溶浸采铀知识点汇总

铀资源地质学复习资料铀资源地质学复习资料四价铀矿物：在化学成分上既含有四价铀，又含有六价铀，在结构上以U4＋基本结构单元的矿物。

六价铀矿物：在化学成分上以六价铀为主，在结构上以铀酰—阴离子结合为基本结构单元的矿物。

变生作用（非晶化作用）：系指在铀、钍衰变过程中放出的射线作用下和核裂变碎片的作用下某些含铀、钍矿物的晶体结构遭到破坏从而呈非晶态的现象。

变生矿物：内部结构遭到破坏，但仍保持着晶体外形的矿物。

多型性：是一种特殊类型的同质多象，是指化学成分相同的物质，形成若干种仅仅在层的堆积顺序上有所不同的层状晶体结构的现象。

放射性：系指铀、钍、镭等元素的原子核能自发地蜕变为另一种原子核，同时释放出α、β、γ射线的现象。

岩浆铀矿床：又称侵入体内型或正岩浆铀矿床。

系指通过岩浆结晶分异作用直接富集形成的铀矿床。

伟晶岩型铀矿床：系指经结晶分异的残余酸性熔浆（极少为碱性熔浆）经冷凝结晶和气成交代而形成铀矿床。

热液铀矿床：是指由不同成因的含铀热水溶液，以及它们的混合热液，在适宜的物理化学条件下及各种有利的地质条件下，经过充填和交代等方式形成的铀的富集体。

蚀变围岩：因热液交代作用而引起的围岩变化称为热液蚀变，而蚀变后的岩石称为蚀变围岩。

火山岩型铀矿床：是指在成因上、时间上和空间上与火山岩密切相关的铀矿床。

铀黑：含氧系数为2.70-2.92的粒状晶质铀矿同质多像：相同化学成分的物质在不同的地质条件（如T，P）下可以形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物。

类质同像：矿物晶体结构中的某种原子或离子可以部分地被性质相似的它种原子或离子替代而不破坏其晶体结构的现象；填空：１、铀在地壳的存在形式主要有三种：铀矿物形式、类质同象置换形式、分散吸附状态形式2四价铀矿物稳定存在的环境条件：还原条件、六价铀矿物稳定存在的环境条件：氧化条件３、铀元素的放射性同位素是：铅４、产铀花岗岩的化学成分特点：酸度大、碱质高、铝过饱、暗色组分少、铀含量高５、不整合面型铀矿床的主要层位的时代是：古元古代６、含铀热液中的来源通常包括：岩浆来源、地下水来源、变质热液来源和构造热液来源７、列举出四种以上当今世界最具工业意义的铀矿床类型：砂岩型、不整合面型、岩浆型、角砾杂岩型８、碳硅泥岩型铀矿床的成因类型分三种：成岩型、淋积型、热造型９、四种工业铀矿物主要是：晶质铀矿、沥青铀矿、钛铀矿、铀石等１０、不整合面型铀矿床的主要产地是加拿大和澳大利亚１１、碳酸泥岩型铀矿床“二带一区”的分布具体是南秦岭成矿带、江南成矿带和华南成矿带１２、铀在各种变质岩中含量的变化规律是随变质作用的加深铀含量逐渐降低１３、国际原子能机构将砂岩型铀矿划分为卷状亚型、底河道亚型、板状亚型和前寒武纪亚型１４、铀在外生作用中主要的迁移形式有离子形式、机械破碎屑物形式和有机络合物形式。

(1)铀黑
其主要化学组成为：UO3>9.8－40.4%，UO2微量 －11.7%，ThO2< 3%。 铀黑也是提取铀的重要原料，通常与原生铀矿 物一起开采。
(2)铀云母类矿物
其化学通式为： R(UO3)2· (MO4)2· n H 2O 式中，R——Ca，Cu，Fe，Ba，K等元素 M——P，As，V等元素 n——矿物结合水分子的数目 由此可见，铀云母类矿物是六价铀的磷酸盐、砷 酸盐或矾酸盐。
磨矿流程
磨矿产品的粒度由矿石中铀矿物赋存的粒度 而定。为了使铀矿物充分暴露，通常需要把铀 矿石磨到200目（0.074 mm）占50 % 以上。控 制磨矿产品的合适粒度，既避免过粉碎造成泥 化，又可以降低能耗。 30mm
粗磨 细磨 超细磨
0.15 mm ~ 3mm 0.02 mm ~0.15mm
< 10μm ，通常为0.05μm ~ 1μm

