科普1原地浸出采鈾

原地浸出采鈾技術(shù)王海峰 什么是地浸采鈾地浸是原地浸出的簡(jiǎn)稱，也被稱為“化學(xué)采礦”、“無井采礦”或“地質(zhì)工藝采礦”。利用原地浸出的方法來開采鈾礦床則稱為“原地浸出采鈾”，簡(jiǎn)稱“地浸采鈾”。地浸采鈾是在礦床天然產(chǎn)狀條件下，通過從地表鉆進(jìn)至礦層的鉆孔將配制好的化學(xué)試劑注入礦層，與礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶解礦石中的鈾，隨后將含鈾的溶液抽至地表，送進(jìn)回收車間進(jìn)行離子交換、淋洗、沉淀、壓濾，干燥，最終得到合格產(chǎn)品，地浸工藝流程如圖1所示。這種鈾礦開采方法不移動(dòng)礦石和圍巖，將礦石的開采、選礦、水冶集于一體。主管路集中控制室礦層監(jiān)測(cè)井中愉驗(yàn)室浸出液處理廠苗餅干慄與包裝產(chǎn)品貯存主管路集中控制室礦層監(jiān)測(cè)井中愉驗(yàn)室浸出液處理廠苗餅干慄與包裝產(chǎn)品貯存試劑儲(chǔ)罐非礦層監(jiān)測(cè)井礦層監(jiān)測(cè)井抽出井監(jiān)測(cè)井牠濾器謹(jǐn)出渕癱向浸出液流向圖1地浸采鈾工藝系統(tǒng)圖地浸采鈾礦山分為井場(chǎng)和浸出液處理廠兩大部分。井場(chǎng)包括一系列鉆孔，集中控制室、泵房和管路系統(tǒng)，有的礦山還建有配液池和集液池、見圖2。浸出液處理廠內(nèi)設(shè)有吸附塔、淋洗塔、沉淀槽、壓濾機(jī)等設(shè)備。圖2美國(guó)SmithRanch地浸礦山井場(chǎng) 地浸采鈾工藝的實(shí)現(xiàn)地浸采鈾過程是一個(gè)與鈾的自然沉積作用相反的過程。沉積成礦時(shí)，地層中的鈾在富含氧的地表水或地下水的長(zhǎng)期作用下被氧化，逐漸被淋濾出來，被地下水?dāng)y帶遷移。由于地層中還原性物質(zhì)的作用，在遷移過程中，地下水中氧化能力逐漸減弱，溶解的鈾被還原沉淀，從而產(chǎn)生鈾的富集，形成礦石。地浸采鈾過程正是要在鈾富集的礦層部位，通過注入的化學(xué)試劑人為地改變其沉積成礦時(shí)的環(huán)境，使鈾氧化、溶解，形成含鈾溶液，通過抽液鉆孔提升至地表。因此，利用地浸法開采金屬礦床時(shí)，在地表得到的不是礦石，而是含金屬離子的化學(xué)溶液。 地浸采鈾應(yīng)用條件及其特點(diǎn)目前世界上已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床較多，其中，砂巖型鈾礦資源占總儲(chǔ)量的份額最大，約40%。我國(guó)已探明的砂巖型鈾礦床占34%。目前，地浸采鈾僅限于砂巖型鈾礦床，且必須滿足以下條件。礦層賦存在含水層內(nèi)，地下水水位埋深不能太大(V200m)；(2)礦層具有一定滲透性；(3)鈾可以被化學(xué)試劑浸出來。上述3點(diǎn)是采用地浸方法開采鈾礦石的必要條件。地浸采鈾方法與常規(guī)的地下和露天采礦方法相比，具有以下特點(diǎn)：(1)建設(shè)周期短，生產(chǎn)成本低，勞動(dòng)強(qiáng)度??；免除了豎井、斜井、平硐及巷道等地下工程，且無需建造尾礦庫(kù)；(3)省掉了地表礦石分選、破碎、磨礦等工藝；(4)地表環(huán)境保護(hù)好，基本不破壞農(nóng)田和山林，地表環(huán)境污染大為減輕；(5)全部地表作業(yè)，從根本上改變了生產(chǎn)人員的勞動(dòng)和衛(wèi)生條件；(6)可經(jīng)濟(jì)開采規(guī)模小、品位低的礦床；(7)僅能應(yīng)用于具有一定滲透性的砂巖型鈾礦床；(8)存在對(duì)地下水環(huán)境造成污染的問題，因此開采后需對(duì)地下水進(jìn)行治理。 地下水污染治理地浸采鈾雖然具有地下和露天開采無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，無對(duì)環(huán)境造成污染的尾礦壩和廢石場(chǎng)，但長(zhǎng)期注入的化學(xué)試劑使含礦含水層的地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化，注入的試劑除與鈾礦物反應(yīng)外，還會(huì)與非鈾礦物發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致含礦含水層水質(zhì)發(fā)生變化，造成地下水污染。因此，地浸開采后地下水治理便成為地浸采鈾工藝的重要部分。地下水治理方法很多，主要有地下水清除法、反滲透法、還原沉淀法等。清除法通過不斷地抽出污染的地下水，讓清潔水涌入取代污染的地下水，從而使污染區(qū)水質(zhì)逐漸恢復(fù)的方法，抽出的污染水另行處理；反滲透法是將污染的地