水源热泵在地浸采铀中的应用分析

分析了地浸采铀应用水源热泵技术的优势。以内蒙古某CO2+O2地浸采铀工程为例,对浸出液的腐蚀性和结垢性进行分析,指出弱碱性浸出液不宜直接作为水源热泵机组的低温水源。同时对水源热泵的低温水源接入点设置方案进行了分析,确定了在线取热的热泵工作流程。通过水源热泵系统的效益分析,表明水源热泵机组在CO2+O2地浸采铀工程中有很好的应用前景。     

通辽铀业公司发展循环经济的探索与实践

从浸出工艺特点、工艺设备选择、工艺水循环、三废处理及地下水污染控制等方面分析了通辽铀业公司CO2+O2原地浸出采铀工艺在循环经济方面的实践,提出了循环经济在通辽铀业公司的发展方向。     

砂岩型铀矿CO2+O2地浸过程中浸出铀浓度与HCO-3浓度关系分析

以新疆某砂岩铀矿采区为研究对象,对所有抽注单元的浸出液铀浓度与HCO-3浓度变化关系进行了分析。结果表明:HCO3^-浓度与浸出液铀浓度有着密切的变化关系,大体上可分为6种类型;水动力、水化学、矿化条件、钻孔工程等因素是铀浓度与HCO3^-浓度关系呈现不同特征的主要原因。在生产中充分挖掘和利用铀浓度、HCO3^-变化特征所蕴含的信息是提高CO2+O2地浸采铀精益化管理的重要途径。     

新疆某铀矿床CO2+O2中性浸出试验研究

针对新疆某矿床矿石碳酸钙含量高的特点,开展了地浸采铀工艺试验,试验表明:中性浸出工艺是一种温和的浸出工艺,浸出的选择性好,浸出过程中对地下水化学成分影响较小,并且CO2可以调节溶浸液的pH值,避免地下水中钙镁等离子的化学沉淀,防止矿层堵塞。试验过程中,浸出液铀浓度随着HCO3-浓度的上升而增涨,浸出液铀浓度达到峰值并持续稳定在60mg/L左右,表明CO2+O2中性浸出工艺的应用取得较好的效果,浸采成本低,是适合该矿床开采经济合理的浸出工艺。     

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。     

CO_2+O_2地浸采铀主要工艺参数及化学沉淀堵塞问题分析

根据地浸液pH、ρ(HCO-3)及UO2+2与CO2-3的3级配合常数和HCO-3的二级电离常数,计算了地浸液中3级碳酸铀酰配合形态的生成摩尔分数与地浸液组成关系;明确了pH、ρ(HCO-3)两者对UO2CO3沉淀量和UO2(CO3)4-3/UO2(CO3)2-2物质的量的比的影响规律,指出了地浸液在pH为7.0左右、ρ(HCO-3)约为1g/L时,UO2CO3沉淀率仅为六价铀物质的量的1%,可确保好的浸出率。当矿床的地下水本身pH及ρ(HCO-3)较高、不易导致产生化学沉淀堵塞地浸液流通时,为了强化铀浸出,地浸液的上述2个主要组分浓度可适当高些。此外,讨论了地浸过程中可能的化学沉淀、堵塞及其影响因素;指出CO2+O2地浸采铀仅适宜于碳酸盐含量较高的砂岩铀矿床,否则需增加HCO-3,以强化铀的浸出。     

某铀矿CO_2+O_2地浸液树脂吸附铀机制的探讨

用CO2+O2做溶浸剂进行的地浸,其地浸液pH为7.9~8.4,ρ(HCO-3)高达2 550mg/L,ρ(U)平均为32mg/L。根据UO2+2-CO2-3配合常数以及弱电解质HCO-3的电离常数,得出溶液中的铀主要以UO2(CO3)4-3形态存在的结论。当该地浸液加适量CO2,使其pH下降到7.6~7.1,而ρ(HCO-3)无明显变化时,对总铀而言,该溶液中约有摩尔分数为10%的铀以UO2(CO3)2-2形态存在。树脂分别从原始地浸液及加CO2后的地浸液中吸附铀时,其容量均很高,分别为90和120 mg/mL。研究表明,这主要是由于溶液中较多地存在UO2(CO3)4-3的质子化离子[HnUO2(CO3)3]n-4(n=1、2、3),且大量被树脂吸附的结果。     

