科普原地浸出采铀
论述原地爆破浸出采铀和水冶工艺
论述原地爆破浸出采铀和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。
（三）施工设计在施工设计当中，浸润半径会对布液钻孔的排距产生直接的影响。
其中，如果布液强度为每小时15L/m2到25L/m2，则设定1.26m的布液孔排距。
如果布液强度为每小时120L/m2，则布液孔能够达到2m的间距。
基于矿堆的扩散性、渗透性等方面的因素，设定了每小时60L/m2的布液强度、2m的钻孔排距、1m 的布液管开孔间距，从而得到了2m×1m的布液管网度。
科普4什么叫原地爆破浸出
什么叫原地爆破浸出采铀王海峰原地爆破浸出是通过爆破手段，将天然埋藏下的铀矿体原地破碎到一定块度，形成矿堆，再用化学试剂与矿堆接触并发生化学反应，有选择地浸出铀至溶液中，最终将含铀溶液收集并输送至水冶厂处理，得到铀产品的一种采矿方法，如图1所示。
图1 原地爆破浸出采铀工艺图1—化学试剂配制池，2—浸出液储池，3-水冶厂，4-高位池，5—布液管路，6—注液孔，7—分段集液池，8—地下矿堆，9—导液井，10—集液池原地爆破浸出矿山的开拓是指掘进系列巷道到达矿体，形成开拓系统，包括主要开拓井巷，如竖井、斜井和平硐，主要作用是提升和运输矿石或作为输送溶液通道；辅助开拓井巷如石门、盲井、下山，溜井和钻孔，主要作用是通风、提升材料、人员等。
实践中，根据矿体条件，原地爆破浸出采用不同的爆破方法筑堆。
为保证浸出效果和获得较高的浸出率，国内一般要求待浸矿堆的矿石块度—150mm的产率达75％～85％。
浸出矿石的化学试剂通过矿堆表面布液、矿堆内部的预埋管网布液、钻孔布液等实现。
根据选择的化学试剂类别，铀矿的浸出分为酸浸和碱浸。
两者比较，酸浸较碱浸的侵蚀性更强，铀的浸出率高、工艺简单、成本低，但需使用抗腐蚀性的设备和材料；碱浸的浸出选择性强、试剂消耗少、但浸出时间长、浸出率低，并且只有在应用氧化剂时才能获得较好效果。
与常规地下开采方法相比，筑堆过程中原地爆破浸出仅将10%～30%的破碎矿石运出，运出量小，而且免除了采后的最终放矿，充分利用爆破的矿石支撑围岩，大大减少了地压管理工作量。
该方法地表尾渣排放量只有常规开采的20％～30％，尾矿库也相应减少70％～80％。
加之低品位矿石和部分表外矿石随爆破一起崩落就地浸出处理，极大地回收资源，既减少废石量，又避免被揭露的低品位矿石留在井下造成污染。
另外，为了最大限度地回收铀金属浸出液，在施工集液工程时，对采场周围的裂隙通道进行了严密的封堵和防漏处理，并且采场浸出结束后，对采场矿渣进行综合处理，彻底封闭采场，使每个采区和浸出采场成为一个完整的封闭体。
CO_2+O_2原地浸出采铀试验及动力学研究
CO_2+O_2原地浸出采铀试验及动力学研究本试验根据CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>原地浸出采铀工艺技术特点,对新疆某砂岩型铀矿进行了CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>加压静态浸出试验和CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>加压柱浸试验,得到了如下结论:（1）CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>加压静态浸出试验表明,当CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>总压力为2.0MPa,液固比为10:1时,浸出达到最佳状态,铀的浸出率达到66.67%。
说明该铀矿床适合于CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>浸出工艺,此试验结果可为后续的CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>加压柱浸试验提供指导依据。
