铀矿的开发之路
从“挖”铀到“泡”铀
从“挖”铀到“泡”铀说起开矿，很多人会联想到深挖矿井，派人到暗无天日的井下釆挖矿石，再用矿车送到地面。
但供给核电站所用燃料的铀矿怎么开采呢？很多人都知道，铀可是有放射性的，处理不慎会危及采矿工人的健康和环境安全。
我国目前铀矿开釆使用先进的地浸开采工艺，只需要向地下“注水”就能把铀“泡”出来。
公开资料显示，我国铀矿冶工业始创于1956年，经过几十年的发展，已经在十几个省市自治区建起了几十座铀矿山、铀水冶厂、铀矿采冶联合企业，为我国核军工、核电事业的发展与核技术应用提供了可靠的铀原料。
可是，铀是一种极为稀缺的放射性金属元素，在整个地壳中的含量不到百万分之二，且还会释放（、、等射线以及与铀伴生的放射性气体氡。
因此，把这宝贝疙瘩从地下数百米的矿层中安全高效地“请出来”，还真不容易。
传统采铀分地下和露天两种铀矿石开采的方式跟其他矿石相似，主要有地下开采和露天开采两种。
露天开采，就是先剥离矿体上方的表土和覆盖岩石，然后再采挖铀矿。
露天开采的基建设施少很多，因此，工期短、成本低，无需人员下井，安全性好。
不过，这要针对埋藏较浅、剥采比适中的含铀矿床才能使用露天开采。
比如澳大利亚，作为世界上探明铀矿储量第二丰富的国家（仅次于加拿大），由于埋藏较浅、品味高、剥采比适中，绝大部分都可以实现露天开采。
地下开采，通过掘进地下井巷，从矿体中采出矿石。
它的工艺比露天开采复杂，分三个步骤：开拓、采准和回采。
开拓是从地面到矿床开掘巷道，使其间形成完整的运输、通风、排水等必要的系统，以便在矿床内进行采矿准备;采准是在开拓好的矿床范围内，根据矿体和围岩的特点选择采矿方法，对矿体掘进一系列井巷，如运输井巷、通风井巷、人行井巷及放矿井巷等，以便采出矿石;回采是在采准好的采场内通过凿岩爆破、装运矿石、支护壁顶及空场处理等把矿石采下运走的过程。
然而，与其他大多数如煤炭、铜等矿产资源不同，铀矿石难以靠肉眼鉴别，而且有放射性，不断释出、、射线及衰变的氡，这对采矿人员的身体健康和周边环境都会产生巨大危害。
从“挖”铀到“泡”铀
从“挖”铀到“泡”铀“挖”铀到“泡”铀的历程充满了曲折和困难，既涉及到科学技术的发展，也关乎政治、经济和环境等多个领域。
在探讨这个话题之前，我们先来了解一下什么是铀。
铀是一种化学元素，元素符号为U，原子序数为92，是自然界存在的最重的元素之一。
铀具有放射性，可以通过放射性衰变转化为其他元素，同时也可以用于核能产生和核武器制造。
由于铀在核反应中的重要作用，它成为了现代社会中不可或缺的资源之一。
铀的开采与使用历史悠久，最早的可追溯到古希腊和罗马时期。
当时，人们将铀矿石加热后发现其含有放射性物质。
在那个时期人们对放射性的本质以及其可能带来的危害一无所知，因此铀的开采和使用并没有引起过多的注意。
直到20世纪初，人们开始了解到放射性物质对人体健康的潜在威胁，铀的开采和使用才开始受到更加严格的规范和限制。
此时，铀主要被用于科学研究和医疗领域，用于制造核武器的数量极其有限。
随着科技的不断发展和核能的广泛运用，对铀的需求也越来越大。
尤其是在第二次世界大战之后，核能开始成为发电和航天领域的重要能源。
这就导致了全球对铀的需求快速增长。
为了满足增长的需求，全球多个国家开始大规模开采铀矿石。
这澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦、南非以及美国等国家成为了主要的铀生产国。
