铀赋存形态对砂岩型矿床地浸开采的影响

为研究铀赋存形态对地浸开采的影响,采用逐级提取法分离新疆某砂岩铀矿同一采区不同地段样品的铀赋存形态,测定其中的铀品位。结合室内浸出实验以及现场监测实验,探究了铀赋存形态与浸出动力学和浸出过程的关系。结果表明：相同采区不同地段的铀矿赋存形态存在差异,铀的浸出动力学受到F1-F4四种铀赋存形态的影响,首先由内扩散控制,然后转变为化学反应控制,铀表观浸出速率常数随着F1-F4相态铀质量分数提高而增大。浸出液铀浓度变化特征可以根据F1相态的质量分数分为两类：当F1质量分数高于25%时,铀浓度由高到低变化;当F1质量分数低于10%时,铀浓度表现为低→高→低的变化趋势。最后建立了铀初始浓度与F1品位、铀浓度峰值与F1-F4总品位之间的关系模型。研究结果可为依据铀赋存形态分地段选择溶浸剂种类和应用时间,并对铀地浸过程预测提供理论支持。     

溶浸铀矿开采回顾及电动地浸采铀展望

传统溶浸采铀方法不能经济、高效、环保地开采超低品位、低渗透性铀矿。为了解决低品位、低渗透性铀矿浸出效率低以及浸出过程中对当地生态环境的影响等问题,综述了近60年来的溶浸采铀物理、化学、微生物增效方法及电动技术的研究进展。结合原地浸出方法和电动技术,分析发现电动原地浸出（EK-ISL）技术主要通过电迁移和电渗透的作用提高溶浸剂的均匀渗透能力和离子的定向迁移速度,从而促进含矿层目标矿物和脉石溶解,显著提高矿层渗透系数及铀浸出率,并在电场的定向作用下降低溶浸剂向采场外迁移的风险。电动原地浸出采铀技术在低渗透、低品位铀矿开采中的应用前景十分广阔。     

可地浸砂岩铀矿实验室地质工艺研究

本文较为系统、全面地阐述了可地浸砂岩铀矿实验室地质工艺研究的目的、内容及试验技术与资料整理方法,对我们统一地浸砂岩铀矿实验室地质工艺试验认识与规范试验操作具有重要意义。     

基于某铀矿的地浸采铀方法

简述了地浸采铀的主要影响因素,提出了一种基于高矿化度砂岩铀矿的地浸采铀工艺——淡化少试剂工艺。此工艺不仅可以有效防止管道堵塞,而且可以提高浸铀的经济效益。     

可地浸砂岩铀矿的普查勘探

文中根据我国找矿实践和国外的有关资料,综合探讨了可地浸砂岩铀矿普查勘探的主要准则;提出了地勘工作阶段的划分及各阶段的目的要求,八种地质工业类型的划分及其特点,三种勘探类型的划分及其依据;论述了可地浸砂岩铀矿勘探工作的特殊要求;草拟了不同勘探类型的勘探工程网度以供参考。     

对吐哈盆地地浸砂岩型铀矿有利成矿时期的探讨

主要从吐哈盆地动力学演化、古气候的变迁、水文地质旋回、新构造运动等4方面入手,对盆地有利成矿时期进行了探讨与判断,为后期进一步的铀成矿预测工作所涉及的各类成矿要素提供了一个相互配合的时间限制区段,从而有助于预测工作及最终成矿远景区的准确圈定。     

冻土带酸法地浸采铀的环境影响

俄罗斯联邦维季姆地区的希阿格达矿床目前正在进行地浸的中试。该矿床为底部河道砂岩型，它包含15000tU，矿石品位平均为0．05％U。矿化出现在位于约100m厚的冻土带之下的可渗透未固结的新第三纪河流沉积物中，基底岩石为古生代花岗岩。新第三纪—第四纪玄武岩覆盖着赋矿的沉积物。含矿层的渗透率为0．1—20m／d(平均为2—3m／d)。最新的理论和实验研究表明，主岩能抵抗化学作用的影响，同时还显示出在地浸之后有一种使环境自动复原的趋势。     

