不同抽注比例控制对地浸采铀矿山地下水环境影响的实践与探索

地下水环境影响是原地浸出采铀矿山最为重要、最为关注的环保问题,而抽液量与注液量比例的控制又是调节环境影响大小的关键手段。三十多年来,新疆某地浸铀矿山在科研、试验、生产的同时不断探索不同抽注比例对地下水的环境影响,在地下水环境保护方面经历了抽大于注控制比例从3%到0.3%的实践过程。通过运行控制、国控点监测、监测井监测、不同控制比例试验及地下水数值模型建立等方式证明,在不同抽注比例控制下,地下水环境影响范围是可控的。     

提高低渗透性矿床地浸钻孔涌水量的方法

提高钻孔涌水量是低渗透砂岩型铀矿床地浸开采的重要内容.在分析低渗透矿层特征和钻孔涌水量影响因素的基础上,提出了几种增大钻孔涌水量的方法.采用这些方法,伊宁铀矿矿床Ⅲ钻孔涌水量提高了近1倍,云南某铀矿床涌水量提高了4倍.     

论我国地浸采铀技术的重大突破 --新疆地浸采铀矿床的成功应用

地浸采铀又称原地浸出采铀，是集采、选、冶于一体的先进采矿工艺，是20世纪中期世界采矿技术进步的重要标志，我国铀矿冶行业从上世纪70年代开始试验，在自力更生的精神鼓舞下，经过整整20年努力终于获得成功，并顺利的实现工业化，对铀矿冶行业，提高工艺技术水平，降低生产成本，节约建设投资，保护环境以及使原来的不能开采的低品位沙岩铀矿得到利用，     

非均一抽注技术在地浸地下水环境保护中的应用

以通辽钱家店铀矿床为例,在保证相同抽注总量的基础上,调整采区局部抽注液量,设置不同的抽注流量分配方式,并对各分配方式进行地下水数值模拟计算,从地下水流场、溶质运移、粒子追踪三方面研究非均一抽注比例技术在地浸地下水环境保护中的可行性。结果表明,增大边界抽液井流量和减小外围注液井流量均可以不同程度地减小地浸生产对地下水环境的影响,且合理分配注液量对核素迁移的控制效果更明显。     

某地浸井场抽大于注比例与地下水环境影响关系的研究

以内蒙古某地浸生产井场为研究对象,详细研究了其水文地质条件,结合井场布置和生产中的抽注液流量等条件,应用GMS建立了三维地下水数值模型。分别对抽大于注比例为0.1%~3%等6种条件下的地下水流场、浸出液中天然U迁移扩散距离及浓度分布等进行了数值模拟和分析,得到了抽大于注比例与地浸生产地下水环境影响之间的关系,为我国原地浸出采铀设计和生产中抽大于注比例的确定奠定了技术基础。     

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。     

低酸浸出技术应用研究

总结了地浸技术的发展,论述了低酸浸出采铀技术的特点,对低酸地浸采铀的浸出原理和工艺、钻孔网度、浸出液的选择及其酸度、耗酸量和浸出时间的计算进行了研究。     

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。     

DNB和SRB治理地浸采铀矿山污染地下水的研究现状及展望

文章简述了地浸采铀工艺的特点,分析了地浸采铀矿山退役井场地下水的主要污染成分,强调了治理地浸采铀矿山退役井场污染地下水的必要性和紧迫性.在分别介绍DNB和SRB治理污染地下水中污染物的原理、影响因素等的基础上,综述了用DNB和SRB分别处理矿山废水的研究现状及进展.针对地浸采铀退役井场污染地下水成分特点,在国内首次提出了采用反硝化细菌(DNB)和硫酸盐还原菌(SRB)联合治理地浸采铀矿山退役井场污染地下水的可行性和必要性,并提出了相关建议和展望.     

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。     

地浸终采残留液对某砂岩型铀矿的浸出性能研究

为推动终场采场残留液在地浸采铀中的利用,通过室内静态试验,研究了酸法地浸终采残留液对砂岩铀矿含矿岩芯的浸出条件和浸出动力学。试验结果表明:1)该砂岩岩芯适合酸法浸出;2)残留液对该矿在自然粒径下的最佳浸出条件:固液质量体积比为1∶8 g/mL,浸出时间为48 h,双氧水加入质量浓度为1 g/L,铀浸出率为77.36%。残留液的铀浸出动力学研究(反应活化能Ea=27.519 kJ/mol)结果表明,残留液对该铀矿的浸出过程主要受混合控制。该研究可为终场残留液在地浸采铀中的应用提供参考。     

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。     

大流量低浓度地浸采铀浸出工艺试验

讨论了影响地浸采铀浸出液铀浓度和钻孔抽液量的因素,结合现场试验在我国首次探索大流量、低浓度浸出工艺,并对其可行性提出看法。     

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。     

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。     

地浸采铀细菌浸出试验研究

对新疆某采区铀矿石进行了细菌浸出试验研究。利用自行设计加工的生物反应器, 采用经过驯化培养后的氧化亚铁硫杆菌(T f)进行试验。室内外2年多的试验证明:生物反应器细菌固定效果好、氧化效率高、结构简单、操作方便、成本低; 细菌经过驯化后, 能适应新疆低温条件和地浸采铀溶液环境条件, 在正常连续细菌氧化工艺中, 地浸采铀溶液成分可作为细菌的营养物质, 不需另外补充; 用细菌作氧化剂不但能达到氧化Fe²⁺的目的, 还能提高浸出液中金属铀浓度和金属铀的浸出率, 且对环境无副作用, 具有较好的应用前景。