原地溶浸采矿的非线性耦合动力学

原地溶浸采矿受到孔隙介质中的流体流动、矿物溶解、水溶液组分扩散等多过程的耦合作用.本文从流体流动、溶解与沉淀反应、孔隙度和渗透率演化、质量输运的耦合与反馈作用建立原地溶浸采矿的多过程耦合与反馈的动力学模型,并编制了模拟程序.以硫酸和氧化剂作浸出剂的原地溶浸采铀为例,对地浸采矿动力学过程进行了数值模拟.地浸采矿中的反应前锋运动具有复杂的非线性特征,并影响了地浸采矿的生产效率和资源回收率.     

溶浸采矿技术的进展与展望

介绍了溶浸采矿技术在国内外的发展现状,重点叙述了溶浸采矿技术在铜、金、铀矿山的工业化应用情况,以及溶浸基础理论的研究概况.开展浸出过程中散体介质多级渗流动力学理论、影响浸出效果的多因素强关联机制研究,并取得了一系列成果.并对溶浸采矿技术在西部矿产资源开发中的应用条件进行分析,提出了砂岩型铜矿碱性浸出原地溶浸技术、金属矿尾砂管道浸出技术、低品位废石管注法浸出技术,有望在典型矿山获得技术突破.     

巴彦乌拉地浸采铀工程监测井设置、监测及状况分析

地浸铀矿山在铀的浸出过程中会将溶浸液注入地下,而溶浸液的运移方向不固定,可能会朝着地浸场外围扩散。巴彦乌拉地浸采铀工程在不同距离、不同方位设置了监测井,通过对近年来监测井监测数据的分析,掌握了溶浸液的扩散范围,可以更好地为设置监测井提供依据。     

微酸地浸采铀技术应用研究

浸出技术是地浸采铀的关键技术之一，在微酸浸出工艺的选择、溶浸液配方与使用方法等方面，尚存在一些问题。本文通过与常规开采比较，论述了微酸地浸采铀新技术的特点，并从施工技术管理角度验证和完善浸出理论，以期保证和提高浸出效果。     

某地浸采铀条件试验酸化前后同源示踪对比试验模拟分析

在某地浸采铀条件试验现场微酸酸化前后开展2次同源4元素示踪对比试验,通过构建酸化前后不同的溶质迁移模型,量化计算分析酸化对浸出的影响。模拟结果表明:地浸采铀条件试验采场酸化后,粒子有效对流域面积和溶浸范围分别比未酸化地层提高3.5和3.2倍;微酸酸化有利于提高地浸采铀效率。     

CO2+O2浸出工艺溶浸通道堵塞控制措施探究

在地浸采铀浸出过程中,渗透性是决定浸出效率的重要因素,保持良好的渗透性对铀的浸出具有举足轻重的作用。目前,矿层结垢堵塞溶浸通道致使矿层渗透性降低影响浸出效率,是各地浸矿山运行中存在的普遍问题。基于对纳岭沟铀矿床水文地质条件及CO2+O2地浸采铀试验过程中主要沉淀物的生成机理分析,旨在针对矿层渗透性降低的情况,通过分析浸出过程中沉淀物类型及特性,探究沉淀物生成及堵塞矿层的主要原因,提出通过采区投入运行前20~30 d内加入CO2进行微酸预酸化直至HCO3-浓度维持在1 000 mg/L,调节溶浸通道环境,保持主要沉淀物高溶解度;随后注氧氧化,控制余氧含量为20 mg/L左右;摒弃目前袋式过滤方式,采用活性炭、石英砂、阳离子树脂等集中过滤方式,有效去除溶浸液中的有害金属离子,减少回注矿层形成二次沉淀等主要技术措施,有效控制沉淀物在溶浸通道的生成与积累,实现地浸铀矿山高效浸出运行。     

