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。     

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。     

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。     

冻结技术控制地浸采铀抽注液流量比例的可行性分析

地浸采铀抽注液流量的比例直接影响采铀成本,控制着铀矿开采区域的环境污染范围及程度。本文对冻结技术应用于地浸采铀领域的可行性进行了简要分析,说明冻结技术可以使地浸采铀过程不受抽注液流量比例的限制,减小环境污染,并对冻结技术在地浸采铀领域的推广应用提出建议。     

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。     

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，     

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。     

地浸矿山抽注比对溶浸范围影响研究

在环保要求日趋严格的背景下,进行地浸矿山抽注比对溶浸范围影响的研究势在必行。我国地浸普遍采用的抽注比为抽出液大于注入液量的0.3%,这样可保证在生产期间溶浸液基本不污染采区外的地下水,但需要建造大面积的蒸发池,增加矿床建设投资。若矿床位于征地困难地区则会大幅度增加矿床开发难度。通过对生产矿山和拟生产矿山抽注比的研究和深入分析,运用单孔精确控制方法可以将抽注比控制在1∶1,使蒸发池面积得到大幅度降低,仅为原蒸发池面积的25%,从而降低矿床投资和征地面积,为矿床开发奠定基础。     

地浸采铀过程中抽注液量影响因素分析

在地浸采铀过程中,研究与抽注液量相关的因素及其作用方式,对提高并稳定生产井的抽注液能力具有重要意义。研究表明,浸出剂配方与浸出工艺是产生沉淀而堵塞矿层的基本原因,浸出剂中固体微粒造成的矿层堵塞是抽注液量下降的重要因素,气体堵塞及其他如抽注量剧烈变化也是影响抽注液量的因素。针对以上因素,生产过程中应采用有效的过滤工序、合适的浸出剂配方、适当的增产措施(如酸化洗井等矿层渗透性保护技术),以维持或提高矿床的抽注液量,实现经济、高效开发地浸矿山的目的。     

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。     

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。     

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。     

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。     

可更换过滤器式地浸采铀钻孔施工技术

为解决地浸采铀钻孔施工成本高、施工周期长,以及后期生产过程中洗井效果不明显、洗井效率低等问题,通过研究采用可更换过滤器式钻孔施工技术,研制内置型陶粒贴砾过滤器,成功实现了过滤器的提升更换。相比传统填砾式钻孔施工,可更换过滤器式钻孔施工技术的单钻孔施工成本降低了6%,钻孔施工周期缩短了1~2 d/孔,成井效率提升了约16%;采用逆向注浆固井技术,实现钻孔固井质量合格率100%。     

可更换过滤器式地浸采铀钻孔施工技术

为解决地浸采铀钻孔施工成本高、施工周期长,以及后期生产过程中洗井效果不明显、洗井效率低等问题,通过研究采用可更换过滤器式钻孔施工技术,研制内置型陶粒贴砾过滤器,成功实现了过滤器的提升更换。相比传统填砾式钻孔施工,可更换过滤器式钻孔施工技术的单钻孔施工成本降低了6%,钻孔施工周期缩短了1~2 d/孔,成井效率提升了约16%;采用逆向注浆固井技术,实现钻孔固井质量合格率100%。     

气体质量流量控制器在地浸采铀中的应用

介绍了在中国地浸采铀领域中气体流量加入计量的控制现状及存在的问题。针对CO₂+O₂地浸采铀中氧气加入的特点,开展了气体质量流量设备的选型试验。为解决配制中气体返水损坏设备的难题,研制了一套气体质量流量控制系统。现场应用表明,在气、液压力连续变化的复杂条件下,该系统实现了对气体的高精度计量,可就地和远程方式实时调节、显示、记录气体的加入参数,确保了气体流量控制系统的稳定运行,降低了劳动强度,达到了技术目标。