这些国家拥有丰富的铀矿资源和发达的开采技术，使其在全球铀市场上占据重要地位。
由于铀的放射性和核武器的威胁，铀开采成为了一个备受争议的话题。
一方面，铀开采为这些国家提供了重要的经济收入，创造了就业机会，并支持了核能的发展；铀开采也带来了环境污染和健康风险，特别是对开采地区的居民和劳动者。
铀也被用于核武器制造，这增加了全球核军备竞赛的紧张局势。
为了解决上述问题，国际社会采取了一系列的规范和措施。
核不扩散条约和核武器非扩散条约等国际法律法规限制了核武器和核能的发展，要求各国负责任地开展铀开采和核能利用。
环境保护和职业健康法规也限制了铀开采对环境和人类健康的影响，促进了铀开采的可持续发展。
相山铀矿田特富矿成矿模式
相山铀矿田特富矿成矿模式相山铀矿田是中国东部地区最大的铀矿田之一，特富矿是其中的一种重要成矿类型。
特富矿成矿模式是指特殊富集矿物的形成过程，其特点是矿石中含有大量的铀和稀有金属元素，如钍、钴等。
本文将从特富矿的定义、成矿过程、地质特征以及成矿机制等方面，探讨相山铀矿田特富矿的成矿模式。
一、特富矿的定义特富矿是指矿石中含有大量的铀和稀有金属元素的矿石。
在相山铀矿田中，特富矿主要以钍矿和钴矿为代表。
钍矿是一种富含钍元素的矿石，常见的有钍石、钍钛石等。
钴矿则是一种富含钴元素的矿石，常见的有辉钴矿、钴铁矿等。
二、特富矿的成矿过程特富矿的形成与地质构造、岩浆活动和流体运移密切相关。
在相山铀矿田中，特富矿主要形成于晚侏罗世至早白垩世的构造活动期间。
在这一时期，地壳发生了剧烈的变动，形成了大量断裂和褶皱。
同时，岩浆活动也很活跃，使得地下的矿物质得以熔融和重分布。
特富矿的成矿过程可以分为四个阶段：源区形成、流体运移、沉淀富集和后期改造。
首先，在源区形成阶段，地壳中的铀和稀有金属元素被熔融岩浆携带，并随着岩浆的上升逐渐聚集形成矿源。
然后，在流体运移阶段，岩浆中的矿物质通过断裂和裂隙进入地下水系统，并随着地下水的流动迁移至适宜的沉积环境。
接着，在沉淀富集阶段，流体中的矿物质逐渐沉积富集，形成特富矿矿体。
最后，在后期改造阶段，地壳的变动和岩浆的再次活动使得特富矿矿体发生了一系列的改造和重分布。
三、相山铀矿田特富矿的地质特征相山铀矿田位于安徽省南部，地质构造复杂，岩性多样。
在这个地区，存在着大量的特富矿矿体，其中以钍矿和钴矿最为常见。
这些特富矿矿体一般呈层状或脉状分布，与断裂和褶皱密切相关。
同时，特富矿矿体常常与变质岩、花岗岩和沉积岩等岩石共生，形成矿化带或矿化体。
四、相山铀矿田特富矿的成矿机制相山铀矿田特富矿的成矿机制主要与岩浆活动和地下水运移有关。
在构造活动期间，岩浆活动使得地壳中的铀和稀有金属元素得以熔融和重分布，形成了特富矿的矿源。
铀矿石选矿工艺流程
铀矿石选矿工艺流程铀矿石选矿是从铀矿石或含铀矿石中分离、富集、提取铀，得到不同形式铀产品的过程。
铀矿石的分选方法主要包括化学选矿和物理选矿两种。
铀矿石铀矿物约有百余种，有工业意义的铀矿物主要是沥青铀矿、晶质铀矿，次为钙铀云母、钾钒铀矿、硅钙铀矿、水硅铀矿和钛铀矿等。
铀矿石的工业类型有：花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型、沉积岩型以及石英砾岩型、元古代不整合相关型等。
世界铀矿主要产地有加拿大、美国、原苏联、澳大利亚、南非、纳米比亚、尼日尔和法国等。
工艺流程铀矿石的分选方法包括化学选矿和物理选矿两种。