内蒙古某砂岩型铀矿地浸采铀技术的高效优化与应用

地浸采铀是当前砂岩型铀矿开采最主要的方法,采用该方法进行铀矿开采其生产能力、浸采率、开采成本是地浸采铀工作关注的重点。为提高浸出效率、降低成本,在内蒙古某地浸采铀矿山开展过滤器、酸度、抽液量对铀浸出效能的优化研究与应用。研究表明将过滤器长度控制在4~6m能保证其处于高效工作状态,过滤器上段与品位相对较高的富矿段对接有助于铀浸采率的提升。将溶浸液酸度控制在15g/L左右可提高铀浸出效率和浸出液铀浓度。将抽液量（单宽）维持在0.75m2/h~1.0m2/h,能使采区保持较高的铀生产能力和较低的浸出液量。通过优化的工艺技术参数,优化后的浸出液峰值铀浓度由优化前的28.89mg/L提升至59.72mg/L。采区投运的前两年,铀浸出率由47.20%提升到60.99%,浸出液平均铀浓度由17.43mg/L提升至32.63mg/L,吨铀耗酸减少15.26%,吨铀耗电减少46.51%。从而实现了地浸采铀技术的高效优化。     

硝酸盐作为酸法地浸氧化剂的研究

硝酸盐作为酸法地浸采铀氧化剂的研究结果表明 ,硝酸根可有效地氧化地浸吸附尾液中的Fe2 ,但其动力学性能较 H2 O2 差 ;硝酸根能有效氧化浸出矿石中难溶的四价铀。硝酸盐作为浸出氧化剂 ,能满足地浸工艺的需要     

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。     

酸法地浸采铀浸出剂的减量化控制与应用

针对酸法地浸采铀工艺特点,从采区不同溶浸阶段、满足铀矿石浸出要求、围岩成分及矿层堵塞等方面讨论了浸出剂酸度控制的影响因素及酸耗的主要来源,探讨了浸出剂酸度的控制方法。结果表明:酸法地浸中,酸耗的主要来源为方解石、铁氧化物、硫化物、绿泥石等非铀矿物,应优先考虑低酸浸出,并在不同浸出阶段适当调减浸出剂酸浓度,以满足浸出液中剩余硫酸浓度为0.5～2.0g/L较为合适。511矿床实际应用中,溶浸期浸出剂酸度为5g/L左右、溶浸末期为2～3g/L可满足生产需求。     

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。     

美国地浸铀矿山钻孔成井工艺及井场运行

系统介绍美国地浸铀矿山钻孔结构和承压能力试验、过滤器形式和使用、注浆方式和设备、套管性能和连接、井场浸出结束点和溶浸范围控制等技术和工艺的特点。美国地浸铀矿山采用氧气和碱法浸出工艺,所开发的钻孔施工和成井工艺以及井场运行操作针对性强,技术先进。所介绍的技术和工艺大都未在国内应用,对我国地浸采铀技术的研究和开发有一定借鉴意义。     

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。     

用阳离子型高聚物防止浸出中渗透率下降

溶浸采铀时,一般先将碳酸氢盐或硫酸等溶浸剂经注入井注入矿体,溶解于溶浸剂中的铀通过回收井抽至地表,最后用离子交换法回收。同样,溶浸采矿法也可用于采铜,用硫酸作溶浸剂将铜从基岩中浸出,然后用地面设施进行回收。在溶浸采矿作业     

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。     

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。     

我国宜大力发展溶浸采金

溶浸采矿又称化学采矿，它是根据矿物的物理、化学特征，将溶浸液注入矿层或堆浸，通过化学的反应，有选择地浸出矿石中的有用成分，使其从固态转化为液态再进行回收的一种采矿方法。此法对低品位矿石尤其有效。目前，我国已对铀、铜、锰、稀土等矿种进行了溶浸试验研究，研究成果不同程度地得到了应用；然而，对溶浸采金技术的研究和应用还只限于难浸。我国虽是黄金资源大国，黄金矿山不少，但其中SO％的矿山是中小型矿山。经过多年开发后，许多矿山因资源枯竭面临危机，而且易采易选的后备资渡难以为继。实际上，我国每年采出It黄金就会…     

地浸采铀工艺数值模拟进展及电动地浸采铀工艺数值模型建立

为了将电动原地浸出(EK-ISL)技术更好地应用于低渗透性铀矿开采，提高低渗透性铀矿的浸出效率，需要借助数值模拟技术对其进行研究。从地浸采铀过程的物理化学行为出发，介绍了数值模拟技术对地浸采铀的推动作用，总结了地浸采铀模型的基本方程和求解方法，结合电动修复领域的相关数值模型分析了EK-ISL模型需要描述的关键过程，并在此基础上提出了初步的电动原地浸出采铀数值模型。     

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。