（2）CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>加压柱浸试验表明,当液固比接近3:1时,铀的浸出率达到86.62%,浸出过程稳定,无其他杂质产生,说明该铀矿床适合于CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>浸出工艺,此试验结果可为CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>现场浸出试验和工程设计提供理论依据和指导。
（3）CO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>加压柱浸浸出,浸出开始时,浸出液铀浓度较低,而后快速上升,在液固比为0.25:1时达到峰值,随后逐渐降低,达到一定浓度后变得平缓下降,平缓段较长,占整个浸出过程的2/3左右,浸出周期为34d。
科普原地浸出采铀
科普原地浸出采铀文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]原地浸出采铀技术王海峰----什么是地浸采铀地浸是原地浸出的简称，也被称为“化学采矿”、“无井采矿”或“地质工艺采矿”。
利用原地浸出的方法来开采铀矿床则称为“原地浸出采铀”，简称“地浸采铀”。
地浸采铀是在矿床天然产状条件下，通过从地表钻进至矿层的钻孔将配制好的化学试剂注入矿层，与矿物发生化学反应，溶解矿石中的铀，随后将含铀的溶液抽至地表，送进回收车间进行离子交换、淋洗、沉淀、压滤，干燥，最终得到合格产品，地浸工艺流程如图1所示。
这种铀矿开采方法不移动矿石和围岩，将矿石的开采、选矿、水冶集于一体。
图1 地浸采铀工艺系统图地浸采铀矿山分为井场和浸出液处理厂两大部分。
井场包括一系列钻孔，集中控制室、泵房和管路系统，有的矿山还建有配液池和集液池、见图2。
浸出液处理厂内设有吸附塔、淋洗塔、沉淀槽、压滤机等设备。
图2 美国Smith Ranch地浸矿山井场----地浸采铀工艺的实现地浸采铀过程是一个与铀的自然沉积作用相反的过程。
沉积成矿时，地层中的铀在富含氧的地表水或地下水的长期作用下被氧化，逐渐被淋滤出来，被地下水携带迁移。
由于地层中还原性物质的作用，在迁移过程中，地下水中氧化能力逐渐减弱，溶解的铀被还原沉淀，从而产生铀的富集，形成矿石。
地浸采铀过程正是要在铀富集的矿层部位，通过注入的化学试剂人为地改变其沉积成矿时的环境，使铀氧化、溶解，形成含铀溶液，通过抽液钻孔提升至地表。
因此，利用地浸法开采金属矿床时，在地表得到的不是矿石，而是含金属离子的化学溶液。
----地浸采铀应用条件及其特点目前世界上已发现的铀矿床较多，其中，砂岩型铀矿资源占总储量的份额最大，约40%。
我国已探明的砂岩型铀矿床占34%。
目前，地浸采铀仅限于砂岩型铀矿床，且必须满足以下条件。
（1）矿层赋存在含水层内，地下水水位埋深不能太大（＜200m）；（2）矿层具有一定渗透性；（3）铀可以被化学试剂浸出来。
第八章 原地浸出采铀
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
原地爆破浸出采铀安全与环境
型矿很少 ， 规模偏小 ， 厚度薄， 品位较低 ， 矿床水文地 质条件 比较复杂 ， 使得铀矿开采过程 中的开拓 、 采准 工作量大 ， 矿石贫化率高 ， 开发利用难度大。针对铀 矿床这些特点 ， 经过长期实践与完善 ， 我国铀矿开采
技术也 形成 了一 定特 点 ： （ ）在开采 方式 中以地 下 开采 为 主 ， ８ ％ ～ １ 占 ０
维普资讯
Ｉ Ｓ ６ １—２ ｏ Ｓ Ｎ １７ ９０ ＣＮ ４ ３一ｌ ４ ／ Ｄ ３７ Ｔ
采矿技术
第 ６卷
第 ３期
２０ ０ ６年 ９月
Ｓ ｐ２ ０ ｅ ．０６
Ｍｉ ｉ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｖｏ ． Ｎ ． １ ６， ｏ ３
方、 水患 、 燃等危害以外 ， 自 还必须考虑放射性 的危 害， 这也是铀矿开采的特点 。 ３ １１ 铀矿开采过程 中的放射性危害 ．． （ ）直接辐射 。铀矿 中铀 、 、 １ 钍 镭及其 子体所 放出的 ｐ ＾ 、 射线 ， ｙ 对矿工形成全 身外照射 。尤其当 矿石品位超过 １ 时， 射线成为对矿工形成直接 ％ ＾ ｙ
