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。     

SRB治理地浸采铀矿山污染地下水条件试验研究

地浸采铀过程中,由于溶浸剂的注入,改变了地下水的原始地球化学环境,使得地下水中铀及重金属离子的浓度增高,造成了地下水的污染.通过室内试验,参照污染地下水化学成分,研究了pH值对硫酸盐还原菌(SRB)还原SO2-4的影响以及SRB对U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+等的去除效果.结果表明,溶液pH值对SRB还原SO2-4的能力以及SRB去除U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+等的效果影响很大,当pH值为8时,SO2-4还原能力和U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+的去除效果均达到最佳,为地浸采铀矿山污染地下水的治理提供了新的思路.     

石灰石流化床中和处理酸法地浸污染地下水的试验

通过对新疆512矿床地下水取样分析，确定了主要污染组份。先用离子交换去除铀；离子交换尾液经过石灰石流化床反应器中和，使pH值由2.0左右中和到7左右，经过这一流程处理的模拟地下水，其中的有害元素U、V等已恢复到开采前的本底值。     

捷克Straz地浸铀矿山地下水恢复治理介绍

捷克Straz矿在地浸采铀期间对周围地下水产生了影响,有必要进行污染地下水的恢复治理。在对捷克Straz矿床水文地质、地下水污染状况进行描述的基础上,介绍了该矿污染地下水恢复治理任务与目标、治理进展、治理费用,以及地下水监测与数值模拟,以期为我国地浸采铀环境保护提供有益借鉴。     

酸法地浸采铀废水离子交换与中和试验研究

对酸法地浸采铀矿山放射性污染的地下水进行了强碱性阴离子交换树脂吸附除铀,和石灰石消除除铀尾液酸性的试验研究,研究结果表明,经过两阶段处理的地下水,其中pH值、V及TFe的指标均达到或基本达到Ⅳ类地下水允许标准,Eh、U、Al的指标达到开采前的本底值范围。     

酸法地浸采铀退役采区地下水二步修复法研究

酸法地浸采铀退役采区地下水具有酸性强、铀及SO42-浓度超标的特性,其修复是亟待研究解决的问题。本文以西北某地浸采铀退役采区地下水为研究对象,先采用CaO中和法去除其中的铀;再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-,并探究碳源与进水流速对去除中和处理后的地下水中的SO42-的影响。试验结果表明：每升地下水经0.167 g CaO中和处理后,pH值由3.0升至7.0左右,铀浓度从最初的0.4 mg/L降至0.04 mg/L,达到了排放标准,SO42-浓度从1349.2 mg/L降至840.3 mg/L;中和处理后的地下水经脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器处理,当进水流速为1.0 mL/min、碳源为葡萄糖时,SO42-浓度从840.3 mg/L降至256 mg/L,也达到了排放标准。本项研究表明,先采用CaO中和法去除铀、再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-的二步修复法在酸法地浸采铀退役采区地下水处理中具有潜在应用前景。     

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.     

天然水清洗法修复铀地浸后地下水的探索

通过天然水清洗恢复试验,对铀地浸后地下水环境修复进行了研究.结果表明：天然水清洗法消除污染物质的过程并不是一个简单的稀释过程,而是一项复杂的水文地球化学和水动力学过程;清洗法对修复地下水中超标的SO4^2-、Fe的效果较明显,但pH修复速度缓慢;要全面恢复地浸后地下水的环境,除用清洗法外,还须综合其它方法.     

地浸采铀地下水修复技术研究进展

简述了地浸采铀地下水自然净化修复技术、抽出-再治理修复技术、可渗透反应墙修复技术、化学沉淀修复技术和微生物修复技术的原理,指出了自然净化修复技术、抽出-再治理修复技术、可渗透反应墙修复技术、化学沉淀修复技术存在处理效率低、治理成本高、容易对环境造成二次污染的问题,微生物修复技术具有投资少、见效快和无二次污染的优点,进一...     

SRB治理地浸采铀矿山污染地下水条件试验研究

地浸采铀过程中,由于溶浸剂的注入,改变了地下水的原始地球化学环境,使得地下水中铀及重金属离子的浓度增高,造成了地下水的污染。通过室内试验,参照污染地下水化学成分,研究了pH值对硫酸盐还原菌(SRB)还原SO42-的影响以及SRB对U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+等的去除效果。结果表明,溶液pH值对SRB还原SO42-的能力以及SRB去除U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+等的效果影响很大,当pH值为8时,SO42-还原能力和U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+的去除效果均达到最佳,为地浸采铀矿山污染地下水的治理提供了新的思路。     

某地浸采铀矿山采区井场地下水中铀迁移预测

通过对某地浸采铀矿山井场水文地质条件的分析,建立该区地下水污染物迁移的二维水流、水质耦合迁移的数学模型。采用Visual MODflow软件模拟铀浓度分布。10、20、40 a后地下水中铀最高质量浓度中心分别迁移至距井场中心约93、1403、02 m处;而最高质量浓度在10 a后,基本不变;20、40 a后由20.0 mg/L分别降至16.0、12.0 mg/L。利用监测结果对模型进行检验,检验结果表明模型比较合理。     

