岩铀矿碳酸盐含量高,为避免常规酸法或碱法地浸的化学堵塞,开展了微酸中性地浸试验。以0.3g/L的硫酸溶液为溶浸剂,双氧水、氧气为氧化剂。浸出体系pH控制在6.1~6.7避免了碳酸钙沉淀;Ca~(2+)、SO_4~(2-)分别不超过900mg/L和2 100mg/L,硫酸钙沉淀得到有效控制。酸液与矿石碳酸盐反应可获得400~450mg/L的HCO_3~-作为浸铀剂,在双氧水氧化条件下可使浸出铀浓度达到24~31mg/L,改用300~350mg/L的氧气则使铀浓度进一步升高到48~62mg/L。与常规酸法和碱法工艺相比,微酸中性工艺更有利于在浸铀的同时对硫酸钙和碳酸钙沉淀进行有效控制。