浸出体系
酸性溶液浸出
铀 矿 浸 出
碱性溶液浸出 盐溶液浸
细菌浸出
1酸法浸取
硫酸浸出
其反应式为： UO3 H 2 SO4 UO2 SO4 H 2O
UO2 SO4 SO
2 4
[UO2 (SO4 )2 ]
2
2 [UO2 (SO4 )2 ]2 SO4 [UO2 (SO4 )3 ]4
选矿
使铀矿物和脉石矿物尽可能分离，以便充分、合理 和经济地利用矿产资源。 提高需要加工的铀矿石的品位，减少需要 加工的铀矿石量，降低铀矿加工成本。 使伴生元素的矿物与铀矿物分离，达到综 合回收的目的。 减少消耗浸出剂（酸或碱）的脉石矿物，降 低浸出剂的消耗。
由铀矿物在矿 石中分布的不 均匀性决定的
选 矿 目 的

铀矿浸出铀矿浸出(leaching of uranium ores)用浸出剂把矿石中的铀选择性溶解到溶液中而能与大部分伴生杂质分离的铀提取过程。

这是铀提取的一道重要工序。

浸出方法按所用浸出剂，分为酸浸出和碱浸出；按浸出矿块的大小和浸出方式，分为搅拌浸出、堆浸和就地浸出等。

通常要根据矿石的特性和技术经济条件选择浸出方式。

常规铀矿石的浸出通常属搅拌浸出。

铀在矿石中以正四价和正六价的化合物形态存在，无论是用酸浸出还是碱浸出，铀都必须先氧化成正六价后才能被溶解，因此浸出时需添加氧化剂。

铀的浸出速度受扩散过程控制，与试剂浓度、浸出温度、矿粒表面积以及矿粒内铀离子通过溶液到固体表面的扩散速度成正比。

酸浸出常用稀硫酸溶液作浸出剂，也可以用硝酸或盐酸溶液。

硫酸具有浸出能力强、价廉、可浸出较粗矿粒、浸出温度低、浸出时间较短的特点，但浸出液含杂质较多。

用硫酸溶液浸出时，铀以铀酰离子的形式转入溶液，与硫酸根形成多种配离子：铀矿石中一般都伴生有铁的化合物，酸浸出过程中只需加入适量的氧化剂，使Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+便能将UO2氧化成[UO2]2+而转入溶液。

工业生产中常用二氧化锰(软锰矿)或氯酸钠作为氧化剂。

当控制浸出液中的氧化还原电位在-400～-500mv及Fe3+浓度超过0.5g/L时，铀几乎全部氧化成六价：铀矿的酸浸出通常是在几台串联的搅拌槽(见浸出槽)中进行的。

将铀矿磨细至小于0.5mm的粒级，在矿浆的液：固≈1、pH≈1、浸出温度约333K的条件下，浸出3～6h，铀浸出率在90%以上。

为减少酸用量可采用两段逆流浸出(见连续浸出)、或低酸(恒酸)长时间浸出。

难处理铀矿有时采用加压酸浸出(见加压浸出)或在浸出前经过焙烧预处理。

含硫化物的铀矿细泥可采用加水自氧化加压浸出。

碱浸出常用碳酸钠或碳酸铵作浸出剂。

在氧化条件下，铀以[U02(C03)3]4-形态转入溶液，同时产生0H-：0H-的增高会使部分[U02(C03)3]4-重新转入沉淀，造成铀的损失。

溶浸采铀（矿）技术教案第四章浸出液中金属的提取在溶浸采矿中，经过浸出，矿石中的有用组分进入浸出液中，有用组分的含量均较低。

通常，铀的含量为每升十到几百毫克，高的也不过几克；铜的含量为每升几克到十几克，高的也只有几十克，而杂质的含量却较高，如游离的硫酸及铁、磷、、铝、锰、钒、钙、镁、硅、钼等。

此外，还有泥质，羟类有机质等。

浸出液中有用组分的提取，其实质是创造条件使溶液中各种离子不稳定，通过一定的工艺手段，使有用组分和混在一起的有害杂质分开，并予以清除。

这些手段包括加人某种试剂，铁、锌等置换，离子交换树脂吸附，活性炭吸附，溶剂萃取或者对电极施加电压通以电流等。

这些手段随浸出液的性质不同而分别采用，现分述之。

1 铀的提取从铀的浸出液中提取铀的方法有化学沉淀法、离子交换法和有机溶剂萃取法。

化学沉淀法存在生产工序多，工艺复杂，生产效率低，化学试剂和材料消耗量大，回收率低及化学浓缩物中铀含量不高(一般20％～40％)等缺点，目前除处理碱浸液尚有应用外，工业生产中已被离子交换法和有机溶剂萃取法所代替，这两种方法技术是经济而有效的，并成为标准工艺。

离子交换法，又称树脂吸附法。

它是浸出液中某种离子与固体离子交换剂(树脂)的可交换离子之间的化学置换过程。

它的优点是：①选择性好。

能获得纯度较高的铀化学浓缩物；②既能从清液中提取铀，也可从矿浆中提取铀，这很适用于溶浸采铀法的吸附；③离子交换树脂能反复使用；④化学试剂和材料消耗量少；⑤吸附尾液可返回使用。

