铀矿原地浸出采矿实例

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。

原地浸出采铀合理井型与井距研究The research of reasonable well spacing and well pattern on in-situ leaching of uranium苏 学 斌1,2 王海峰2 韩青涛2Su xuebin W ang Haifeng Han qingtao（1.中国地质大学（北京），北京 100083；2.核工业北京化工冶金研究院，北京 101149）（1. China University of Geosciencs （Beijing ），Beijing 100083； 2.Beijing Research Institute of Chemical Engineering andMetallurgy,CNNC ，Beijing 101149）摘要：选择合理的井网布置是原地浸出采铀研究重要内容。

本文通过对矿体埋藏深度、矿石渗透性、矿体形态、矿石平米铀量、单孔抽液量及抽注液量比值等多种因素的分析, 提出了确定原地浸出采铀的井型与井距的原则。

通过运用溶浸液运移的模拟和技术经济比较等方法，指出了选择合理井型时，应根据砂岩铀矿床的具体条件而选择与之相适应的井型；当确定了井型时，应选取吨金属成本较低或经济效益最大时的井距作为合理的井距。

关键词：原地浸出采铀 井型 井距 溶浸液运移Abstract: It is important that the well pattern and well spacing are detemined reasonably during in-situ leaching mining of uranium.This paper analyzes various factors that inf luence the pattern and spacing of well, f or example: the depth of mineralization, the permeability of ore, the f orms of orebodies, uranium contents per square meter, the rate of pumping well and the ratio of the pumping to injecting, etc.. The reasonable principles of well pattern and well spacing are brought f orward: by the simulations of lixiviant transport models and the compares of technique economy, the appropriat e well patterns based on the actual conditions of the uranium deposits are pointed out; when reasonable well patterns are chosed, the reasonable well spacing may be detemined by the biggest economic benef its or the lower cost products.Key words: in-situ leaching of uranium; well pattern; well spacing; lixiviant transport; echnique economy前言原地浸出采铀是通过钻孔工程，借助化学试剂，从天然埋藏条件下把矿石中的铀溶解出来的集采、选、冶于一体的铀矿开采方法。

某铀矿床原地破碎浸出开采技术刘立顺，吴春平，冯盼学，王湖鑫（北京矿冶研究总院，北京102600）摘要：分析了某铀矿床的开采技术条件，并根据其矿体赋存条件和矿岩物理力学性质，研究提出了原地破碎浸出开采技术。

详细论述了该技术的采矿方案、爆破筑堆和布液浸出等工艺，形成了完整的原地破碎浸出开采技术体系。

在此基础上进行了开采成本的技术经济分析，为方案的进一步优化提供了参考。

关键词：铀矿床；原地破碎浸出；爆破筑堆；布液中图分类号：TD868 文献标识码：A 文章编号：In-situ Crushing Leaching Mining Technology of a Uranium Deposit LIU Lishun, WU Chunping, FENG Panxue, W ANG Huxin( Beijing General Research Institute of Mining & Metallurgy, Beijing 102600, China )Abstract:Based on the analysis of a uranium deposit mining conditions, in-situ crushing leaching mining technology is proposed according to the orebody conditions and physico-mechanical properties of rock. A complete technical system of in-situ blasting leaching mining is formed based on the further description about leaching mining method, ore stacking by blasting, liquid arrangement and leaching. The technical and economic analysis of mining cost is carried out, which provides a further optimization of the mining method.Key words:uranium deposit; in-situ crushing leaching; ore stacking by blasting; liquid arrangement原地破碎浸出采矿通过爆破或地压方法将矿石进行破碎，然后进行淋浸，并通过集液系统将浸出液送往提取车间，制成产品[1、2]。

立志当早，存高远铀矿开采实例——731 矿含铀煤层开采一、地质概况该矿为含铀煤矿床，赋存于侏罗纪煤层中。

走向长2240m，倾角12°～86°。

铀矿体产于煤层顶部，少数在顶板砂岩中，矿体不连续，呈似层状，透镜体，其厚度0.14～4.65m，平均1.86m。

矿体上盘为泥质胶结细砂岩、疏松、遇水形成流砂；下盘是煤；煤下盘为粘土页岩，遇水膨胀。

煤层节理发育，灰分14.1%，挥发分39.3%，含硫2.39%，易自燃发火，瓦斯含量不高。

二、采矿方法含铀煤层开采的特点是，既有放射性危害，又有瓦斯爆炸，自燃发火、地下水和流砂突出的危险。

同时还要考虑采铀保煤措施。

采矿方法主要是，倾斜分层充填采矿和短壁柱式采矿法。

倾斜分层干式充填采矿法，适用于开采矿体连续，矿化均匀，厚度0.8～2.5m 的急倾斜矿体，见图1。

阶段高度50m，矿块长度40～50m，不留顶底和间柱，用密集木框天井作人工间柱；人工底柱有两种，一是木结构，用于窄矿脉和顶板稳固的矿体，二是混凝土结构，用于脉幅较宽的矿体。