大多数铀矿石通常不经过物理选矿，而直接采用化学选矿法水冶加工提取铀。
对个别铀矿石，有时在浸出前先予以焙烧预处理；焙烧可以提高有用组分的溶解度或改善矿石的物理性质，提高铀的浸出率。
对含铀多金属硫化矿，一般先选出混合精矿，浸出后再予以分离；或先浮选出单金属精矿再分别浸出，根据槽中产品的性质，或酸浸或碱浸提取铀，或经处理后废弃一部分尾矿。
含铀铁硼矿则采用磁选–重选–分级流程，分别回收铁、铀、硼等，回收率较高。
含铀0.15％～0.20％的铀精矿用10.5％的酸浸出，浸出率高达98.5％。
化学选矿铀矿石的常规加工工艺都是先从矿石中浸出铀。
铀矿石的浸出有酸浸和碱浸两种。
酸浸适合于耗酸矿物较少的硅酸盐矿；碱浸宜用于含碳酸盐矿物较多的铀矿石。
为了强化浸出过程，在碱浸工艺中常采用热压浸出法；当铀矿石或选矿产品中硫化矿含量较高时，常用加压水浸法提取铀；浓酸熟化浸出也是强化浸出方法之一。
堆浸适于处理渗透性能良好的低品位铀矿石或废矿堆和距水冶厂相当远的小矿体。
酸浸矿浆经固液分离或泥砂分离、粗砂洗涤，然后从清液或矿浆介质中提取和富集铀。
对于铀品位不高的矿石，宜采用清液吸附或矿浆吸附。
饱和后的树脂经解吸得到合格的解吸液，再经化学沉淀制得铀的化学浓缩物。
对于铀品位较高的矿石，采用清液萃取或矿浆萃取。
萃取后从饱和有机相中反萃取铀，制得核纯或高纯铀产品。
铀矿开采流程
铀矿开采流程
铀矿开采是生产铀的第一步，它的任务是把工业品位的铀矿石从铀矿床中开采出来。
这个过程主要分为三个步骤：开拓、采准和回采。
开拓是从地面到矿床开掘一系列巷道，形成完整的运输、通风、排水等必要的系统，以便在矿床内进行采准和回采工作。
采准是在开拓好的矿床范围内，根据矿体和围岩的特点选择合适的采矿方法，对矿体掘进一系列井巷，如运输井巷、通风井巷、人行井巷及放矿井巷等，以便从采场采出矿石。
回采是利用采准好的采场进行矿石的开采。
在铀矿开采中，有地下开采和露天开采两种方式。
地下开采是通过掘进地下井巷，从矿体中采出矿石；露天开采则是通过露天剥离，将矿石从矿体中分离出来。
近年来，对一些埋藏深、品位低、围岩圈闭条件较好的矿山也采用了化学开采法，即利用化学浸提剂将矿石中的铀溶解出来，再通过离子交换、沉淀等手段回收铀。
世界铀发展历程
世界铀发展历程1. 发现铀矿石：铀的存在早在1789年就被法国化学家马丁-海涅发现，他从铀矿石中提取出了一种未知的物质，并将其命名为“铀”。
2. 铀的放射性研究：在1896年，亨利·贝克勒尔发现了铀的放射性，并随后查尔斯·伯奇纳和皮埃尔·居里夫妇继续对铀和其他放射性元素进行了研究。
3. 铀矿开采和提炼：20世纪初，铀开始被用于生产放射性药物和染料。
随着科学家们对核能的研究兴趣的增加，铀矿开采和提炼变得更加重要。
4. 核能利用的发展：在20世纪30年代，意大利物理学家恩里科·费米成功实现了铀原子的裂变，这开启了核能利用的先河。
此后，德国物理学家奥图·汉斯·迈斯纳等人进一步推动了核能的研究。
5. 第二次世界大战和核能竞赛：在第二次世界大战期间，由于核武器的发展，对铀的需求大大增加。
战后，核能竞赛迅速展开，各国开始建造核电厂和研究核技术的应用。
6. 核电厂的建设：20世纪50年代至60年代，世界各国纷纷建设核电厂，以满足能源需求。
核电厂使用铀核燃料进行裂变反应，产生热能，并将其转化为电能。
7. 核能的扩散和非扩散体系：为了防止核能被滥用并限制核武器扩散，国际社会确定了一系列非扩散条约和安全协议，通过监督和限制核技术的传播。