有机溶剂萃取法，简称萃取法。

它是用一种与水不相混溶的有机溶剂与含铀的浸出液相互接触，将浸出液中的铀提取到有机溶剂中，与浸出液中的杂质分开，以达到提取和纯化铀的目的。

萃取法与离子交换法一样，对铀的选择性能好，同时对铀的萃取速度，容量和纯度(一定条件下)方面超过树脂吸附法，但只适用于清液、富液和杂质含量低的浸出液。

两种提取方法的选择原则是：一是浸出液中铀浓度的高低；二是浸出液的性质，即是清液还是矿浆。

缺点：
①对矿床水文地质条件要求苛刻； ②各种管线较多，维护工作量大； ③存在对地下水环境污染问题 。
3 原地浸出矿床条件评价
• 3.1 • 3.2 • 3.3 • 3.4 • 3.5 • 3.6 • 3.7 岩性及铀的存在形式 矿石品位、厚度及埋深 矿体形态及赋存位置 含矿层顶底板岩性 地质构造 水文地质条件 矿石特性
•①必须是疏松砂岩型铀矿床，矿石疏松，裂隙发育； •②矿体须处于含水层中，含矿层上、下要有隔水顶、底板，即有承压水； •③矿石具有一定的渗透性，且矿层的渗透性远大于围岩的渗透性；
•④矿物成份简单，容易浸出；
•⑤含矿层厚度与含矿含水层厚度的比值小于0.5； •⑥矿体埋深最好小于300m，品位大于0.01%； •⑦矿区最好远离城区（>15km），或处于居民生活区下游； •⑧交通方便。
第八章 原地浸出采铀
•1 •2 原地浸出采铀的内涵及工艺流程 原地浸出采铀技术的适用范围及 •7 •8 浸出液的提升 地浸矿床的开采顺序及开
• 优缺点 •3 •4 原地浸出矿床条件评价 钻孔工程
• 拓工程
•9
• 10 • 11
地浸矿山的工作设施
矿山的环境监测及评价 地浸技术经济评价
•5
溶浸液的配方与使用方法
④地下水流速度及流向：地下水水力坡度较小，流速较慢，有利于地 浸开采和环境保护。
⑤地下水物理化学性质：掌握地下水的各种成份浓度对合理配制溶浸 液和浸出液的处理有帮助。地浸采铀要求：地下水矿化度一般小于5g/L， 以1～2 g/L最好，pH为中性，水温10～20℃最好。
4 钻孔工程
钻孔工程是地浸采铀的主要工程，也是地浸采铀中三大关
地浸钻孔有3种：抽液孔、注液孔、观测孔。抽液孔﹕注

铀的浸取技术有哪些原理
铀的浸取技术主要有溶剂浸取技术和熔盐浸取技术两种。

1. 溶剂浸取技术：
溶剂浸取技术是利用有机溶剂与铀矿石中的铀化合物发生化学反应，并通过相溶液分配系数差异，将铀从矿石中转移到有机相中的一种分离提取技术。

常用的有机溶剂有二酮类化合物、萘和醇等。

该技术的原理是通过有机溶剂与铀矿石中的铀化合物发生络合反应，形成络合物，从而实现铀的提取和分离。

2. 熔盐浸取技术：
熔盐浸取技术是利用铀矿石在高温下与熔盐反应溶解，然后通过浸出液中铀的物理和化学性质的差异，实现铀的提取和分离的一种技术。

常用的熔盐体系有氯化钠-氯化钇、氯化铵等。

该技术的原理是利用熔盐中的化学反应溶解矿石中的铀化合物，然后通过化学反应、离子交换等过程将铀从熔盐中转移到其他溶液中，最终得到纯铀。

这些技术都是通过合理选择溶剂和熔盐，利用溶剂或熔盐与铀矿石中的铀化合物发生化学反应，从而实现铀的提取和分离。

第十五章地浸采铀第一节地浸采铀的经济价值地浸采铀与常规采矿相比，具有如下优点：（1）基建投资少，建设周期短，生产成本低，劳动强度小；（2）不必建造和管理尾矿堆及尾矿库；（3）环境保护好，基本不破坏农田和山林，环境污染大为减轻；（4）从根本上改变了生产人员的劳动和卫生保护条件；（5）使繁重的采矿工作“化学化”、“工厂化”、“全自动化”；（6）能充分利用资源，例如，对于那些规模小、埋藏深、品位低的矿体，采用常规开采时可能不经济，或技术上不可行，而采用地浸法却是经济可行的。

虽然地浸采铀具有以上优点，但是作为一种特殊的铀矿开采方法，它的应用有一定的局限性，因此也存在一些缺点：（l）只适用于具有一定地质、水文地质条件的矿床；（2）如果矿化不均匀，矿层各部位的矿石胶结程度和渗透性不均匀或矿石中部分有用成分难以浸出，这些都将影响开采的技术经济指标；（3）存在对地下水环境造成污染的问题，因此需要对地下水进行治理。

