铀矿资源读书报告 - 图文

图6 花岗岩型铀矿床产状示意剖面图 (据杜乐天等,1982)

1－砂岩板岩系；2－花岗岩；3－中生代和新生代断陷盆地，往往有酸性或基性火山岩夹层；

4－硅化带或断裂带；5－矿体

花岗岩型铀矿床在国外发现得较早，五十年代前期就有了很大发展，主要分布在欧洲海西褶皱带中，美国阿拉斯加（斯波坎）地区和前苏联的中亚细亚等地。但从花岗岩的分布面积、矿床数量铀储量及研究程度看以法国最好，其储量占法国铀矿总储量的70%以上。 花岗岩型铀矿床也是我国最重要的矿床类型，据统计占总储量的38%以上。该类型矿床发现于1957年，即330矿床（希望矿床）。我国是花岗岩型铀矿床最发育，类型最多，分布最广泛的国家。我国花岗岩出露面积很大，约有85万多平方公里，找矿远景仍然很大。

图7. 中国富铀岩体分布范围示意图(据范洪海，2012)

Ⅰ—富铀岩体分布区；Ⅱ—富铀岩带及其编号。

5.5火山岩型铀矿床

火山岩型铀矿指产于火山作用产物以及有关的岩石和构造中，在成因上直接或间接地与火山活动有联系的热液铀矿床。

在世界范围内,火山岩型铀矿主要分布于两条巨型的构造带内,产于其中的太古宙或中下元古宙古陆块之上。其中一条是环太平洋的中、新生代多金属成矿带，在中国即为东部滨太平洋的3条呈雁行排列的火山岩带：①南部华东南火山岩带,是我国最主要的火山岩型铀矿产地,为数众多的铀矿床产于该带中,同时该带也是W、Sn、Nb、Ta、REE、Cu、Pb、Zn、Ag、Au等的多金属成矿带。②中部为宁芜火山岩带，它是我国玢岩型Cu、Fe矿床的主要产地,有少量的火山岩型铀矿产于其中。③北部为大兴安岭火山岩带,有较多的火山岩型铀矿产于其中,并伴生有较多的Cu、Pb、Zn、Ag等矿床。

另一条是横贯欧亚大陆的古生代纬向构造带,在我国境内为天山-阴山东西向构造带。在西部为天山火山岩带,是我国主要的Cu、Fe等硫化物矿床成矿带(产于海相火山岩系中),有少量的铀矿床产于其中。在东部,火山岩型铀矿则产于与大兴安岭火山岩带的复合部位,含矿以中生代火山岩系为主,少数产于晚古生代火山岩系中。

图8. 中国火山岩型铀矿成矿规律示意图（据方锡珩，2012）

1—新近系酸性及中酸性火山岩；2—古近系酸性及中酸性火山岩；3—晚白垩世断陷红盆；4

—白垩系酸性、中酸性及碱性火山岩；5—侏罗系酸性及中酸性火山岩；6—三叠系酸性及中酸性火山岩；7—二叠系酸性及中酸性火山岩；8—石炭系酸性及中酸性火山岩；9—泥盆系酸性及中酸性火山岩；10—震旦系酸性及中酸性火山岩；11中元古界火山岩；12—铀矿床；13—火山岩型铀矿成矿带 （或远景带）。

第6章.铀矿工业指标及要求

铀矿工业指标是评价矿床工业价值、圈定矿体、计算资源储量的标准和依据。铀矿预查和普

查阶段，可用中国同类型可比矿床的指标值，也可用1992年发布的《铀矿地质普查规范》(EJ/T 702-92)的指标值。详查和勘探阶段需结合预可行性研究或可行性研究结果，通过对矿体进行多方案反复试圈、比较后确定工业指标。

不同铀矿床类型的工业指标有所差异，下面各表格表示不同类型铀矿床及铀矿石的工业要求

及指标。通常而言，铀矿的一般工业指标有哪些如下：边界品位：300×10-6 最低工业品位：500×10-6，最小可采厚度：0.7m ，夹石剔除厚度：0.7m，地浸砂岩型铀矿：若平米铀含量大于1㎏/㎡，品位大于＞0.01%。

表3.铀的一般工业要求

矿物名称 单铀矿矿石 伴生铀矿(在磷块岩、铌钽矿、黄铁矿、铝矿、帆矿、多金属矿、铁矿、汞矿、硼镁铁矿、铝土矿、油页岩、煤矿等矿床中的伴生矿)

表4.硬岩型铀矿矿一般工业指标

边界品位U（%） 0.03 最低工业品位U（%） 0.05 最小可采厚度（m） 0.7 夹石剔除厚度（m） 0.7 U工业品位，% 0.05 0.02

表5.硬岩型铀矿石品级划分

品级 品位U（%）

表6.砂岩型铀矿一般工业指标 矿床类型 地浸砂岩 型铀矿 边界品位 最低工业品位 最小可采厚度（m） 夹石剔除厚度（m） 高品级富矿石 ≥0.3 中品位普通矿石 0.1～0.3 低品位贫矿石 ＜0.1 0.01%（平米铀0.03%（平米铀量：块断5（矿层埋深＜400，5～7（矿层（体）/ 量：1kg/m2） 3kg/m2；矿体5kg/m2） 产状＜5°） 非矿厚度比＞0.2） 注：①矿层（体）渗透系数0.5～20m/d。②矿层中0.05mm粒级含量小于20%。③透水层中矿化度