新疆某CO_2+O_2地浸采铀矿区地下水化学和硫同位素特征

对新疆伊犁盆地某CO2+O2地浸铀矿山井场及其周边地下水的主要化学成分和硫同位素进行了分析。结果表明,CO2+O2地浸采区的地下水具有较高的SO24-浓度,其范围为681mg/L～1530mg/L,平均值为1161.8mg/L,显著高于地下水本底水平。采区地下水中SO24-的δ34 SV-CDT值为-19‰～-24.2‰,平均值为-22.3‰,与矿层中黄铁矿的硫同位素组成一致,说明地下水的SO24-主要来源于矿层中黄铁矿的氧化溶解。采区外围地下水的SO24-浓度与本底值接近,且δ34 SV-CDT值(-11.1‰～1.6‰,平均值为-7.2‰)与采区内的存在明显差异,说明地浸采区内的污染物得到了有效控制,没有造成外围地下水的污染。矿层中黄铁矿的氧化对CO2+O2地浸采铀具有不利的影响,不仅会产生SO24-污染物,特别是可形成次生矿物沉淀而堵塞孔隙,降低矿层的渗透性。     

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。     

三交河煤矿2-502工作面采空区综合防灭火技术研究与应用

为防止2-502工作面采空区出现遗煤自燃现象,采用KJ95N束管监测系统进行采空区内指标气体的实时监测,基于2号煤层自燃发火规律和工作面开采条件,设计工作面初采期间、正常回采期间和撤架期间的防灭火措施分别为插管注浆+多轮注氮、黄泥灌浆+注氮、注氮+注胶的防灭火措施,并在防灭火措施实施后进行采空区内指标气体的监测分析。结果表明:采空区防灭火措施实施后,采空区内的CO浓度始终在(0~10)×10^-6的范围内,O 2浓度处于20%左右,有效解决了采空区内遗煤易自燃的问题。     

基于COMSOL-PHREEQC的CO2+O2地浸采铀反应运移数值模拟

铀资源是的世界上重要的战略资源,如何安全高效开发利用铀资源,对保障国家能源供应和国家战略安全意义重大。CO₂+O₂地浸采铀是砂岩型铀矿采冶的主要方式,研究CO₂+O₂溶浸过程中水动力场和化学场的耦合机制是预测地浸采铀过程中铀动态浸出的关键核心。以内蒙古某煤铀共存矿床为对象,通过COMSOL构建地浸过程中溶质运移的对流与弥散模型,通过PHREEQC构建砂岩型铀矿CO₂+O₂溶浸过程的热力学数据库,利用iCP平台(Interface COMSOL-PHREEQC)建立COMSOL-PHREEQC耦合框架的CO₂+O₂地浸采铀的反应运移数值模型,模拟了CO₂+O₂地浸过程中铀矿动态浸出过程。同时,基于参数敏感性分析定量比较了不同参数对铀浸出效果影响的重要性程度。研究结果表明,本模型能够模拟预测CO₂+O₂溶浸过程中铀的反应运移过程。...     

钱二块铀矿地浸采铀离子交换法防堵技术研究

钱二块铀矿岩性为高碳酸盐、富含黏土矿物的低渗透砂岩型,在地浸采铀过程中经常发生地层堵塞现象.根据地浸采铀的机理,针对钱二块采铀的注液特点,选用001×7阳离子交换树脂脱除采铀注液中可与CO2-3和HCO-3结合而形成沉淀的主要阳离子Mg2+和Ca2+,从而避免了MgCO3和CaCO3沉淀的生成.试验结果表明,该技术效果良好,可以达到地浸铀矿层防堵的目的.     