一、地浸产品成本对生产天然铀而言，地浸产品成本一般要比用其它采冶方法生产的产品成本低30－50％以上。

地浸产品成本低的主要原因是：地浸法避免了昂贵而繁重的井巷工程或剥离工程，不再有凿岩爆破工序，还没有矿石运输和破碎等工序，也不再建筑尾矿坝。

美国地浸产品成本为每磅U3O8 l2－17美元，其中包括资源费、土地费和污染治理费等，可谓全成本。

前苏联乌兹别克1991年地浸产品成本为每公斤天然铀（以黄饼形式）为20美元，不包括土地费、资源费和污染治理费，是地浸场的直接生产成本。

1994年中国地浸产品的直接生产成本为每公斤天然铀（以黄饼形式）为180元人民币。

保加利亚和捷克的地浸产品的成本很高，且不包括污染治理费。

地浸产品生产成本的结构（各项费用的百分数），因矿床条件不同而不完全相同，大致如下：地浸钻孔工程费：30％酸（碱）等化工原材料费：30％燃料动力费：15％人员经费：15％管理费：10％众所周知，影响产品成本的因素，除了工艺技术水平和装备水平外，还有资1源状况和开采条件，以及管理水平和生产规模等因素。

地浸采铀技术科普知识地浸采铀（是原地浸出采铀的简称），是一种通过钻孔工程，借助化学试剂，从天然埋藏条件下把矿石中的铀溶解出来，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的铀矿开采方法。

在整个采矿过程中，不需要开凿巷道或揭开覆盖层去采出和运输矿石，基本不破坏地貌和地表景观，全流程地表作业和控制。

地浸采铀是一种安全、绿色、环保的铀矿采冶新工艺。

酸法地浸采铀过程见下图。

酸法地浸采铀过程形象图根据配制浸出剂的酸碱度不同，井场浸出工艺分为酸法、碱法和中性浸出三种：（1）酸法地浸：工程上通常采用工业浓硫酸和双氧水配制浸出剂，酸化后浸出液pH在1.5-2.5之间；溶液与矿石的化学反应强烈，浸出率和浸出液铀浓度高，原材料消耗偏高，设备材料耐腐蚀性要求高；矿石中碳酸盐矿物含量高的矿床不能用酸法浸出。

（2）碱法地浸：工程上通常采用碳酸钠、碳酸氢钠或碳酸铵、碳酸氢铵等配制溶浸液，浸出液pH在9-10之间；因含矿层化学沉淀和结垢现象突出，钻孔产能低而被废弃。

（3）中性地浸：工程上通常采用CO2和O2配制浸出剂，浸出液pH在6.5-8.0之间，溶液与矿石的化学反应温和，浸出率和浸出液铀浓度偏低，原材料消耗低；矿石中铀的浸出性能不好，含矿层地下水承压水头＜100m，不能用中性浸出。

地浸采铀过程是一个与铀的自然沉积作用相反的过程，地浸开采应具备的基本条件包括：1）矿石具有一定的渗透性，一般要求渗透系数＞0.1m/d；2）含矿层富水，且具有连续稳定的隔水顶、底板；3）矿石中铀的存在形式与赋存状态适宜于浸出。

我国于20世纪70年代初开始地浸采铀试验研究。

经过几代地浸科研人的不懈努力，目前我国已掌握了酸法地浸、第三代天然铀生产的核心技术，成功实现了酸法浸出和CO2+O2浸出的工业化应用，建成了一定规模的地浸采铀生产矿山，多数工程技术经济指标接近或达到国外先进水平。

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主要介绍了废石堆浸、矿石堆浸、地下浸出三类溶浸采矿技术特点，并综述了溶浸技术在国内外铜、金、铀等矿山的应用情况，总结了强化溶浸过程的主要技术措施：浸矿微生物选育、强制通风、物理手段、表面活性剂、金属离子催化等，分析了目前溶浸采矿面临的四大技术问题：矿堆渗透性差、堆内溶液分布不均、堆内氧气浓度低、温度分布不均，并指出了溶浸技术在我国应用趋势及理论研究展望。

关键词：溶浸采矿；应用现状；强化技术；技术问题；发展趋势我国矿产资源总量丰富，矿种较为齐全，但人均占有矿产资源量相对不足，铜、铁、铝等主要金属资源探明储量严重不足或短缺，我国矿产资源的显著特点是：（1）品位低。

我国铁矿平均品位为33.5%，比世界平均品位低10%以上，澳大利亚、巴西等国一般在65%以上；锰矿平均品位22%，世界平均品位为48%；在全国已探明的铜资源中，平均地质品位只有0.87%，远低于智利等主要产铜国，其中品位大于2%的铜矿仅占总储量的6.4%，品位大于1%的铜矿占总储量的35.9%。

（2）复杂难处理。

我国80%的有色矿床中都有共伴生元素，尤以铝、铜、铅、锌矿产为多。

铜矿床中综合型共伴生矿占了72.8%，我国西部地区赋存丰富的复杂难选铜矿和含砷铜矿，铜金属量在几百万吨以上；金矿总储量中伴生金占28%；银总储量中伴生矿占60%；共伴生的汞、锑、钼则分别占到各自总储量的20%～33%，共生伴生矿因矿石组份复杂，造成选冶难度增加，加大建设投资和生产经营成本。