8. 核能发展的挑战：随着核能的快速发展，人们也开始对核能的安全性、废物处理和核事故的后果提出了质疑。
这些挑战促使各国加强核能安全和废料管理措施。
9. 铀资源的供需平衡：随着核能需求的增长，全球铀资源供给逐渐紧张。
各国开始考虑开发新的铀矿石资源，如深海矿床和稀土矿床。
10. 核能和可持续能源转型：随着可再生能源的发展和环保意识的增强，一些国家开始减少对核能的依赖，并转向可持续能源的利用。
然而，在全球范围内，核能仍然是重要的能源来源之一。
铀矿冶炼工艺
铀矿冶炼的基本流程
磨碎
将破碎后的矿石磨成粉状，增 加表面积，提高浸出效率。
浸出
将有用矿物与溶解剂作用，使 铀溶解于溶液中，实现有用矿 物的提取。
破碎
将大块原矿破碎成小块，以便 于后续的磨碎和浸出。
选矿
通过物理或化学方法，将有用 矿物与无用矿物分离，富集有 用矿物。
提取
从浸出液中提取出铀元素，制 备成符合要求的铀产品。
有酸法和碱法。
精制与转化
将提取出来的铀进行精制和转 化，得到纯度较高的铀化合物
。
铀产品的应用领域
核能发电
铀是核能发电的主要燃 料，通过核裂变反应释
放能量，用于发电。
核武器制造
高浓度的铀可用于制造 核武器，是重要的战略
资源。
医学领域
低浓度的铀可用于医学 成像和放射治疗等。
其他领域
如科学研究、航空航天 等也需要使用铀。
铀矿冶炼工艺
汇报人：可编辑 2024-01-06
• 铀矿冶炼概述 • 铀矿石的采矿与选矿 • 铀矿的冶炼工艺 • 铀产品的加工与利用 • 铀矿冶炼的环境影响与治理
01 铀矿冶炼概述
铀矿冶炼的定义与重要性
定义
铀矿冶炼是指将铀矿石经过破碎 、磨碎、选矿、浸出等工艺过程 ，提取出铀元素并制成铀产品的 过程。
铀产品的市场前景
核能发电的发展趋势
技术进步与成本降低
核不扩散与和平利用核能
环保要求与资源保护
随着全球能源需求的不断增长 ，核能作为一种清洁、高效的 能源，其市场需求也在不断增 长，从而带动了铀市场的需求 。
随着核能技术的不断发展和进 步，铀的提取和加工成本逐渐 降低，提高了铀的经济价值。
国际社会对核不扩散的关注度 不断提高，同时也在积极推动 和平利用核能，这为铀市场的 稳定发展提供了有利的环境。
铀矿开采
氡子体的α潜能 Ea / (μJ ·m-3) 2.56 1.57 0.56 1.63 5.57
氡和氡子体的α 潜能平衡比 K 0.159 0.087 0.032 0.14 0.264*
（3）压力分布有利于控制氡的渗流析出和防止入风污染，不受自然风压的干扰。 在裂隙发育地带或采空区附近应保持正压，使渗流指向采空区。在自然风压干扰的情 况下，应尽量保持矿岩体氡的渗流方向不变。因此，抽压联合通风中零压点和负压区的选 择，单一压入或抽出通风中压差的调整，对控制氡的渗流和排氡极为重要。 （4）通风效率高，漏风少。 在多路进风条件下，风量分配要合理，尽量减少角联，减少独头通风和死角。 （5）控制氡的析出量和析出率为最小。 压入式通风，井下空气处于正压状态，氡的渗流方向指向井外，有利于控制氡的析出 量，入风风质好；但漏风率大，工作面供风不足，难于管理。一般来说，压入式通风适用 于矿岩裂隙发育，采空区多，容易造成污染的矿山。 抽出式通风，井下空气处于负压状态，氡的渗流方向指向井下，会促使氡的析出量增 加；但漏风率小，管理简单。一般来说，抽出式通风适用于矿岩致密，渗透性小，能建立
