铀矿原地浸出采矿实例
立志当早,存高远
铀矿原地浸出采矿实例
一、克莱韦斯特铀矿(clay west)该矿是美国第一个大规模商业性生产的原地浸出采铀矿山,1975 年4 月投产。
抽由美国钢铁公司(U.S.Steel)和尼亚加拉公司(Niagara)共同经营。
其年产U3O8 的能力,初期为112.5t,后增加到450t。
(一)地理位置克莱韦斯铀矿,位于得克萨斯州的乔治韦斯特镇(George West)西南16km 处。
(二)地质和水文地质条件铀矿体呈舌状赋存于中新世的阿克维利(oakville)砂岩中。
含矿层平均埋深116~150m,平均厚度为10m。
含矿砂岩,结构疏松,渗透率为2000 毫达西。
矿石平均品位为0.1%,主要铀矿物是沥青铀矿和水硅铀矿,共生矿物有硒和钼。
(三)钻孔布置钻孔总数达二千多个,共有四个采区。
每个采区都平均有550 个钻孔,其中250 个为注液孔,150 个为抽液孔,150 个为监测孔。
每组钻孔一般布置
成5 点式。
方形边长为16.67m,抽液孔在中心,四角为注液孔,抽液孔和注液孔的距离为11.78m。
钻孔也有按边长为22.33~33.33m 的方形布置。
(四)钻孔结构抽液、注液和监测孔的结构基本相同。
钻孔深略超过矿体底板。
在注液和监测孔内安装有内径为100mm 的聚氯乙烯塑料套管。
在抽液孔内的则
是内径为150mm 聚氯乙烯塑料套管;矿层部位安过滤管。
在孔壁和套管壁间
固井,为防止固井时水泥浆进入过滤管和矿层,在过滤管之上装有一个带石膏
塞的接头;水泥浆通过石膏塞上方的排浆孔进入套管外的空隙,排浆孔下面的
垫圈可防止水泥浆下漏。
为了保护过滤管,套管上带有3~4 个扶正器以扶正
套管和过滤管在孔内的位置。
(五)溶浸液配制配制溶浸液,初期使用碳酸铵、碳酸氢铵和过氧化氢,之后换成碳酸钠、碳酸氢钠和氧气。
溶浸液中氧的
含量为300~400mg/L。
溶浸液的pH 值为9 左右。
(六)抽注液设备和抽出液用耐腐蚀的卧泵注入溶浸液,注入压力为1.5MPa 左右;从抽液孔中抽出溶。
第七章 铀矿石的细菌浸出
搅拌(摇瓶)试验矿需将矿样 破碎至一定粒度(如-200目),取 一定量矿粉,加到1000ml烧杯(或 300~500mL三角瓶)中,并加入细 菌培养基制成含固量为5~10%的矿 浆。在搅拌下,用稀酸中和矿物碱 性并酸化至所需pH值,然后接种入 细菌,进行搅拌浸出(或塞上棉塞, 臵于恒温摇床上振荡浸出)。
3.4 现场试验
扩大试验是用放大的设备和试验规模对小 型试验中得到的工艺参数进行考察和验证。搅 拌浸出,每次用矿量为50~100kg,渗滤浸出 和堆浸,每次用矿量为500—1000kg。试验所 用设备尽量采用工业试验或工厂所用设备形式。 搅拌浸出可用不锈钢或搪瓷反应器及帕丘卡浸 出槽,在设备上装有液气计量仪表及连续测定 酸度、电位和温度等参数的仪器。堆浸和渗滤 浸出应尽量模拟工业生产中用的场地及设备进 行试验。
2、细菌浸出与铀矿石矿物学
细菌浸出的一个重要方面是铀 本身的矿化作用,表7-1列出了各种 铀矿石进行生物浸出的结果。据此 可以认为,氧化物、磷酸盐、硫酸 盐和碳酸盐矿石比较适合生物浸出, 而硅酸盐矿石则难以甚至不可能进 行生物浸出。
表7-1 各种铀矿石的生物浸出
铀 矿 石 沥青铀矿 UO2 化 学 组 成 细菌浸出的 程度 +
浸出液定时取样,分析其中的金属 浓度、酸度、电位、 及 其他成分的含量,根据分析情况,决定 循环浸出时间和更换浸出剂的次数,直 至达到所要求的浸出率为止,浸出结束 时,用一定体积酸化水洗涤矿石柱,洗 出矿层中存留的部分浸出液,然后卸下 矿石,烘干并磨细后取样分析,测定浸 出渣中金属及其他组分含量,根据浸出 渣分析结果。
在试验中控制浸出介质酸度,用稀硫 酸调节,使之恒定,记下所用酸量。在浸 出期间,每隔一定时间(1~7d)用吸取上清 液的办法取一次样,记下每次取样体积。 样品送分析,测定其中的金属含量、总铁 及亚铁、电位、pH和 浓度等。用加入 酸化水或培养基的办法补充每次取样的体 积,用加入蒸馏水的办法补充蒸发所损失 的水分。浸出结束时,过滤出浸出渣,将 浸出渣洗涤后臵于110℃下烘干至恒重,然 后分析其中金属和其他组分含量。
大布矿床原地爆破浸出采铀工艺的实践与探讨
关 键 词 :原 地 爆 破 浸 出 ; 矿 床 ; 破 筑 堆 ; 践 与 探 讨 铀 爆 实
中 图分 类 号 : D 8 8 文 献 标 志 码 :A T 6 文 章 编 号 :1 0 — 0 3 2 1 ) 2 0 6 一 5 0 08 6 ( 0 2 0 — 0 1O
原地 爆破 浸 出采 铀工 艺 利 用 地 下 井 巷 、 空 采
的高品 位矿 石 ( 切 副 产 矿 石 ) 窿地 表 堆 浸 处 采 出 理 。该 工艺免 去 了井下 矿 石搬运 、 板管 理 、 顶 采空 区处 理等 环节 , 生产 成 本 较 地 表 堆 浸有 较 大 幅度 降低 , 少 了地表 卸堆 工作 量 和对环 境 的污染 , 减 还 可 回收部 分表 外 矿石 中 的铀 , 高 了资源 利用 率 。 提 原地 爆破 浸 出 的矿 堆 高度往 往 为整个 中段 或 跨 中段 。以 目前 的技 术 和装 备 条 件 , 常用 及 有 效
6 2
一
铀
矿 冶
第3 1卷
般 , 堆 的爆 破 矿石平 均块 度越小 , 出率 矿 浸
指 向, 行切 割拉 槽 与 崩 矿 排孔 一 次 小 补 偿 空 间 进 毫 秒延 时挤 压爆破 筑堆 。 2 1 1 试验 采场概 况 . . 在 1 O 1 6m 水 平 的 3 21和 3 7采 场 进 2 ~ 6 0— 1
数 变化 范 围较大 ( 厂为 5 1 , 散系 数 为 1 6 , ~1 ) 松 . 5
说 明爆 破性 能较 好 。
1 3 矿 石 浸 出 性 能 .