一、名词解释1、放射性：一种元素的原子核自发衰变成另一种子元素的原子核，同时释放出α、β、γ各种粒子的现象。

2、赤铁矿化（红化）：赤铁矿呈云雾状全岩性浸染而导致岩石变红的现象。

3、变成铀矿床：在变质作用过程中，通过变质作用而形成的铀矿床。

4、受变质铀矿床：矿床中铀的富集主要是在变质作用之前形成的，但在变质作用过程中，岩石发生了重结晶作用，铀发生了局部的再分配，形成某些新的铀矿物和其他共生或伴生矿物。

5、铀矿工业指标：是指铀矿的最低工业品位、最低工业储量和最低的可采厚度。

6、奥克洛现象：是指奥克洛矿床中天然发生的核链式裂变反应现象。

7、变生作用：是指在铀、钍衰变过程中放出的射线作用下和核裂变碎片的作用下某些含铀、钍矿物的晶体结构遭到破坏从而呈非晶态的现象。

8、碱交代：是指以钾、钠等为主要成分的热液交代围岩所引起的蚀变作用。

9、脂铅铀矿：铀酰硅酸盐矿物紧密连生，形成的黄褐、黄橙色的细粒多矿物集合体。

10、矿岩时差：是指成矿与成岩之间所存在的时间差。

11、双混合成因：是指成矿热液与深部流体和浅部大气成因水有关，成矿的铀源与深部流体作用浸出及浅部热水从富铀层（体）中浸出有关，两者的混合形成成矿热液。

12、铀的后生淋积作用：是指成矿后，在含氧地表水或地下水的作用下，将其流经富铀地层或富铀地质体中的分散铀或古铀矿床中的铀淋滤出来，迁移至有利地段发生富集的成矿作用。

后生淋积作用：后生淋积作用系指成矿元素在岩石形成之后由地下水的淋滤作用形成的次生（或后生）富集作用。

13、铀矿工业指标：是指铀矿的最低工业品位、最低工业储量和最低的可采厚度。

14、成矿断裂夹持区：是指富铀地质体（铀源层或铀源体）在成矿期构造应力作用下被一定规模的两条或两条以上成矿断裂带切割所夹持的地质块体。

15、含氧系数：是指铀的简单氧化物中组成矿物的氧元素的原子数与铀元素的原子数之比。

16、围岩蚀变：是指岩石在热液作用下，由于化学反应和部分物质的带入带出而引起的原有矿物的组成、化学成分及物理性质发生一系列变化。

溶浸采铀（矿）技术教案第五章细菌浸铀1概述利用细菌的生物化学作用进行铀（矿）的浸出，叫做细菌浸铀（矿），细菌浸矿又称细菌冶金，现在还侑微生物浸矿等几种称谓。

细菌浸矿是用浸矿微生物将矿石或精矿屮有用组份转化为可溶化合物。

并冇选择性地浸出来，得到含金属的溶液，实现冇用组份与杂质组份的分离，最终达到回收冇川金属的冃的。

纽I菌浸出铀矿石最早被葡萄牙的“镭公司”应用。

他们从1953年开始进行铀矿石的H 然浸岀研究，利川铀矿石屮存在的或外加的黄铁矿（FeS?）在水和空气的作用下产主Fe3+ 和SO4厶，使铀氧化为UO22+而溶解出來。

16世纪，匈牙利人才知道从矿坑水屮回收铜。

美国在1/8年才开始从蒙人拿州波约特铜矿的矿坑水中制取海绵铜，并于1947年在矿坑水屮分离出化学白养细菌——氧化铁硫杆菌，同时，研究微牛:物在浸出矿石中的牛物化学作用，使细菌浸出跨入了新的发展阶段，逐步完善了其工艺流程，成功地回收了不少的铜、铀、金和银。

我国早在汉朝就冇使用细菌参与浸铜技术的记载。

采矿界和微生物界对该技术也极为重视。

1962年着手研究，1965年在冶金部铜窟山铜矿川细菌浸矿法成功地回收了残留的铜矿。

小国微牛物研究所、核工业北京化冶院和711矿联合开展了含铀贫矿细菌浸出试验，并于1968年写出了试验报告。

之后因各种原因一直处于停滞状态。

1988—1991年，核工业711 矿在主矿带130m 中段33估矿房内试验了“残留淋浸釆矿法”，率先在生产中应用细菌浸铀取得成功。

2细菌的生物化学特性浸矿细菌是一种特殊性质的微生物。

①它生长在普通微生物不能存在的环境中一矿坑内强酸性甚至冇重金属离了存在的水中。

据报道它冇数I•种Z多。

目前已用人工培殖了许多种菌种，用于工业生产的主要冇：氧化硫硫杆菌、聚生硫杆菌、氧化铁硫杆菌、氧化铁杆菌和氧化硫杆菌等。

它们是单细胞微生物，e0.25~0.6um,长一般在pH二2~4,温度为30-35°C条件下生长良好、繁殖速度快，6（）°C不能生长，低温条件下会死亡或活动能力差。