盆地铀矿信息数字化--地浸砂岩型铀矿勘查的新战略

全世界业已查证的地浸砂岩型铀矿大多为隐伏盲矿,多产于荒漠、戈壁、半丘陵等地理-地球化学景观区内。地勘手段多为规模化、系列化的钻探工作。我国北方中、新生代沉积盆地众多,属于巨型、大中型,厚覆盖的盆地就有20多个,且多为地浸砂岩型铀矿找矿的处女盆地。受国家综合国力及地质背景、铀矿地勘能力的影响,用规模化、系统化的钻探工作显然有悖于中国国情。参照国内外地勘工作经验,依托于地球化学调查为基础的盆地铀矿信息数字化填图可作为我国地浸砂岩型铀矿勘查的新战略。以地球化学调查为基础的盆地铀矿信息数字化填图经济、实用、快速、有效,国内油气地勘中的盆地油气矿藏信息数字化、金矿地勘中的金矿信息数字化、欧洲26国地调所联袂完成的全欧大地铀信息数字化等工作都表明,盆地铀矿信息数字化理应成为我国地浸砂岩型铀矿勘查的新战略。     

影响地浸采铀的矿层渗透因素

通常认为砂岩型铀矿含矿层的渗透性是地浸开采技术是否可行的重要条件。因此,研究地浸采铀的可行性和提高砂岩型铀矿含矿层渗透性成为重点。系统探讨了影响砂岩型铀矿含矿层渗透性的主要因素,即:碳酸盐、黏土矿物、夹层、隔层、地下水矿化度等。这为进一步研究砂岩渗透性提供了依据,同时对地浸采铀的浸出率和资源回收率也有着重要的理论意义和实际价值。     

Crow Butte地浸砂岩铀矿及其开发史

位于内布拉斯加州西北角的Crow Butte工程是美国目前正在运行的四个商业地浸铀矿山之一。工厂于1991年4月,即矿床发现12年以后开始商业生产。矿体位于地表下约700呎,产在一个上下都有极好的页岩/粘土隔水的强透水层中。勘探和开发期包括圈定矿体、半工业试验、可行性研究、环境许可、工程设计和工厂建造。正研究从现在的年产约700 000磅U_3O_8增加到1997年的年产1 000 000磅。过去4年商业生产期间的运行用碱法浸出进行得很顺利。建设221 L·s~(-1)生产能力的工厂的基建成本很低,因为获得了位于得克萨斯和怀俄明已关闭地浸矿山使用过的处置设备。矿山运行仅需要25名当地员工,因此生产成本也很低。     

不同地浸采铀工艺主要元素迁移强度与饱和状态研究

针对新疆某铀矿床矿石碳酸钙含量高的特点,为掌握酸法、碱法及CO₂+O₂中性3种原地浸出采铀工艺条件下主要元素的迁移强度和矿物饱和状态,开展了3种工艺条件下的室内及现场浸铀对比试验,并应用水文地球化学原理对碳酸钙与硫酸钙的饱和指数进行了计算。结果表明,酸法浸出时U、Ca、Mg、Al、Fe的迁移强度高于碱法及中性时的;碱法与中性浸出时,U的迁移强度基本相同,中性浸出Ca、Mg的迁移强度大于碱法,两种工艺下Fe、Al的迁移强度均弱于U、Ca、Mg。中性浸出时,硫酸钙始终未发生沉淀,pH值控制在6.6以下时,碳酸钙不会发生沉淀;碱法浸出时,碳酸钙不可避免地会发生沉淀;酸法浸出时,硫酸钙不可避免地会发生沉淀。对于该矿床,CO₂+O₂中性浸出工艺为首选,控制pH值在6.6以下可有效避免碳酸钙沉淀,确保铀正常浸出。     

铀在不同地区地下水中的种态模拟

以我国高放废物地质处置库重点研究区甘肃北山、西南某地和新疆准噶尔盆地地下水为对象,运用PHREEQC程序分别计算了不同地下水中铀种态的含量,并讨论了pH值、温度对铀种态分布的影响。结果表明:铀种态主要取决于地下水的化学组分,pH值、温度等物理因素对铀在地下水中的种态分布也有显著影响。因此,处置库选址需要考虑地下水的组成以及pH值和温度等因素的影响。     

十红滩铀矿床钙质砂岩的分布特征及成因探讨

通过对十红滩铀矿床目的层中钙质砂岩的统计及其产出特征分析,认为钙质砂岩为顺层、断续分布的串珠状透镜体,产出空间界面位置为砂体的顶底部或冲刷面,岩性为粒度较粗、分选较好的砂岩。钙质砂岩累计厚度等值线图显示,钙质砂岩较集中地分布在矿体发育区。由此可见,氧化还原过渡带中钙质砂岩的形成与铀矿化具有一定的成因联系。     