８％ ， ５ 露天开采仅 占 １％ ～ ０ ； ５ ２％
（ ）采 矿方 法种 类繁 多 ， 以充 填采 矿法 为主 ； ２ 但
（ ）回采工 艺灵 活 ， 应性 较强 ； ３ 适
３ 铀矿 开采安全
３ １ 开 采过 程 中的放射 性控 制 ．
（ ）原地爆破浸出可以降低采准工作量 ， ４ 减少
合 பைடு நூலகம்下 公 式 ：
０
．
般情况下 ， 在品位为 ０ １ 的铀矿体 的水平巷道 ．％
中央， 剂量率约为 ５ Ｇ ／ｈ 当品位超过 ０ ５％ 时， ｙ ； ． 矿工 就会 受到超 过 ５ ｖ的年允 许剂 量 的危 害 。 ０ｍＳ （ ）氡气。氡能在矿岩空 隙中移动 ， ２ 并进 入矿 井的空气 中。氡是短寿命 （ 半衰期 ３ ８ ） 粒 ． ２ｄ 的 子放射源 ， 吸入氡气本身是无危害的， 因为它不会滞 留在肺 中。但是 ， Ｒ ｎ衰 变产生 的子体 （ Ｐ 、 ｂ 墙 Ｈ
原地浸出采铀井网密度的确定
原地浸 出 采铀是 通 过在 平面上 按一 定 方式 和间
距 布 置的钻 井井 网来 实 现 的 ， 井 的 布 置形 式 和ห้องสมุดไป่ตู้间 钻
映） 有一 定 的关 系 ， 井距对 钻井抽 液 能力 的影 响不 但
距 就 其作用 来 说相 当于 地浸 法开采 时矿 床 的开拓 方
是很大 。钻井抽注液量比值则是确定抽注井网部署 （ 选择井型） 的重要参数 ， 它决定了抽注钻井的比例。
ｌ ｔ ｏ ｅｅｏ ｉｇｉ ｉｔｏ ｕ ｅ ｉ ｓｆｒｄ ｖ ｌｐｎ ｎ ｒｄ ｃｄ，ｓ ｃ ｓｗｅｌｐ ｘｕ ｔ ｎ ｃ ｐ ｃｔ ｅ ｌ，ｕ ａ ｉｍ ｏ ｃｎ ｒｔ ｎｉ ｈ ｅｃ ｉｇ ｏ ｔ ｍｉ ｓ ｕ ｈ ａ ｌ ｎ Ｊｃｉ ａ ａ ｉ ｐｒｗｅｌ ｒｎ ｕ ｃ ｎｅ ｔａｉ ｎｔ ｅｌａｈｎ － ａ ｏ ｙ ｏ ｌｕ ｒ ｉ ｏ ，ｗｏ ｋ ｂｅｍ ｎ㈨ ｑ ｒａ ｌ ｉ ｒｙ １， Ｅｅ％ ￣ ｅ ｗｅ［ ｅ ｇｃ ｔ ｒｎｕ ｒｓｒ ｅｐ ｒｗｄｌ Ｉ ，ｇ ｄｏ ｉ ａ ｉｍ ｅｅｖ ｅ ａ ｕ ，ｗｅ —ｅｗｏ ｋｄ ｎｉｙ ｌｎ ｔ ｒ ｅ ｓｔ ，ｗｅｌ ｐ ｒ ｇ ａ ｄ ｌ ｌｓ ａ ｎ ｎ － ｉ
长期讨论的一个热点 问题 本文将就原地浸出采铀 井 网密度 问题进 行较 详 细 的讨 论
１ 影响 井 网密度的 因素 分 析
１３ 原地浸出率与井 网密度的关 系
国外许 多地浸 铀 矿 山通过大 量生 产实 践和研 究 分析 ， 步认 识到 地 浸 铀 矿 床 的 开发 井 网密 度与 金 逐
Ｑｕ ｅｒｉ ｅＷ ｉ ｎ ｎ
（ ｅ ａｃ ｎｔ ｕｅ ｆＵｒｎｕ ｎｎ Ｒ ｓ ｒ Ｉｓｔｔ ｏ ａ ｉｍ ｍｉｉ ｅ ｈ ｉ ｇ，Ｃ ？Ｃ． Ｎ４ ）
原地浸取基本知识
原地浸取，也可称为原地回收或溶液采矿。
此项采矿技术通过对矿藏钻井来回收矿石，如铜和铀矿石。
最早，此项技术涉及的是对铁矿进行钻井。
为使溶液渗透进矿井，可以使用炸药或液压设备来开路。
浸取溶液被泵压到矿井中，在矿井中与矿石发生接触反应。
当溶液将矿石溶解后，再被抽上地表，再进行加工。
此项技术也可以抽取其他类金属和盐类，而无需使用传统采矿手段，如爆破钻井、露天开采或地下开采。
工艺原地浸取采矿是将浸出溶液通过钻孔泵入铁矿中，钻井钻入疏松多孔的岩石以将金属铁消溶，并通过第二钻井将铁提取出来。
根据矿的种类不同，浸析溶液也多种多样。
对盐矿而言，清水便可充当浸析溶液以让盐分立即溶解。
对铜矿而言，一般用酸液看来增强浸析液中铁的溶解度。
而对于铀铁矿，浸析液则可以是酸或者小苏打。
可溶性盐原地浸取技术广泛运用于提取诸如钾盐（碳酸钾），石盐（含盐矿石，氯化钾）以及硫酸钾等水溶性盐。
在美国的科罗拉多州该技术可运用于开采苏打石（碳酸氢钠）。
当对传统地下采矿技术而言矿太深或矿床太窄时，也经常会用到原地浸析。
铀矿用于溶解铀铁矿的进出溶液可以是酸（硫酸或硝酸，硫酸常用些）或者是碳酸（碳酸氢钠，碳酸氢氨或者溶解二氧化碳）。
有时也会在水中添加溶解氧以使铀元素游离化。