第一编铀的性质与铀矿物特征1.U的原子序数为92，原子质量为238，自然界中有三种同位素：U238〉U235〉U2342.金属铀的制取：还原法，电解法3.钝金属铀：外貌像钢，呈银白色，具有金属光泽，微带淡蓝色色调.粉末状：由氧化呈灰黑色.熔点：1405摄氏度.硬度：比铜稍低.密度：很大.常温：19.05g/cm34.在一定温度与压力下：金属铀发生相变：1.013x10的5次方pa下：阿尔法-U 贝塔-U 伽马-U存在温度：小于667.7度667.7-774.8度大于774.8-1152.3度晶体结构：斜方四方体-立方密度: 19.05 18.15 17.91机械性质：延展性脆性塑性5.铀的化学性质：十分活泼，几乎可以与稀有气体元素以外的所有元素发生化学反应。

所需温度取决于铀的粒度与反应元素的性质。

6.铀的还原能力很强，金属铀和低价态铀都为强还原剂，U0与U3+能与水强烈反应，自身氧化为U4+或UO22+。

7.地壳中不存在金属铀与三价铀化合物8.U6+为亲氧元素，故自然界中U既不形成自然金属，也不形成硫化物，砷化物或碲化物9.铀为：强络合物形成条件与无机和有机配位体络合形成多种络合物10.U5+→UO2+仅在PH为2—4的水溶液中存在。

至今尚未在地壳中找到是否存在U5+络合物11.①自然界中：铀的氧化态只为4价与6价。

②实验室条件中：U的过滤态为+3价与+5价12.+4价具有弱碱性，故只存在于强酸溶液中。

+6价一般溶于稀酸13.+6价具有两性特征，（1）在酸性与中性介质中呈弱碱性（2）在碱性中呈弱酸性第二章铀矿物的基本特征1.U离子亲石元素与氧有强亲和力，在自然界只形成：氧化物，氢氧化物与含氧盐类矿物，而不形成硫，砷，氟化物，类矿物，也不存在单质铀2.铀酰离子结构：（1）单独的U6+离子不稳定，U6+在矿物中几乎为UO22+形式存在（2）UO22+呈哑铃状（U-O共价键很牢固）（3）其电荷全集中于：赤道平面，沿垂直长轴平面分布：①赤道平面—离子键②水平长轴—分子键3.六价铀矿物晶体结构有三种类型：层状型，健状性，架状型。

核能作为目前最清洁的一种能源，在其发展过程中，我们必须从矿石中提取铀—一种能够发生核裂变并产生核聚能的金属，而铀在矿石中含量是相当低的。

铀在地球上的平均含量比较低，且很分散，这就要求我们不能像火法冶金一样，直接从矿石中提取，必须进行湿法冶金——其中包括浸出、分离、纯化、浓缩、沉淀等多个工序，制取发展核能所必须的铀制剂。

因此首先必须针对矿石的特性进行浸出，将大多数无用的杂质分离出来。

浸出就是用化学试剂将与众多矿物伴生的矿石中的有用组分—铀转化为可溶性化合物，并选择性地溶解出来，得到含金属铀的溶液，实现铀组分与杂质组分的分离过程。

随着核电的发展，需要愈来愈多的铀作为核反应堆的核燃料，因此我们要从各种不同铀矿石中采取浸出的方法提取铀，来获得我们所需要铀产品，这也是制取核燃料的第一步。

接着通过离子交换或萃取的方法制取铀的化合物，并通过沉淀的方法制取铀的浓缩物，然后通过纯化、氧化还原制取铀的氧化物，再通过冶金制取铀金属，最后制成我们所需要的核燃料。

这里所提到的浸出就是将含有溶剂的水溶液，例如酸溶液或碱溶液等，直接与矿石按一定的比例进行搅拌混合接触，使之在矿石中的铀有选择性地溶解在含有酸、碱的水溶液中，而与其它不溶解的矿物进行分离，得到含有绝大部分的铀而只含有极少部分溶解的其它矿物成分的水溶液，从而实现铀与其它矿物的分离。

浸出技术经过长期的发展，特别是我国核工业经历几十年的发展，产生许多不同的浸出的方式和方法。

浸出过程根据固液接触方式和形式是多种多样的。

影响浸出效率的高低取决于许多因素，其中最主要的就是我们所常说的浸出六大因素的研究：1）矿石的粒度；2）浸出液固比；3）浸出试剂的浓度；4）浸出时的温度；5）浸出时间的长短；6）氧化剂的用量。