矿 石 的浸 出性 能 经 系 列 条 件 与扩 大 试 验 证
明, 酸耗 低 , 出性能好 , 出率 均在 8 以上 。 浸 浸 0
第15章 地浸采铀
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
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。
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
某铀矿床原地破碎浸出开采技术
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]。
铀矿开采实例——731矿含铀煤层开采
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。
某地铀矿原地浸出采铀地下水环境保护
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据 需 要 , 加 还 原 剂 ( 入 还 原 剂 如 HS 添 加 2, 还原 和沉淀重 金属 元素 , 包括铀 ) 使含水 层 尽
可能恢 复原态 。
・
抽水 和注水 交替 循环 。 对地 下水 的稳定性 进行 监测 。
・
4 地 下水 环 境 保 护 的 建 议
第3 0卷第 4期 ( 总第 18 ) 7期
・
辐射 防护 通讯
21 8 00年 月
经验 交流 ・
某地铀矿原地浸出采铀地下水环境保护
刁春娜 ( 疆辐射 环境监 督站 ,鸟鲁木 齐 , 30 1 新 801)
摘 要 原地浸出采铀工 艺包括酸浸工 艺与碱浸工艺 , 两种工艺都会使用溶浸液 , 从而影响地下水成分 , 造成污染。
酸浸 工艺 , 溶浸 液通 常为硫 酸 , 化剂 为过氧 氧
() 用 专 用 洗 孔 设 备 , 现 洗孔 液 的集 中 4使 实
基金项 目: 新疆核 工业企业核与辐射安全战略研究 收 稿 日期 : 000-8 2 1- 2 7 作者简介 : 刁春娜 (90 女 ,03年毕业 于新疆师 范大学化学 系化学专业 , 18-) 20 学士 ; O 6 20 年毕业 于新疆大学化学与化 工学院物理化学专业 , 硕士 ; 工程师 。Em i i cun @16 cr - a :d ohn a 2 .o l a  ̄ n
。- ・— —
41 —— ・ - —
辐射 防护通讯
2 1 8月 第 3 00年 0卷 第 4期
・
储存 、 排放和过滤 , 可净化抽出液 、 降低人力消耗 , 防止 污染产生 。 ( )保 证 管 道 、 门及 仪 表 质 量 ( 括 密 封 5 阀 包
新疆某地浸退役采区矿石的强化浸出工艺研究
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。
某低品位铀矿石的浸出性能研究
3 2
铀 矿 冶
第3 1卷
1 2 试 剂与 装置 .
看 出 : 液 中硫酸质 量浓 度为 5g L时 , 出率 只 溶 / 浸 有 5 . ; 2 5 硫酸 质量浓 度 为 1 / 0 g L时 , 出率 达 浸
硫 酸购 自衡 阳化学 试 剂 厂 , 他 化 学试 剂 如 其 氧化 剂等 由湖南 天虹 化学试 剂公 司提供 。 搅 拌浸 出利 用 具塞 的三 角 瓶 , 振 荡器 上 振 在
矿 。沥青 铀 矿 呈 黑 色 、 痕 黑 褐 色 、 规 则 团块 条 不
1 矿 样 与试 验 方 法
1 1 矿样 .
状 、 粒状 、 细脉 状等 产 出 。根 据 2种矿 石 的铀 球 短 品位 和拟采 用 的 加 工方 法 , 为方 便 试 验 和 简 化处 理 工 艺 , 验 中将 2种 矿 石 混合 加 工 处 理 。矿样 试 化学 成分 分析 见表 1 。
F和 Mo等含 量较 少 , 利 于后续 的铀 纯化 处理 。 有
量 分数较 高 , 可能会 导 致酸 耗 高 ; 价铀 占总 铀质 六 量份 额 的 7 , 明 矿 石 氧 化 性 能较 好 , 浸 出 5 说 对
收 稿 日期 i 0 10 — 3 1 — 60 2
基 金 项 目 :国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 17 0 3 5049) 作 者 简 介 :冯 春 林 ( 9 2 ) 男 , i 部 人 , 程 师 , 要 从 事 溶 浸采 矿研 究 工 作 。 16 一 , 四J 南 I 工 主
原 矿石 加工 成 一1 0目和 一5 一1 、 0及 一3 0 、 0 一2 0
mm 粒度 的矿 石样 品分 别用 于 搅拌 浸 出 和柱 浸 出 试 验 中 。该 矿 点 的矿石 可分 为次 生氧化 矿 石类 型