充填采矿法
水平分层
花岗岩 火山岩 碳硅泥岩
倾斜分层 含铀煤
51 ~ 53
3~6
0.3 ~ 8
3.5 ~ 33
5.8 ~ 65
22 ~ 45
空场采矿法
崩落采矿法
留矿法
花岗岩 火山岩 碳硅泥岩
全面法 碳酸盐
壁式法 分层法 砂岩 碳硅泥岩
5 ~ 12
7 ~ 12 15 ~ 16 8 ~ 10
1.7 ~ 30.6 4.4 ~ 31.7 1.4 ~ 5 3.8 ~ 20.5
6.4 ~ 37.8 18 ~ 23.7 18.8 ~ 45 7.8 ~ 22.8
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铀其实是一个很老资格的矿产元素，早在十八世纪的时候就被科学家克拉普罗特发现。
虽然资格很老，但是铀的名声却比较小，被发现之后一直默默无闻，躺平在元素周期表的角落里。
直到二十世纪第一颗原子弹爆炸成功，铀矿作为容易推动核裂变的唯一自然资源，之前一直默默无闻的普通元素，一下子被推到了聚光灯下，成为了矿产界的宠儿。
各国纷纷开始勘探铀矿，生怕晚了一步铀矿便会自己跑了似的。
新中国成立之后，我国决定要搞自己的原子弹。
既然要搞原子弹，那肯定是需要大量的铀作为裂变材料。
但当时西方国家对中国进行战略封锁，铀这样的高级战略物资必定是不可能卖给中国的。
既然不能进口，那么中国就只能用自己的铀矿，中国地大物博，难不成还找不到一点制造原子弹需要用的铀吗？
但是去哪里找铀呢？勘探人员通过查阅外文资料，最终在一则由澳大利亚所发表的本国铀矿数据的声明中找到了勘探方法。
澳大利亚的勘探专家在对其南部阿德莱德市郊区的一普通山体进行探测的时候，发现了一个惊人的现象。
这座平白无奇的大山里面，竟然蕴藏着超过一百万吨的铀矿资源。
在铀矿附近还发现了几千吨的铜矿和金矿。
无论是在当时还是现在，一百万吨的铀矿产量都算是世界顶级的铀矿宝库了。
澳大利亚更是兴奋的把这座矿山命名为奥林匹克坝铀矿，足见其对此矿的重视。
这座大山和周围的其他山群相比，并没有什么特别之处，为何唯独在
这里发现了巨量的铀矿呢？
当时大家对铀矿如何勘探的方法争论不一，澳大利亚的勘探人员觉得奥利匹克坝矿床拥有如此巨量的铀矿资源，必然具有一些关于铀矿勘探的共性。
于是研究人员开始对奥利匹克坝矿床的山体结构进行研究，最后他们发现这座山体外表确实和周围山群相同，但是内部却大有乾坤，这座山体内部和周围山体不同，它的内部含有大量的花岗岩，而铀矿正是在花岗岩周围发现的。
由此，研究人员提出了一个颠覆前人的研究理论：铀矿一定分布在花岗岩中。
这一结论一经问世，当即得到了世界各国矿产、地质等各个门类专家的讨论。
由于奥利匹克坝矿床的铀矿储量实在是太过于惊人，最终世界各国的地质学家也纷纷认同了这一结论。
中国自然也不例外，在没有任何理论基础的情况，制造原子弹又时间紧任务重。
于是中国勘探人员便按照这个国际公认的结论去在境内寻找铀矿。
经过一段时间的准备，1957年，地质勘探人员终于在湖南的金银寨的花岗岩层下面发现了铀矿，并将其命名为711矿。
找到铀矿之后，原子弹工程当即提速，并最终在1964年成功爆炸。
有了711矿的成功经验，在花岗岩层下寻找铀矿的理论也成为了当时国内铀矿勘探的主流理论。
但是在这之后，勘探人员却并没有复制711矿的成功，我们并没有在花岗岩下面找到足够我们使用的铀矿。
此后的四十多年时间里，铀资源一直在我国处于供不应求的状态。
由于缺口巨