小于5g/L。④地下水位埋深小于50m。⑤承压水头大于50m。

第7章.勘探、采选及加工技术

7.1铀矿地质勘探

铀是核工业最基本的原料。铀矿地质勘探的目的是查明和研究铀矿床形成的地质条件，总结出铀矿序为区域地质调查、普查和详查、揭露评价、勘探等，同时还要求工作人员进行地形测量、地质填图、原始资料编录等一系列的基础地质工作。铀矿找矿标志主要有矿体露头、滚石、铀分散晕、近矿围岩蚀变、各种放射性异常及指示植物等。

分散在地壳中的铀元素在各种地质作用下不断集中，最终形成了铀矿物的堆积物，即铀矿床。了解铀矿床的形成过程，对铀矿普查勘探具有十分重要的指导意义。并不是所有的铀矿床都有开采、进行工业利用价值的。据统计，在已发现的170多种铀矿床及含铀矿物中，具有实际开采价值只有14～18%。影响铀矿床工业的两个主要因素是矿石品位和矿床储量。此外，评价的因素还有矿石技术加工性能、矿床开采条件，有用元素综合利用的可能性和交通运输条件等。

7.2铀矿开采

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厂从地下矿床中开采出来，或将铀经化学溶浸，生产出液体铀化合物。铀矿的开采与其它金属矿的开采基本相同，但是由于铀矿有放射性，能放出放射性气体（氡气），品位较低，矿体分散（单个矿体的体积小）和形态复杂，所以铀矿开采又有一些特殊的地方。

铀矿开采方法主要有露天开采、地下开采和原地浸出采铀三种方法。 露天开采是按一定程序先剥离表土和覆盖岩石，使矿石出露，然后进行采矿，这种方法一般用于埋藏较浅的矿体。地下开采是通过掘进联系地表与矿体的一系列井巷，从矿体中采出矿石，地下开采的工艺过程比较复杂。一般在矿床离地表较深的条件下采用这种方法。原地浸出采铀是通过地表钻孔将化学反应剂注入矿带，通过化学反应选择性地溶解矿石中的有用成分--铀，并将浸出液提取出地表，而不使矿石绕围岩产生位移。这种采铀方法与常规采矿相比，生产成本低，劳动强度小，但其应用有一定的局限性，只适用于具有一定地质、水文地质条件的矿床 。

7.3铀矿石的加工、浓缩

铀矿石加工的目的是将开采出来的具有工业品位或经放射性选矿的矿加工富集，使其成为含铀较高的中间产品，即通常所说的铀化学浓缩物。将此种铀化学浓缩物精制，进一步加工成易于氢氟化的铀氧化物作为下一步工序的原料。

铀矿石加工的主要步骤包括：矿石品位、磨矿、矿石浸出，母液分离、溶液纯化、沉淀等工序。 为了便于浸出，矿石被开采出来后，必须将其破碎磨细，使铀矿物充分暴露。然后采用一定的工艺，借助一些化学试剂（即浸出剂）或其它手段将矿石中有价值的组分选择性地溶解出来。浸出方法有两种：酸法和碱法。由于浸出液中铀含量低，而且杂质种类多，含量高，所以必须将杂质去除才能确保铀的纯度。实现这一过程，可以选择以下两种方法:离子交换法（又称吸附法）和溶剂萃取法。水冶生产的最后一道工序是将沉淀物洗涤、压滤、干燥，然后得到水冶产品铀化学浓缩物，又称黄饼。

铀的浓缩

为了提高铀-235浓度所进行的铀同位素的分离处理称为浓缩。通过浓缩可以为某些反应堆提供铀-235浓度符合要求的铀燃料,现今所采用的浓缩方法有气体扩散法、分离法、激光法、喷嘴法、电磁分离法、化学分离法等，其中气体扩散法和离心分离法是现代工业上普遍采用的浓缩方法。浓缩处理是以六氟化铀形式进行的。

核燃料元件

经过提纯或浓缩的铀，还不能直接用作核燃料。必须经过化学，物理、机械加工等处理后，制成各种不同形状和品质的元件，才能供反应堆作为燃料来使用。 核燃料元件种类繁多，按组分特征来分，可分为金属型、陶瓷型和弥散型；按几何形状来分，有柱状、棒状、环状、板状、条状、球状、棱柱状元件；按反应堆来分，可以分为试验堆元件，生产堆元件，动力堆元件（包括核电站用的核燃料组件）。

核燃料元件一般都是由芯体和包壳组成的。由于它长期在强辐射、高温、高流速甚至高压的环境下工作，所以对芯片的综合性能、包壳材料的结构和使用寿命都有很高的要求。可见，核燃料元件制造是一种高科技含量的技术。

第8章. 参考文献

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