溜矿井用直径为0.7m 的预制混凝土构件组装。

从中央充填井向两翼用25°～30°倾斜分层向上进行回采，分层高度2.5m。

为便于充填，溜矿井不宜太密，布置于底板一侧。

为减少粉矿损失，落矿前充填面铺软塑料板或砌一层水泥砂浆。

图1 倾斜分层干式充填采矿方法图1—阶段运输巷道；2—人行天井；3—充填井；4—人工底柱；5—溜矿井；6—矿体；7—充填体三、含铀煤层开采的特殊要求煤易自燃，防火灭火问题突出，要加强通风管理，采掘工作面不留浮煤，含硫高的煤巷用喷射混凝土支护，要在发火期（1～6 个月）前结束回采，并密闭采空区。

发火时，直接灌泥浆灭火或密闭灭火，并要定期对密闭区进行观测。

防氡降尘。

采用抽出式通风降氡、降尘、排瓦斯；尽量减少暴露面积；避免循环风和串联风；尽量减少矿石倒装次数；控制装药量，减少煤尘飞扬；合理调整风量分配，保证工作面。

表层污染物，将砂岩岩心的胶结物破碎，散样混合用来做强化浸出试验。

剩余样品破碎至粒度＜200供化学分析使用。

固体样品中铀的含量按中核集团企使用化学分析法分析测试。

强化浸出试验根据目标矿床退役采区停止生产样品名称图1 第一轮强化浸出试验结果图2 第二轮强化浸出试验结果1、表2、图3（a）可以看出，第一轮与第pH值均落在了1～2之间，每个样品pH值均高于第二轮。

在图3（b）中，HYY-10外，其余样品第二轮浸出液的电位均低于第一轮浸出液。

pH和Eh的变化趋势意味着第二轮浸出试验中耗酸较少而溶液氧化性稍高，这表明第一次浸出已经被把岩石中的耗酸、还原性物质除原始样中铀含量本来就很和HYY-12外，第一轮浸出的渣（16.7%～77.4%），总的来说，高于（16.7%～25%）（见表1、表2）；浸出率结果与第一轮浸出液中铀含量较高一致，原因是第一轮强化浸出试验已浸出大部分的铀。

部分样品铀的浸出率为零或为负值，原因可能是这些样品中铀的含量已经很低，化学法分析误差较大。

（a）pH（b）Eh图3 第一轮与第二轮试验浸出液pH与Eh对比在地浸矿山退役前进行二次开发较直接退役治理可有效提高铀资源的回收率，并减轻地下水治理成本和矿山退役负担。

地浸矿山二次开发的重点在强化浸出，强化浸出则要充分氧化四价铀U（IV）、增大溶浸强度以提高浸出液铀浓度[7]。

为实现研究矿石的强化浸出，本次试验选用硫酸作为强化浸出试剂，而加入硫酸铁是因为三价铁离子可以起到氧化剂的作用，充分氧化残余四价铀。

此外，本研究中加入的硫酸铵作为一种强酸弱碱盐，溶于水后水解，溶液呈酸性，亦可抑制三价铁的沉淀，但现场应用时应注意铵离子地下水污染的问题。

基础，对矿山而言，也可在回收剩余铀资源、延长矿山生命周期的同时，减轻退役负担，获取更多经济收益。

对新疆伊犁某铀矿床老采区铀矿石的室内强化浸。

新疆某地浸退役采区矿石的强化浸出工艺研究赵利信;许影;邓锦勋;杨立志;周越【摘要】新疆某铀矿床是我国首个采用原地浸出采铀工艺的砂岩型铀矿床,已酸法地浸开采近30年.为减轻退役负担,提高铀资源回收率,本文以该矿床老采区矿石为对象,开展了室内强化浸出试验,浸出试验条件SO42-15 g/L、Fe3+1.5 g/L、H2SO42.5 g/L、液固比2:1.两轮强化浸出试验中,浸出液铀浓度最高为0.099 g/L,对应浸出率为77.4％.结果表明,虽然经过长时间的酸法地浸,研究矿石整体铀品位不高,但矿石中仍有一部分铀资源可经强化浸出处理后浸出.试验结果证明,地浸矿山退役前进行强化浸出或二次开发在技术上是可行的.【期刊名称】《中国资源综合利用》【年(卷),期】2019(037)005【总页数】4页(P32-35)【关键词】酸法地浸;退役采区;强化浸出;二次开发【作者】赵利信;许影;邓锦勋;杨立志;周越【作者单位】核工业北京化工冶金研究院,北京 101149;核工业北京化工冶金研究院,北京 101149;核工业北京化工冶金研究院,北京 101149;核工业北京化工冶金研究院,北京 101149;核工业北京化工冶金研究院,北京 101149【正文语种】中文【中图分类】TD952原地浸出采铀工艺（下文简称“地浸”）是一种通过钻孔将试剂注入地下直接溶解矿石中的铀，四价铀U（IV）氧化为六价铀U（VI）进入溶液，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的开采方法[1-3]。