地浸采铀碳酸钙结垢主要影响因素研究

本文介绍了CO2+O2地浸中结垢的形成机理、危害与主要处理办法,提出了结垢的主要影响因素为钙离子浓度、碳酸氢根浓度与pH值。使用SI饱和指数法预测了某铀矿床地浸采铀过程中结垢的产生过程,并通过化学分析确定了结垢的主要成分为碳酸钙。从理论上提出了适宜的处理措施,即向浸出剂中加入一定浓度的CO2,降低其pH,改变了结垢产生的化学条件,促使碳酸钙逐渐溶解。现场试验使用后,钻孔的注液量得以恢复,取得了良好的效果。     

地浸采铀技术中的几个问题

根据多年地浸采铀实验室和现场试验研究的结果及生产经验,讨论了地下水流向对钻孔布置的影响,沉砂管的设置及利弊,CO2 O2两孔法现场试验的适用性等问题。     

油田CO_2驱油地面系统的腐蚀与防护

随着油田进入三次采油阶段,CO2驱油技术逐步应用到油田开发过程中以提高采收率,但是同时也带来了腐蚀等一系列问题。针对CO2腐蚀问题进行研究,对大庆油田某CO2驱油区块采出液进行水质分析,并对集油系统腐蚀产物进行能谱分析及微观电镜扫描分析,通过开展模拟采出液腐蚀速率影响及注入系统、集油系统、储罐等设备的挂片腐蚀监测、描述室内实验,研究了采出液性质对CO2腐蚀的影响,从而提出了油田CO2驱油地面系统的防腐对策。     

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     

混合淡化解决铀矿床地浸开采堵塞问题研究

根据某铀矿床地下水的水文地球化学特征,应用地球化学模式PHREEQCI模拟计算和试验研究,分析其地浸开采产生堵塞的原因是地下水中矿化度、Ca2+、Mg2+、SO42-浓度高,方解石和石膏的饱和指数大于0。运用水文地球化学理论,采用混合淡化的方法将当地浸采铀尾液与当地淡水1∶4混合后充入CO2气体至pH为6.11时,混合水矿化度由10.216g·L-1减小到2.946g·L-1,Ca2+由0.827g·L-1减小到0.255g·L-1,Mg2+由0.473g·L-1减小到0.094g·L-1,SO42-由2.922g·L-1减小到0.777g·L-1,石膏饱和指数由0.2764减小到-5.4744,方解石饱和指数由0.4151减小到-6.9467。因此,本方法可有效避免地浸采铀过程中产生硫酸钙和碳酸钙沉淀,使地浸采铀顺利进行。     

内蒙古某铀矿床CO2+O2地浸采铀工业性试验

介绍内蒙古某铀矿床矿体地质和水文地质条件。重点介绍了在室内CO2+O2加压浸出试验及现场条件试验基础上进行的工业性试验结果。结果表明,该铀矿床适用于CO2+O2原地浸出工艺开采。     

新疆某砂岩铀矿CO_2+O_2加压滚瓶浸出试验研究

根据CO_2+O_2地浸采铀工艺技术特点,选取新疆某铀矿山取得的砂岩岩芯铀矿石,自行设计了CO_2+O_2加压滚瓶浸出试验装置,并进行了室内CO_2+O_2加压滚瓶浸出试验。结果表明,当CO_2+O_2总压为2.0 MPa,液固比10:1时,金属铀浸出率达到70%,采用多级浸出和后期加氧化剂强化浸出,铀浸出率达90%以上。说明该矿床铀矿石适合CO_2+O_2浸出工艺,试验结果可为CO_2+O_2现场浸出试验和工程设计提供依据和指导。     

CO2气化反应对O2/CO2气氛中煤焦燃烧特性影响

为探讨CO2气化反应在低氧气体积分数下对煤焦燃烧及燃烬过程的影响,利用热天平对比研究了大同煤焦在O2/N2/和O2/CO2气氛中的燃烧行为,主要探讨CO2气化反应对煤焦富氧燃烧特性的影响。实验结果表明,在5%氧气体积分数下,煤焦在O2/CO2气氛下的燃烧速率要低于O2/N2气氛下。当氧气体积分数降低到2%,且温度高于900 ℃时,在CO2气化反应的作用下,煤焦在O2/CO2气氛中的整体反应速率逐渐高于O2/N2气氛中的燃烧速率,使得燃烬提前。随着环境温度的升高,煤焦在O2/CO2和O2/N2气氛下的反应速率均有所增加,但在O2/CO2中增幅更显著。动力学分析显示,在5%氧气体积分数时,大同煤焦在O2/N2中的活化能要低于O2/CO2中。当氧体积分数减少到2%时,由于高温下煤焦的燃烧和气化反应同时进行,较高的气化反应活化能使得煤焦在O2/CO2中的整体反应活化能有明显增加。