原地浸出采铀多场多过程耦合动力学数值模拟

原地浸出采铀是一复杂的非线性动力系统,涉及诸多因素与过程的耦合和正负反馈作用。为研究地浸采铀过程中岩石结构力学及其演化规律、岩石变形作用、孔隙度与渗透率的动力演化等对浸出效果的影响,建立了一多因素、多过程耦合的综合动力学模型和模拟方法,并基于Fortran与C++语言编制了1～3维模拟程序。通过对某地浸铀矿床某采区酸化、生产、溶浸末期各阶段的数值模拟,得到各生产时期矿岩中铀的浓度分布,该采区酸化40d后浸出液中铀浓度增加到15mg/L,以及该采区铀5a后基本浸出完毕;在生产末期,浸出液中的铀、酸浓度下降明显,采场区域铀浓度降低到10mg/L,pH升至2左右。数值模拟结果与矿山实际生产情况基本吻合。该模型和程序可应用于地浸采铀的理论研究、矿山设计、生产管理和地下水污染物迁移与复原研究。     

基于地球化学模拟分析杂质矿物对酸法地浸采铀的影响

为探明酸法地浸采铀过程中杂质矿物对铀浸出的影响,以分批浸出试验为基础,采用反应路径模拟探讨杂质矿物对铀浸出机制的影响,利用反应溶质运移模型探讨杂质矿物对铀浸出化学场时空特征的影响。模拟结果表明：方解石、黄铁矿、赤铁矿会与铀矿竞争酸,竞争由强至弱依次为方解石、赤铁矿、黄铁矿,其中黄铁矿在酸浸条件下溶解较弱,但生成的低价硫和亚铁离子能降低溶浸液的Eh值,导致铀浸出减少,赤铁矿在酸浸条件下因耗酸而降低溶浸液的酸度,但又促进黄铁矿的溶解,进而影响铀的浸出;在时间上,杂质矿物会使铀的溶解迁移存在不同程度的滞后,铀的溶解-沉淀旋回周期延长,整个模拟矿层沥青铀矿完全溶解时间更长,铀浸出速率降低;在空间上,杂质矿物会使模拟矿层中铀矿溶解范围减小,铀矿溶解-沉淀旋回过程中沉淀量增加,U（Ⅵ）迁移浸出所需时间延长,浸出铀的迁移累积峰值变化不同。     

低渗透含铀砂岩压力梯度-黏度-化学耦合渗流规律实验研究

研究低渗透性含铀砂岩物理化学耦合作用下的渗流规律,可为地浸工艺参数的设计提供可靠依据。本文选取我国新疆某铀矿山砂岩样品,用自制的渗透性测定实验装置,开展了含铀砂岩原样的物理化学渗流规律的实验研究。结果表明:该低渗透性矿岩存在3个渗流阶段,即启动压力阶段、非线性渗流阶段和线性渗流阶段;改变流体的黏度,可改变流体流通空隙所占的百分比,进而整体上改变矿岩渗透性能;在物理化学渗流前期,矿岩介质与溶浸剂发生化学反应后,使某些较小半径的孔隙变成可连通的,进而使砂岩介质的渗透系数整体变大;在物理化学渗流后期,由于压力和化学耦合作用,孔隙结构进一步演变,当压力梯度敏感度大于化学反应敏感度时,其渗透系数变大,反之变小。     

铀矿堆浸分形动力学模型

本文采用堆浸铀矿石粒径分布分维数代替其平均粒径,对Mellado等提出的矿石堆浸动力学模型进行了改进。同时采用铀矿柱浸试验确定了铀矿堆浸分形动力学模型参数与堆浸铀矿石粒径分布分维数的关系,建立了铀矿堆浸分形动力学模型,并进一步采用柱浸试验对模型进行了验证。结果表明,所建立的铀矿堆浸分形动力学模型能很好地反映铀矿堆浸铀金属浸出的规律。     

铀矿堆浸酸性尾渣中和的动力学特征及模型

采用氧化钙、氢氧化钠和氨水作为中和剂,对铀矿堆浸酸性尾渣进行中和试验,试验过程中检测了中和体系的pH随时间的变化,并根据检测结果建立了尾渣中和的动力学模型。结果表明,铀矿堆浸酸性尾渣的中和过程,包括尾渣颗粒表面余酸与中和剂的快速反应,及尾渣颗粒内部余酸与中和剂的缓慢扩散-反应两个阶段;中和过程中,中和剂扩散-反应的非线性耦合和反馈作用模型,可很好地反映尾渣中和反应的过程和方式,中和体系的pH呈现出明显的非线性振荡现象;尾渣中和的动力学模型,能很好地拟和中和体系的pH随时间的变化。