浸出的机理主要是当含有浸出剂（如硫酸或碱）的溶液与含有铀的矿物接触时，溶液中的溶剂不断地通过矿石中孔隙向铀矿物表面扩散，当溶液中的溶剂与所要取得的铀矿物接触时，铀矿物就不断地扩散到溶液中与溶剂进行结合生成新的化合物，同时含有溶解铀的溶剂也不断地向矿物外的溶液中扩散，此时进入溶液中的铀矿物即是我们所要取得的目标物——铀化合物。

练习题一、名词解释1 溶浸液；2 浸矿剂；3 氧化剂；4浸出液；5 孔隙度；6 自然安息角；7 松散矿岩的块度；8扩散；9 比表面积；10 溶浸角；11 液固比；12液计浸出率；13 渣计浸出率；14 堆置浸矿；15 制粒堆浸；16 就地破碎浸矿；17 原地浸出；18 地浸溶浸死角；19 溶浸采铀；20 地下钻孔原地浸矿二、简答题1.铀的浸出机理和步骤包括哪些？2.酸浸过程中影响化学反应速度的因素有哪些？3.碱浸过程中影响化学反应速度的因素有哪些？4.酸法浸出铀的化学过程是什么？5.碱法浸出铀的化学过程是什么？6.金银的浸出特点是什么？7. 细菌浸矿原理有哪几种说法？简要回答。

8. 用于浸矿的细菌有哪些特征？9. 细菌浸矿有什么意义？10. 哪些因素影响细菌浸出效果？11. 堆置浸矿的工艺过程特点是什么？与常规水冶相比，有哪些优点？12. 何谓堆浸法？它分几类？分类原则及各类的主要技术内容有哪些？何谓浸前工作？13. 国外堆浸技术发展有哪些特点？14. 堆浸与常规采矿的关系是什么？15. 筑堆浸出的基本工艺流程是什么？16. 什么是制粒堆浸？其应用条件是什么？17. 堆浸前期的试验研究内容有哪些？分别进行简单叙述。

18. 堆浸的技术控制指标有哪些？19. 我国铀矿山堆浸技术控制指标有哪些？20. 就地破碎浸矿法与堆浸法相比的特点有哪些？21. 就地破碎法浸矿的工艺流程是什么？22. 原地破碎的淋浸方法有哪些？分别进行简述。

23. 原地破碎浸矿法可划分为哪几个阶段？24. 就地破碎浸矿法的关键技术有哪些？为什么？25. 什么是就地破碎浸矿法？它与地表堆浸法和井下堆浸法有何异同点？26. 地浸法有哪三大关键技术？它们在地浸法中的地位和作用是什么？27. 地浸法的基本工艺流程是什么？28. 地浸的适用范围有哪些？29. 地浸法的优点有哪些？30. 地浸法的缺点有哪些？31. 地浸矿床条件的评价内容有哪些？32. 地浸矿山生产矿量的保有标准有哪些？33. 什么是地浸中的溶浸死角？怎样消除？34. 地浸中浸出液的提升方式有哪些?并进行简单叙述。

爆装置，它的爆炸使两块铀挤压在一起发生爆炸。
能维持链式反应铀块的最小体积 叫临界体积，其质量叫临界质量。临 界质量与铀块的形状和纯度等多种因
素有关。
3）核电站
核电站的中心是核燃料和控制棒组成的反 应堆，其关键设计是在核燃料中插入一定量的 控制棒，它是用能吸收中子的材料制成的，如 硼(B)、镉(Cd)、铪(Hf)等是合适的材料。利 用它们吸收中子的特性控制链式反应进行的程 度，U—235裂变时所释放的能量可将循环水加 热至300℃，高温水蒸气推动发电机发电。
1.2
核裂变、原子弹、核电站 1）核裂变
1938年Hahn O和Strassman F 研究中子轰 击U—235的产物时，想发现新元素的愿望虽未 实现，但却发现了另一类核反应——裂变。235U 原子核受高能中子轰击时，分裂为质量相差不 多的两种核素，同时又产生几个中子，还放大 量的能量，裂变产物的组镭的应用方面
所作出的贡献，1911年瑞典科学院授予她诺贝
尔化学奖。至此，她已两次获此殊荣，可见玛丽
科学造诣之深，贡献之大。玛丽把一生献给了科
学事业，对荣誉和报酬却看得十分淡漠。世界杰
出的科学家爱因斯坦曾这样赞誉玛丽“在所有的
名人中，居里夫人是少有的不为荣誉所倾倒的
人。”
原子弹
前苏联第一颗原子弹
1945年8月6日，美国向日本广岛投下第1颗原子弹
原子弹
原子弹里的U应含93％ U—235 (天然铀矿石 中U—235仅占0.75%，其余绝大部分为U—238)。 一颗原子弹中有两块U—235，每块质量都不太大， 连续裂变时所释放的能量不足以引起爆炸，但当 两块铀合在一起时，便能在瞬间发生强烈爆炸。 所以在原子弹之中还用一个普通的小炸弹作为引
核反应可分为核衰变、核裂变和核聚变三大