地浸技术已广泛应用于我国砂岩型铀矿的开采，预计到2020年，地浸产能将至少占我国天然铀产能的90%[4]。

位于新疆伊犁的某砂岩型铀矿床是我国首座工业化运行的酸法地浸矿山，自20世纪90年代初运行至今已连续开采近30年，部分采区面临退役[3]。

这些采区若直接退役，将面对残余资源量浪费问题及地下水中铀浓度较高导致的严重地下水治理问题[5-6]。

但对面临退役的砂岩铀矿而言，矿石中容易浸出的铀经过长期地浸大都被开采，要想继续回收残余铀资源，需针对性开发强化浸出方法[7]。

第35卷第3期2016年8月袖矿冶URANIUM MINING AND METALLURGYV ol. 35 N o, 3A ug.2016某矿山铀矿石c o2+o2浸出条件试验研究姜岩，谭亚辉，刘国宏，许影，成弘，丁叶，杨立志，王立民，程威(核工业北京化工冶金研究院，北京101149)摘要：针对新疆某铀矿床岩矿样品，开展了浸出工艺的实验室研究。

通过搅拌浸出试验，探索了较合理的碳酸 氢根用量和氧化剂浓度。

在搅拌试验的基础上，模拟现场浸出工艺过程，开展了 c()2+()2加压柱浸试验。

试验 历时148 d，铀浸出率达92. 46%。

通过研究获得了氧气和二氧化碳使用浓度等浸出工艺参数，为矿山下一步 工业开发提供了技术支撑。

关键词：铀；地浸；搅拌浸出；C02+02;柱浸中图分类号：TL212. 12 文献标志码：A文章编号：1000-8063(2016)03-0186-05doi：10. 13426/ki.yky.2016. 03. 007新疆某矿床矿体埋深大，多层位[1]。

铀矿体 分别赋存于三工河组下段和上段、西山窑组下段 和上段4个层位的层间砂体中，每个含矿层具有 相对稳定的隔水层，各层矿体平面上相互重叠，形 态各异，各层空间关系较为复杂[2]。

根据地勘部 门水文地质勘探结果，各矿层渗透性具备地浸开 采条件，综合考虑资源量和赋矿特征，在P31— P55号勘探线之间，比较适宜地浸开采的主要是 三工河组下段和西山窑组下段。

但这2个块段的 矿体碳酸盐含量变化较复杂，在不同深度、不同层 位的碳酸盐含量差别较大，三工河组下段含矿主 岩碳酸盐质量分数为0.38%〜7. 00%;西山窑组 下段含矿主岩为0.18%〜6. 46%。

黄铁矿含量 比较均匀，占碎屑矿物总质量的1.9〜3.6%，高品 位的矿样总硫含量也高，表现出较好的正相关性; CaO质量分数分布比较均勻，平均为1.26%。

铀 矿物主要为沥青铀矿，少量铀石和含钛铀矿物，铀矿物存在形式基本相似。

探讨原地爆破浸出采铀中浸出和水冶的工艺在铀的开采过程中,原地爆破浸出是一种新型的技术。

与地表堆浸相比,原地爆破浸出并不存在太大的差别,不过却具有一定的特殊性,以及不同的布液方法,所以往往具有更大的难度。

基于此,本文对铀矿床的浸出和水冶工艺进行了探讨,以期对原地爆破浸出采铀工艺技术加以完善,从而使其在实际工业生产中的应用能够获取更大的综合效益。

【关键词】原地爆破浸出；采铀；浸出工艺；水冶工艺前言作为一种新型的采铀工艺,原地爆破浸出采铀在工业生产中具有十分广泛的应用。

在铀的提取过程中,基于矿体的自然埋藏条件,进行原地爆破落矿筑堆。

布液浸出矿堆,将有价金属从矿石当中浸出。

再将浸出的含金属液利用采液措施进行收集,最后送到金属回收厂对铀金属进行加工和回收。

利用该工艺对低品位矿石进行处理,能够使表外矿石和贫矿回收得以扩大,从而使铀矿的利用率得到提升。

一、钻孔布液技术（一）工艺概述在原地爆破浸出采铀当中,布液技术具有十分重要的作用。

浸出成本、浸出率等,都会受到布液均匀性的影响。

在地表堆浸、农业生产等布液当中,微灌技术应用较为成熟[1]。

而在原地爆破浸出当中,由于不同矿床具有不同的地质特征和地质条件,因此也要采取不同的布液技术。

在实际应用中,应当对爆破矿堆中浸出液的扩散范围进行研究,同时探讨钻孔布液技术在非饱和流当中的应用,从而促使微灌布液技术在钻孔布液技术中的应用,使采场布液均匀度得到提升。

（二）矿体条件某矿体为282°倾向,产出形式为倾斜不规则立壁式,平均厚度为6m、最大厚度为15m、长度为70m、倾角为50°。

厚度50mm到100mm的断层泥和高岭土层明显的界定了矿体的上下盘。

围岩具有良好的隔水性。

在铀矿采场中,选择的试验块段矿体具有18m的垂直高度、10m的平均厚度、12m的走向长度、4847t 的保有矿量。

其中,铀金属量为10.324t,平均品味为0.213%。

矿石具有2.48t/m3的体重、6到8的普氏系数和1.8到2.0的松散系数,矿石含泥量为20%,湿度在8%左右。

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。