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。     

某酸法地浸铀矿山全采区地下水流场变化数值模拟

区域流场是地下水中溶质迁移的基础,其形态特征是判断地浸铀矿山地下水环境影响范围的前提,准确预测区域流场的变化情况对指导地浸铀矿山生产实践有着极其重要的作用。本文以我国北方某地浸铀矿山为研究对象,利用数值模拟方法再现了该地浸铀矿山生产以来全采区地下水流场变化情况。模拟结果表明,生产井的抽注活动是区域地下水流场变化的根本原因,采区内部由于生产井的抽注活动,注液井周围会形成小范围的水头升高区,形成点源,抽液井周围则形成水头下降区,成为点汇;但生产期间总抽液量大于总注液量,全采区整体上形成了明显的水头下降区,区域降落漏斗的形成可以有效控制浸出液中溶解组分的迁移范围。结合含矿含水层地下水pH、铀、硫酸根背景值及采区监测井监测数据,进一步证实了区域流场形态对地下水中溶解组分迁移范围的控制作用,得出该地浸铀矿山的地下水环境影响控制在了150 m以内。     

压力波动法地浸采铀的数值模拟初步研究

目前国内外的地浸研究侧重地浸化学机制及工艺,不能很好地解决铀矿层非均质性引起溶浸流体非均质流动带来的非优势流动区域和溶浸死区等问题。基于流动传质理论、室内试验和注气现场试验,笔者提出了压力波动溶浸开采的方法,即采用高压缩性的气液混合溶浸流体进行压力波动条件下的地浸开采。基于分散相气液混合流体特性和流动-反应-传质理论,采用COMSOL-Multiphysics软件模拟了传统中性地浸和压力波动法地浸的采铀过程。数值模拟结果显示:压力波动过程中,溶浸流体在矿层中胀缩变形,可促进高渗透区域与低渗透区域的流体流动传质过程,特别是低渗区域的对流-弥散传质作用;铀回收率随压力波动次数变化而变化,回收率曲线明显区别于传统地浸回收率曲线,铀回收速率和回收率提高。初步结果表明,压力波动法地浸对提高非均质铀矿层的回收速率和回收率在技术上具有可行性。     

地浸采铀地下水稀释对浸出液铀质量浓度的影响

地浸采铀浸出液铀质量浓度受多种因素影响,如矿体形态、矿层与含矿含水层厚度之比、浸出剂酸度等。依据采区抽注过程中地下水运动状态,分析不同井型与地下水稀释量的关系、浸出剂被稀释对浸出液铀质量浓度的影响,并通过计算机模拟,提出窄条带状矿体和正方形矿体浸出液受地下水稀释程度的差异,以及对浸出液铀质量浓度的影响。     

用SRB处理酸法地浸铀矿山地下水的研究

在不同pH值和一定ρ(SO2-4)下驯化硫酸盐还原菌(SRB),研究SRB对模拟地浸铀矿山地下水的净化作用.结果表明,SRB不但可去除废水中的SO2-4,还可去除废水中的重金属离子.SRB处理地浸地下水具有可处理污染物种类多、处理潜力大、工艺稳定、费用低等优点.     

酸法地浸采铀硫酸稀释放热应用研究

地浸采铀是我国砂岩型铀矿床开采的重要方法,硫酸因具有价格低廉、性质稳定及对矿石中铀浸出率高等优点成为酸法地浸采铀首选的浸出剂原料。然而,在酸法地浸采铀工艺中,配制浸出剂时存在大量热浪费的现象,将这些热量用于地浸采铀需加热的环节,不仅有助于提升工艺效果,还能有效降低成本。本文基于硫酸稀释放热理论计算和室内、现场试验,开展了不同工艺环节及参数对硫酸稀释热利用效率的影响研究,并确定了最佳工艺参数。结果表明,硫酸稀释热可改善地浸采铀工艺“淋萃流程”环节的反萃取效果,消除乳化现象,降低贫有机相及萃余水中的铀浓度,并能提高废液处理环节的蒸发池内废水温度和蒸发速度,从而减小蒸发池占地面积,降低成本。硫酸稀释放热原理简单,实现方法简便且高效低耗,将硫酸稀释热用于酸法地浸采铀可有效减轻工艺过程中存在的热浪费现象,具有明显优势。     

基于Visual MODFLOW的地下水数值模拟在地浸采铀中的应用

建立铀矿山水文地质数学模拟模型,运用国际通用的可视化标准软件Visual MODFLOW对研究区地下水进行数值模拟计算和预测,对模型进行识别及检验之后,调整了钻孔的抽注液量,优化了井场设计,提高了采铀效率。     

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。     

某砂岩铀矿石地浸适应性试验研究

对比了酸法、碱法处理某砂岩铀矿石的浸出性能.结果表明,5 g/L H2SO4或10 g/L NH4HCO3作为溶浸剂,铀的浸出率分别达到87％和81％左右.若采用碱法浸出,其溶浸剂中应尽量避免钠离子或补充等量不与碳酸根形成沉淀的金属阳离子,以避免钠离子引起的矿层渗透系数的降低.采用低质量浓度硫酸浸出,浸出过程相对平稳,浸出液固体积质量比小,浸出液铀质量浓度高,若采用酸法浸出,可添加适量有机磷通过螯合增溶和晶格畸变的作用抑制硫酸钙形成致密、规则结晶体,防止化学堵塞.