不同氧化剂在酸法地浸铀矿山难浸出矿石中的应用研究

针对伊犁盆地某酸法地浸铀矿山的难浸出矿石,通过矿石的主要化学组分与主要矿物组分的研究,揭示难处理铀矿石特征组分差异。扫描电镜和化学分析结果表明,渗透性差、品位低、非目标矿物耗酸、氧化不敏感是矿样难浸出的主要原因。通过常压及加压搅拌试验和柱浸试验研究了不同种类的化学氧化剂对酸法地浸中难浸出铀矿物浸出的影响。试验结果表明,添加二氯异氰尿酸钠对该矿样的浸出有比较明显的促进作用,其他氧化剂的氧化改善作用不显著。结果还表明,氧化剂对氧气的氧化作用没有明显的协同效应,复合氧化的浸出改善效果不显著。     

含夹层砂岩铀矿床可浸出资源量计算及储层改造影响分析

鄂尔多斯某砂岩铀矿床含矿层中钙质夹层的铀矿品位高、夹层厚度大,是否考虑钙质夹层对于计算整个矿层的储量和可浸出资源量影响显著。基于试验井测井解释资料,描述了含钙质夹层铀矿床矿层特征,识别了钙质夹层主要测井响应特征,通过线性插值方法,计算了铀矿层的储量。结果显示,钙质夹层储量占总储量的25.2%。结合柱浸试验和岩心样品试验数据,构建了含夹层砂岩型铀矿床可浸出资源量计算方法,应用结果表明,中性浸出条件下,在不考虑夹层时,该单元可浸出资源量为16 978 kg。考虑夹层的储量及CO₂增渗效果时,可浸出资源量为17 210 kg,较不考虑夹层时提高了1.36%,其中钙质夹层中铀矿浸出率为2.37%。定量考虑了多种增渗技术对可浸出性的影响,酸法和超声波增渗技术约能分别提高钙质夹层浸出率到7.84%和9.42%,该单元可浸出资源量较不考虑夹层时分别提高了4.51%和5.43%。理想条件下爆破增渗可实现钙质夹层的最大化开采,但会抑制常规矿层的高效浸出。研究表明,含夹层铀矿床中钙质夹层的铀矿能否有效浸出对总浸出量影响较大,对夹层采取一定的矿层增渗技术可显著提高浸出量。     

纳岭沟铀矿床洞穴增渗数值模拟研究

天然铀是保障我国核电发展和国防安全的重要战略资源,为满足国内日益紧迫的铀资源需求,解决制约低渗透砂岩型铀矿床原地浸出的技术瓶颈,本文提出了洞穴增渗技术方法,并研究了其在低渗透砂岩铀矿中的适用性。依托纳岭沟砂岩铀矿床,基于渗流、岩石力学理论构建了洞穴增渗作业数学模型,采用COMSOL软件对不同作业方式、作业次数下洞穴增渗形成的洞穴形态大小和渗透性改善情况进行了数值模拟研究。结果表明：连续作业方式效果优于恒定压力场作业方式,渗透性改善带主要发生在高压分布带控制范围内,10次洞穴增渗作业后渗透性改善带半径达20 m左右,钻孔附近渗透性改善倍数可达10~20倍。研究成果说明洞穴增渗技术在低渗透砂岩铀矿层中具有较好的效果,适用于提高我国低渗透砂岩铀矿床渗透性。     

地浸“水平井注-直井抽”井场流场数值模拟与井网优化

利用数值模拟软件建立了"水平井注-直井抽"井场二维、三维模型,探究了流场渗流特点,以最小化浸出死角为目标优选了井网布置参数。数值模拟结果表明:以水平井作为注液井可以形成线性驱替,有效提高注液效率,避免浸出死角;重力对渗流场的影响较小,水平注液井应布置在含矿含水层的中部位置;"水平井注-直井抽"井场最优井间距:直井与水平井的间距为35m;直井与直井的间距为50m。     

基于渗流-化学-应力多场耦合的砂岩型铀矿CO2+O2地浸开采的数值模拟

为探明不同影响因素对CO2+O2地浸采铀效果的影响规律和影响机理，首先建立了适合CO2+O2地浸的渗流-化学-应力多场耦合数值模型，其次，结合实际现场工况，开展了注液速率、渗透率、O2配加浓度、HCO3－配加浓度和铀矿石平均品位对CO2+O2地浸采铀影响的数值模拟研究。研究表明：CO2+O2地浸过程中，抽液井铀浓度呈现“缓慢上升-快速上升-缓慢下降-趋于稳定”的阶段性变化趋势；矿层渗透率、铀矿石平均品位、O2配加浓度、HCO3－配加浓度与抽液井铀浓度呈现线性正相关关系，溶浸液的注入速率与抽液井铀浓度呈现线性负相关关系；CO2+O2地浸过程中应该选择初始渗透率大且铀品位高的矿层，同时应该适当加大O2和HCO3-的配加浓度，并控制好溶浸液注入速率，可实现铀资源的高效开采。本研究对CO2+O2地浸矿层的选择和地浸工艺的优化具有重要的指导意义。     

某酸法地浸矿山终采区铀资源强化浸出试验研究

新疆某铀矿床运行20多年后，终采区面临浸出铀浓度低、资源回收率低、运行成本高等问题。为进一步提高铀资源回收率，以该矿床目标终采区为研究对象，开展剩余铀资源强化浸出试验研究。首先在该采区选择靶区位置补打6个试验孔，通过钻孔测井、矿石组分及矿物分析得知，剩余铀资源多赋存于底板泥岩及紧靠底板附近的泥质粉砂岩中；同时，矿石中可见还原性矿物及不同成因的堵塞物。因此，提高采区剩余铀资源回收率需采取强化浸出技术措施。研究从强化配位反应及提高氧化强度入手，开展了化学强化浸出试验，筛选出可实现强化浸出试验条件；在目标采区开展强化浸出扩大试验，6个试验单元共浸出铀10.8 t。结果表明，虽该采区经过多年开采，残余铀资源品位较低，但是经过化学强化浸出，仍可以实现残余铀资源的浸出。试验提出的强化浸出方案在技术上可行，具有推广应用价值。     

超滤法去除铀矿山碱性浸出液有机质的试验研究

铀矿山采用CO2+O2原地浸出过程中,碱性浸出液中的有机质会使离子交换树脂污染和板结,降低树脂处理效率,影响后续操作步骤。经过去除有机质方法筛选,选择超滤法作为去除内蒙古某铀矿山浸出液中有机质的处理方法。利用超滤装置对浸出液中的有机质进行了去除试验,并与未处理过程进行了对比。试验结果表明,超滤装置能够降低袋滤原液的化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)含量,有效去除浸出液中的有机质,减少树脂的污染。经过5次吸附淋洗循环之后,树脂床层未出现板结和流量降低,超滤处理提高了吸附操作的连续性和稳定性。后续可对超滤设备的运行条件和周期开展更多的试验工作。     

螺杆马达复合动力切割在地浸钻孔施工中的应用——以巴音青格利矿床为例

为提高埋深大、致密矿层的切割速度，以鄂尔多斯盆地北部巴音青格利矿床研究区的地浸采铀钻孔为对象，进行了常规切割工艺和螺杆马达复合动力切割工艺研究，获得了螺杆马达复合动力切割工艺在该研究区的应用参数。结果显示，螺杆马达复合动力切割工艺的切割速度较常规切割速度提升102.8%,切割质量满足地浸钻孔要求，应用前景广泛。针对现阶段切割效果，建议引入带扶正器的螺杆马达、设计新型切割刀具，同时配套建立相应施工流程，以进一步提高切割质量。