第一次铀元素的原地浸取是在美国怀俄明州的雪莱盆地上进行的，工程从1961年持续到1970年，使用的浸出液是硫酸。
而从1970年之后起，美国所有的商业化原地浸取采矿用的全是碳酸浸出液。
到2008年末，在美国有四家运用原地浸取技术开采铀的矿，他们分别由卡梅科，美斯特纳和铀资源公司运作，用的浸出液全是碳酸氢钠。
在美国开采出的铀中，有90%用的是原地浸取技术完成的。
另外，在美国还有两项原地浸取技术正在申请开采许可，并处在提案阶段，2006年两项正在进行改良。
在哈萨克斯坦和澳大利亚有着比较重要的原地浸取采矿业。
澳大利亚的贝弗利铀矿用的就是原地浸取采矿技术。
世界上大约有21%的铀产量是通过原地浸取完成的。
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原地浸出采铀技术
王海峰
----什么是地浸采铀
地浸是原地浸出的简称，也被称为“化学采矿”、“无井采矿”或“地质工艺采矿”。
利用原地浸出的方法来开采铀矿床则称为“原地浸出采铀”，简称“地浸采铀”。
地浸采铀是在矿床天然产状条件下，通过从地表钻进至矿层的钻孔将配制好的化学试剂注入矿层，与矿物发生化学反应，溶解矿石中的铀，随后将含铀的溶液抽至地表，送进回收车间进行离子交换、淋洗、沉淀、压滤，干燥，最终得到合格产品，地浸工艺流程如图1所示。
这种铀矿开采方法不移动矿石和围岩，将矿石的开采、选矿、水冶集于一体。
图1 地浸采铀工艺系统图
地浸采铀矿山分为井场和浸出液处理厂两大部分。
井场包括一系列钻孔，集中控制室、泵房和管路系统，有的矿山还建有配液池和集液池、见图2。
浸出液处理厂内设有吸附塔、淋洗塔、沉淀槽、压滤机等设备。
图2 美国Smith Ranch地浸矿山井场
----地浸采铀工艺的实现
地浸采铀过程是一个与铀的自然沉积作用相反的过程。
沉积成矿时，地层中的铀在富含氧的地表水或地下水的长期作用下被氧化，逐渐被淋滤出来，被地下水携带迁移。
由于地层中还原性物质的作用，在迁移过程中，地下水中氧化能力逐渐减弱，溶解的铀被还原沉淀，从而产生铀的富集，形成矿石。
地浸采铀过程正是要在铀富集的矿层部位，通过注入的化学试剂人为地改变其沉积成矿时的环境，使铀氧化、溶解，形成含铀溶液，通过抽液钻孔提升至地表。
因此，利用地浸法开采金属矿床时，在地表得到的不是矿石，而是含金属离子的化学溶液。
----地浸采铀应用条件及其特点
目前世界上已发现的铀矿床较多，其中，砂岩型铀矿资源占总储量的份额最大，约40%。
我国已探明的砂岩型铀矿床占34%。
目前，地浸采铀仅限于砂岩型铀矿床，且必须满足以下条件。
（1）矿层赋存在含水层内，地下水水位埋深不能太大（＜200m）；
（2）矿层具有一定渗透性；
（3）铀可以被化学试剂浸出来。
上述3点是采用地浸方法开采铀矿石的必要条件。
地浸采铀方法与常规的地下和露天采矿方法相比，具有以
下特点：
（1）建设周期短，生产成本低，劳动强度小；
（2）免除了竖井、斜井、平硐及巷道等地下工程，且无需建造尾矿库；
（3）省掉了地表矿石分选、破碎、磨矿等工艺；
（4）地表环境保护好，基本不破坏农田和山林，地表环境污染大为减轻；
（5）全部地表作业，从根本上改变了生产人员的劳动和卫生条件；
（6）可经济开采规模小、品位低的矿床；
（7）仅能应用于具有一定渗透性的砂岩型铀矿床；
（8）存在对地下水环境造成污染的问题，因此开采后需对地下水进行治理。
----地下水污染治理
地浸采铀虽然具有地下和露天开采无法比拟的优点，无对环境造成污染的尾矿坝和废石场，但长期注入的化学试剂使含矿含水层的地球化学环境发生变化，注入的试剂除与铀矿物反应外，还会与非铀矿物发生反应，导致含矿含水层水质发生变化，造成地下水污染。
因此，地浸开采后地下水治理便成为地浸采铀工艺的重要部分。
地下水治理方法很多，主要有地下水清除法、反渗透法、还原沉淀法等。
清除法通过不断地抽出污染的地下水，让清洁水涌入取代污染的地下水，从而使污染区水质逐渐恢复的方法，抽出的污染水另行处理；反渗透法是将污染的地下水抽出至地表经反渗透装置进行净化处理，渗滤的清水重新注入井场；还原沉淀法是将强还原剂注入含水层，有效地还原和沉淀一些有害元素，尤其是重金属元素。