酸法和碱法地浸采铀技术现状

用。这一模式对于应用研究院所来说，无疑是可行的。 9.4 可地浸砂岩铀矿床

地浸采铀技术的研究最终要落实到可地浸砂岩铀矿床上。近些年来，我国地勘部门已将勘探重点放在寻找可地浸砂岩铀矿床，但是一直未找到大型理想的可地浸砂岩铀矿床。由于可地浸砂岩铀矿床的缺乏，从另一方面，阻碍了地浸采铀技术的研究、开发和应用。特别是对于碱法浸出来说，我们已基本掌握碱法浸出的实验室试验技术和现场试验技术，但是，因找不到理想的试验点，至今未在我国建成碱法地浸矿山。 9.5 国际交流

地浸采铀技术酸法以独联体国家为代表，近些年，我们多次派人前往独联体国家学习参观，同时也多次邀请专家来我国讲学或指导工作。这些都为提高我国酸法地浸采铀技术起到了促进作用，特别使我们还从这些国家购进了地浸生产所需的设备及材料，学到了我们原来不掌握的技术。

对于碱法浸出，世界上以美国为代表，可近些年我们与美国的交流不多。在新疆738工程碱法试验中，由于缺乏碱法试验的经验，只能在不断地探索中前进。今年9月份国际原子能机构在北京召开的地浸采铀学术交流会使我们感到，要开展碱法浸出和美国进行学术交流也许是捷径之一。但在近些年，我们只是从资料上了解美国碱法地浸的进展，既未引进专家，也未派人学习或参观，无法亲身体会美国碱法地浸技术实践的经验。 9.6 新技术的引进

在地浸采铀领域，有些技术依赖于设备的先进性，特别是钻孔设备表现得特别突出。美国地浸矿山成熟的套管切割技术和逆向注浆技术完全取决于施工设备，但由于我国地浸数量少，立足于国内开发，市场不广阔；从国外引进先进设备，企业受到资金的制约，这些原因阻碍了新技术的开发与应用。

另外，我国工业基础也是地浸采铀技术开发的根基，在某些地区，由于工业基础薄弱，使新技术的应用受到限制。在新疆738工程现场碱法试验中，课题人员多次探讨使用氧气做氧化剂可行性，但由于当地无法找到大型液态氧气罐，因此，氧气做氧化剂的试验至今未能开展。

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10 “十五”及“十一五”科研规划

10.1 概述

经几十年的努力和辛勤劳动，我国无论在酸法地浸还是碱法地浸上都取得了令人瞩目的成绩。研究和试验造就了一批具有理论基础和实践经验的科研队伍，他们不但能将我国地浸采铀技术逐步进入世界先进水平行列，而且也具有设计酸法和碱法地浸矿山的能力。

全面分析我国地浸采铀现状，我们认为，在酸法地浸上，应进一步学习国外先进国家的技术与经验，开发适应我国铀矿床特点的技术，提高我国地浸技术水平。目前，切实可行，能解决我国实际问题的技术有：逆向注浆技术、过滤器更换技术、套管切割技术和空气作氧化剂技术；需我国自行研究开发的技术有地下水治理技术和翼部矿体开采技术。

在碱法地浸上，应尽快找到适合碱法浸出的矿床，开展室内试验和现场试验，结合试验或生产开发二氧化碳加氧气浸出剂的使用、氧气作氧化剂的使用和地下水治理技术，同时开展中性浸出的研究与应用。 10.2 酸法浸出技术研究与开发 10.2.1 地下水污染治理试验

地浸生产过程中由于向含矿含水层中注入了大量硫酸，矿层中铀被浸出的同时，其它元素也相继被溶解出来，致使地下含矿含水层中形成了酸、放射核素以及其它重金属的严重污染。

目前，云南、新疆地浸矿山的一些矿块、采区已经进入闭井地下水治理阶段，如不及时进行地下水的治理，采区的地下水污染水体，在天然流场的驱使下，不断地想四周扩散运移、污染范围逐渐扩张，威胁着下游地下水资源。因此，对酸法地浸矿山地下水进行治理，保护周围的地下水资源是一项亟待解决的课题。

国内的研究院、所和生产单位对云南的381和新疆512的1#采区的地下水治理工作进行了许多监测和试验研究工作。污水的净化在室内和现场进行了试验。从试验结果来看，用电渗析方法来处理污水可以达到净化的目的。但耗电量太高，若仅用电渗析方法或主要依靠电渗析方法来治理地下水，目前地浸矿山还难以承受这样的经济费用。因此，摆在我们面前的任务是寻找出技术可行、经济合理的适合我国情况的地下

