原地浸出采铀
将配制好的溶浸液,通过注液钻孔注入地下疏松砂岩型铀矿层中,在人工造成的液压驱动下沿矿层渗透,通过扩散和对流作用,与天然埋藏条件下的铀矿物发生化学反应,生成含铀元素的浸出液,浸出液通过抽液钻孔提升至地表的采铀工艺。原地浸出采铀主要包括矿床地质和水文地质评价、井型与共距的确定、钻孔结构和施工、溶浸液配制、溶浸范围控制、地下污水防治等方面内容。地浸采铀具有基建投资少,建设周期短,生产成本低,劳动条件好,劳动效率高,环境保护好,资源利用率高等优点。原地浸出采铀目前只适用于具有适宜的地质、水文地质条件的矿床;浸出结束后需要对地下水进行治理。
词目:原地浸出
英文:
释文:省去了矿石贮运、破磨、搅拌、固液分离和尾矿处理等工序,具有投资少、建设周期短、生产成本低、对环境的负面影响较小等优点,已大规模应用于砂岩型铀矿床的开采。
原地爆破浸出矿堆布液孔施工技术研究
浸出最常用的方式有渗滤浸出、搅拌浸出和压热浸出等。
渗滤浸出是浸出溶液在静止的固体物料间渗透流过,以实现原料与溶液的接触和浸出。实现这一浸出过程的技术方法有堆浸、原地浸出、渗滤槽浸或池浸等,主要用于低品位矿、废矿和尾矿等冶金废弃的浸出。该浸出槽通常设有假底,假底距槽底100~200mm。假底结构常用方木条组成格板,并于格子上铺设帆布、麻袋或席子之类的既能防止矿砂滤去又便于含金溶液渗下的过滤层。浸出液经出液管流出。有的渗滤浸出槽是架空的,还在槽底中心设有工作门,供尾矿卸出用。槽底多呈微倾斜状,其形状一般为圆筒形、长方形或正方形。其材料可以是木质、混凝土或低碳钢。小型矿山使用的槽直径5~12m,高1.5~2.5m,每批处理矿石75~150 t;更小规模的渗滤槽每批处理15~30 t。国外的大型渗滤浸出槽直径在17m以上,高3m,每批可处理干料1000t以上。
搅拌浸出是处理高品位矿或精矿普遍采用的浸出方式。采用细磨矿石,在一定反应器中实施搅拌浸出,各种不同浸出反应器适用于不同的浸出过程。浸出反应器是高效实施浸出工艺的关键环节,应具有良好传质性能,保证液-固之间或液-固-气之间充分接触,并具有良好温度等操作参数的控制条件,保证浸出在设定工艺条件下进行,同时还应具有足够的耐腐蚀性能和抗磨性能。根据搅拌装置的不同,搅拌器可以分为螺旋桨、叶轮或蜗轮式机械搅拌器,靠压缩空气提升的压缩空气搅拌器,借助耙臂旋转和压缩空气提升的空气与机械联合搅拌器;搅拌浸出按物料加入方式可分为间歇搅拌浸出和连续搅拌浸出;对于较难处理的矿石则主要采用压热浸出较为有效。按操作压力又可分为加压搅拌浸出和常压搅拌浸出。搅拌浸出具有物料和溶液一起激烈运动、物料表面浸出剂不断更新的特点,因而浸出的反应速度快,金属的提取率高。浸出时间一般需要2~5h,金属提取率一般高于90%。搅拌浸出主要用于粒度小于0.3mm 的高品位矿石、精矿和焙砂的浸出。
压热浸出与焙烧法相比,无论从加工工艺还是环保角度看都具有较多的优点,但要求发展性能较好的耐腐蚀材料,以保证压热浸出设备的需要。随着可开采的高品位矿石数量的逐渐减少,要求实现从低品位矿石或矿渣中经济地提取有用金属,从而逐渐发展了地浸、准浸、微生物浸出等新的浸出方法。特别是堆浸已成为大规模处理贫矿、后矿、废矿石的有效而又经济可行的方法。
堆浸是处理贫矿、表外矿或矿山产出的含金属品味很低的废石的有效方法,对上述矿的浸出而言,具有工艺简单、投资少、成本较低的特点。目前广泛用于低品味铜矿、金矿以及铀矿的处理。堆浸法的过程是将待浸出的矿石露天堆放在水泥涂沥青的地面上,地面设有沟槽或水管,以便收集溶液。利用泵将浸出剂喷洒在矿堆上,并在流过矿堆时与矿石进行反应,将其中有价元素浸出,再由底部沟槽管道收集。为使浸出剂中有价金属富集到一定浓度,溶液往往循环,直至达到要求为止,矿堆经过一定时期的浸出,将有价金属大部分回收后,再废弃。其浸出周期,大型堆长达1~3年,小型矿堆为5~6周。堆浸法处理的原料有2种类型,即采出的原矿块直接堆浸和矿块经破碎至10~50mm后再堆浸,为保证矿堆内的渗透性,对细粒要进行制粒处理 。
采矿工程学科历经50多年的发展,具有以下优势:
(1)已设立采矿工程硕士和博士学位授权点、矿业工程一级学科博士后科研流动站,是我国唯一的铀矿开采和铀水冶人才培养基地。
(2)研发的原地浸出采铀、原地爆破浸出采铀和地表堆浸采铀技术为国内首创,并有较大国际影响,历史上曾获国家科技进步二等奖3项,国家发明二等奖1项,国防科技奖20余项;近5年获国家科技进步二等奖1项,国防和省级奖3项;应用这些科研成果,在国内外建成了数十座原地浸出采铀、原地爆破浸出采铀和地表堆浸采铀矿山。
(3)设有“铀矿冶生物技术国防重点学科实验室”、“核工业溶浸采矿技术重点实验室”和“湖南省铀矿冶工程技术研究中心”三大科研平台。
(4)设有“铀矿冶生物技术国防科技创新团队”和“湖南省矿物资源工程优秀教学团队”、“湖南省优秀教研室”,具有较强的研究力量和师资队伍。