矿床地质条件：矿体具有天然渗透性能， 产状平缓，连续稳定，并具有一定的规模。
矿岩的物理化学条件：要求目的金属矿物 易溶于溶浸药剂而围岩矿物不能溶于溶浸 药剂。
矿床水文地质条件：矿体赋存于含水层中， 且矿层厚度与含水层厚度之比不小于1：10。 其底板或顶底板围岩不透水或顶底板围岩
的渗透性能大大低于矿体的渗透性能。在
溶浸采矿采矿作为一种新型采矿方法，尚 存在着一些弱点或缺点。首先它的应用范 围有一定的局限性，其次浸出过程缓慢， 生产周期较长，地浸时还可能存在着对矿 区地下水体的污染问题，浸后需较长时间 对矿区地下水体进行治理。
生产规模小，设备简陋；
缺乏溶浸技术与应用经验； 缺乏在高海拔和寒冷地区推广浸出—萃
灌溉法。在废石堆表面挖掘沟、槽、池， 然后用灌溉的方法将溶浸液灌入其中。
垂直管法。此法适合于高废石堆布液。
浸出液处理与金属回收
从堆浸中所得的含金、银浸出液（富液） 中回收贵金属的方法有锌粉置换法，活性 炭吸附法等传统工艺及离子交换树脂法和 溶剂萃取法等新工艺，目前普遍采用传统 工艺方法。

地表原地浅井浸出
预埋管布液。采用浅眼爆破筑堆时，可采用分 段（或分层）预埋管网对矿堆布液。
钻孔布液。采用中深孔分段爆破或深孔阶段爆 破筑堆的矿体，若矿体倾角小于75°或形态变 化较大，则必须采用钻孔布液或以钻孔对矿堆 进行补充布液。
钻孔布液的三种方式
在矿堆上盘的布液巷道施工布液孔进行钻 孔布液
分段水平钻孔布液 在矿堆顶底切顶空间沿矿堆上盘钻孔布液
在矿堆上盘的布液巷道施工布液孔 进行钻孔布液
分段水平钻孔布液
在矿堆顶底切顶空间沿矿堆上盘钻 孔布液
钻孔集液系统
地下原地钻孔浸出
地下原地钻孔浸出特征

一、名词解释1、溶浸液——由溶浸剂+氧化剂+水（或尾液）按一定比例配制而成的溶液，用于注入矿层，溶解矿物的液体。

2、溶浸剂——用于溶解矿物的化学试剂。

3、氧化剂——氧化还原反应里得到电子或有电子对偏向的物质。

4、浸出液——溶浸液与矿物充分接触、反应后，将矿物由固相转变为液相进入溶液。

5、孔隙度——孔隙体积占原矿岩体积的百分比。

6、自然安息角——矿石在崩落过程中形成自然矿堆，自然坡面与水平面的夹角称为自然安息角。

7、松散矿岩的块度——组成松散体的固体矿石块的尺寸、形状和它各级矿石块所组成的百分比称为松散介质的块度。

8、扩散——具有浓度梯度的溶液中，发生物质由高浓度向低浓度转移，并达到逐步均匀的现象叫扩散。

9、比表面积——体系内矿岩块表面积之和与体系外表面积之比值。

10、溶浸角——用溶浸液向矿堆淋浸过程中，溶浸液所能湿润和到达矿石堆范围的边界线，该线与水平面的夹角称溶浸角。

11、液固比——矿浆中水溶液质量与固体物料质量的比值。

12、渣计浸出率如果浸出前后原矿样和渣重量变化不大时，式中：P t——渣计浸出率(%);C1——原矿铀品位(%)；C2——浸出渣铀品位(%)。

如果浸出前后的重量变化较大时，式中：Q1——原矿样干重量()；Q2——浸渣干重量()。

13、液计浸出率式中：——液计浸出率(%);n——浸出级数；——第n级浸出合格液铀浓度(g/L);——第n级浸出合格液的体积(L);——原矿石铀品位(%)；——原矿石干重量()。

14、堆置浸矿——对不在原地的矿石或废石堆直接布液进行浸出，并通过一定方式将合格浸出液提取成产品(对铀提取铀化学浓缩物)，这就是堆置浸出。

15、制粒堆浸——往粉矿中加入适宜的粘结剂，使其形成较大颗粒，然后喷淋溶浸液进行浸出。

16、就地破碎浸矿——利用露天或井下碎胀补偿空间，通过爆破或地压手段将矿石就地进行破碎，然后进行淋浸，并通过集液系统将浸出液送往提取车间，制成合格产品。

17、原地浸出——矿石处于天然埋藏条件，没有经过任何位移，而是通过注液钻孔将配制好的溶浸液注入含矿层中，溶浸液与铀矿物充分接触，发生氧化、溶解作用，从而将固相铀转变为液相铀汇入含矿含水层液体中，经抽液钻孔抽至地表，进水冶厂处理成所需铀产品。