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水治理方法。

酸法浸出地下水污染治理试验主要研究内容如下

(1) 酸法地浸矿山地下水污染元素的种类、强度以及存在形式； (2) 酸法地浸矿山地下水中主要污染元素的稳定与沉淀条件研究；

(3) 地下水中主要污染元素在地下水运移中的阻滞、吸附、迁移变化规律研究；

(4) 地下污水净化处理工艺的室内试验； (5) 地下水综合治理的现场试验；

(6) 制定酸法地浸矿山地下水治理的综合方案及方案的技术、经济评估。 10.2.2 逆向注浆封孔方式

地浸矿山主要是通过钻孔来实现生产，钻孔成井质量的好坏直接影响矿山产量与成本。为隔离各含水层，保护钻孔，在钻孔中下入套管后要对孔壁与套管之间的环形空间注水泥浆封孔。我国目前采用的注浆方法为正向注浆，即将水泥浆从上向下注入。这种方法最大弊端是产生混浆段，封孔质量得不到保证。正在研究逆向注浆方法，是将水泥浆从套管内注入，水泥浆经套管上预留的小孔进入孔壁与套管之间的环形空间，排挤掉泥浆，上升至地表。这种注浆方法避免了混浆段的产生。 10.2.3 过滤器的更换

过滤管是钻井的咽喉，如破坏或不能正常工作都将不同程度失去井的作用，重者导致生产中断，轻者影响生产能力。在生产中过滤管常发生的问题是堵塞。地浸矿山一个采区的生产一般需2～5年时间，下入井内的过滤管由于受许多因素的影响，有些可以持续到生产结束，而有些则因种种原因不能保证采区生产阶段完好无损。近些年开发的换过滤管更换技术是解决这一问题最根本的方法。

我们于2000年在地浸现场开展了可更换式过滤管的试验，并获得了初步成功。这种过滤管是在叠圈过滤管的顶端接螺纹管构成，螺纹管上设有挂钩，以便下入和取出过滤管。 10.2.4 套管切割

为更好地保证钻孔封孔注浆质量，国外流行钻孔施工后，在成井时整个井的深度内全段注浆，然后将矿层段用切割刀具将套管和注浆水泥一起切掉的方法。这种方法可保证注浆水泥与套管和孔壁紧密黏结，较填砾式和托盘式更可靠。这种方法需专用切割刀具，目前在我国地浸采铀领域尚未开展研究。

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10.2.5 中性浸出的研究与试验

针对酸法和碱法浸出存在的不足，美国、乌兹别克斯在浸出剂的使用方面开展了中性(或弱碱性)浸出的研究，浸出条件为pH=6.5～8.0范围，实际上是使用碳酸氢盐浸出。目前美国所有的地浸矿山均使用CO2+O2作为浸出剂，这种浸出环境下的地浸开采除了具有正常碱浸的优点外，最显著的优越性就是地下水治理比较简单，费用低。特别是对于碳酸盐含量较高的矿床，开发中性浸出研究更有实际意义。

90年代我们开始这方面的工作，并对中性浸出的理论基础通过实验室进行研究，掌握了它的浸出机理与试验方法。2000年针对738地浸工程矿床碳酸盐含量高的特点，开展了现场探索性试验。我国适合中性浸出的地浸铀矿床在新疆、内蒙等地均有发现，研究此技术是利用地浸法开采这类矿床的重要途径。 10.2.6 翼部矿体开采技术研究

已探明或有远景的层间氧化带型砂岩铀矿床储量总计约25000吨，根据层间氧化带型砂岩铀矿床的成矿特点，有相当数量的矿床储量分布在矿体的翼部，如果按占40%计算，翼部矿体资源量为10000吨左右。

翼部矿体主要特点为渗透性差；主要为难溶的四价铀化合物，从而造成翼部矿体的铀难以浸出；矿体厚度较薄；平米铀量较小。由于这些特点，造成翼部矿体地浸生产中出现浸出液浓度低，浸出液流量小，回收率低，生产成本高。

512矿床翼部矿体储量占整个512矿床储量的50%以上，若翼部开采上述问题不能解决，不但企业效益将受严重影响，737矿的开采年限将缩短50%。层间氧化带砂岩型铀矿在我国分布较广，翼部矿体顺利开采的问题都将受到影响，同时也将成为我国地浸技术提高与发展的严重阻力。目前新疆512矿床保有储量的大部分位于翼部，因此如何针对翼部矿体的特点，合理开发利用翼部铀资源，成为地浸开采亟待解决的问题。

10.3 碱法浸出技术研究与开发 10.3.1 概述

目前我国已探明的及正在勘查的砂岩铀矿资源，有相当一部分分布在经济较发达，人口较稠密的地区；有的碳酸盐含量较高，只适宜于碱法地浸开采。因此，为了缩小与国外碱法地浸采铀工艺技术的差距，充分合理地利用我国可地浸砂岩铀矿资源，降低环境污染程度，减少地浸铀矿山退役治理的难度和费用，有必要开展碱法地

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