大，我国也因此被别国戴上了“贫铀国”的帽子。
由于铀资源作为高等级的战略资源，我国的铀资源存有数量是不对外公开的。
但是在2009年的时候，国际原子能机构曾经对各国的存有的铀矿储量做过估算，其中他们估算中国已经探明的铀资源大约为17.4万吨。
而中国作为世界排名前三的核电装机大大国，中国对铀资源的需求是非常大的。
根据2020年对外公布的数据显示，中国对铀矿资源的需求量约为9830吨，而我国铀矿产量只有1885吨，缺口达到了80%甚至更高，也就是说我国的80%的铀矿都需要从其他国家进口。
铀矿作为高等级的战略资源，不能够自己生产的话，很容易被其他国家掣肘。
要是当国际形势不稳定的时候，或是和铀矿生产大国交恶停而止了对我国铀矿的出口，那么我国在核电原材料供应和军工武器生产方面就会被外国卡脖子，处于极其被动的状态。
近年来随着俄乌冲突和世界经济的迟缓发展，国际形势越来越动荡。
再考虑到受地缘政治的影响，有的专家不无忧虑的警告到，到2030年，中国如果还不能找到世界级铀矿的话，核电原材料的供应将十分堪忧。
那么这个问题真的就没有好的办法解决了吗？
其实国家早就意识到这个问题，如果铀矿资源的供应不能实现自给自足的话，未来必定会产生严重的社会危机。
2013年1月7日，新华社静悄悄的发了一篇报道：国土资
源部在内蒙古中部的大营地区，发现了目前最大规模的铀矿床，我国将会在不久的将来跻身控制铀资源世界级矿场行列。
根据业内人士的透露，内蒙古的大营铀矿的储量或将超过5万吨。
大营铀矿的发现在我国铀矿勘探史上具有划时代的意义。
大营铀矿的储量明明也就才5万吨，按照我国现在的核电站消耗量计算，5万吨的铀矿也只够我国的核电站使用5年而已，为何说大营铀矿的发现具有划时代意义呢？
其实这里说的划时代意义强调的不是大营铀矿的储量，而是我们对大营铀矿勘探时方式的转变。
前面已经提到，我国之前一直遵循在花岗岩中寻找铀矿，而大营铀矿则是在砂岩中找到的。
大营铀矿的勘探成功，意味着我国的地质勘探，特别是对铀矿的勘探方法上从一味的跟从国际理论：在花岗岩中寻找铀矿。
到如今的自主独立探索出适合我国的勘探方法。
这一转变极有可能彻底改变我国铀储量的不足的情况，为我国各类核电业务和军工产品的制造打下牢不可破的基础。
要知道，大营铀矿床所在的鄂尔多斯盆地下，蕴含着丰富的煤炭和石油、天然气资源。
这些资源所在的地层，几乎全是砂岩层。
鄂尔多斯盆地作为我国的第二大沉积盆地，总面积达到了三十七万平方公里。
现在有了大营铀矿的成功经验，加上地质学家在长期在鄂尔多斯盆地勘探调研的经验，他们推测，在鄂尔多斯盆地再次找到如大营铀矿这样的大型铀矿的概率相当的大。
在大营铀矿床勘探成功之后，国土资源部当即组织相关人员研究相关的经验。
并且很快得出往后勘探铀矿应该以“煤铀共探”、“油铀共探”的方法进行。
遵循着这一思路，铀矿勘探人员开始在位于沉积盆地的煤田和油田附近寻找铀矿。
2018年，好消息再次传来，勘探人员在内蒙古通辽地区再次找到了一个特大型铀矿——钱家店铀矿，这也是首次在松辽
盆地发现特大型铀矿。
我国拥有多个大型的砂岩型沉积盆地，现在通过大营铀矿和钱家店铀矿的实例证明了，“煤铀共探”、“油铀共探”的方法是非常可行的。
在此之前，我国在找铀之路上，一直遵循国际经验，在新疆和内蒙古等地的花岗岩层寻找铀矿，但是收效甚微。
如今，我们找到了自己的探铀方法，相信不久的将来，我国“贫铀国”的帽子就会甩掉。
届时随着理论方法的创新，我国的铀储量必将位于世界前列。