如何预防地浸采铀地下水污染

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1、如何预防地浸采铀地下水污染　　地浸采铀是通过钻孔工程，借助化学试剂，把砂岩型矿石中的铀从天然埋藏条件下溶解出来，而不使矿石产生位移的集采、选、冶于一体的铀矿开采方法。与传统的采矿工艺相比，地浸采铀具有生产成本低、建设周期短、环境友好（其对地面干扰很小，不产生尾矿与废石，更不会形成地面塌陷和次生环境污染）、节约大量矿山建设用地等优点，促使其在世界天然铀产量中所占份额逐渐增加，2014年已升至46%.　　目前，采用地浸生产铀产品的国家主要包括哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、俄罗斯、美国、澳大利亚、巴基斯坦和中国。作为世界最大铀生产国的哈萨克斯坦，其天然铀生产几乎全部来自地浸采铀。

2、独联体国家地浸铀矿山基本上采用了H2SO4体系的酸法或微试剂浸出，美国地浸铀矿山全部采用污染小的碱法（中性）浸出工艺。我国地浸采铀技术目前也已获得重大突破，CO2+O2中性地浸采铀技术已得到大规模工业化应用。这项技术在我国北方地区的应用，盘活了数万吨复杂砂岩型铀资源。预计到2016年，应用该技术生产的天然铀产品将占我国年生产量的50%[1],已成为我国主要的铀矿采冶技术。　　与常规铀矿开采相比，地浸采铀虽然是一种环境友好采矿方法，但地浸铀矿山同样存在环境保护问题，最主要的环境顾虑是避免开采单元周围及上下含水层的地下水受到污染。随着人们环境保护意识的提高，对地浸采铀污染的

3、预防、控制和治理越来越受到重视，尤其是日益严峻的地下水资源状况对地浸采铀提出了更高的环保要求。　　本文从地浸采铀源头上的地下水污染预防控制到末端的污染治理方面的措施进行了探讨，对于我国地浸采铀企业提升环境保护水平、完善环境管理制度、促进可持续发展具有参考意义。　　1地浸采铀的地下水污染影响。　　地浸开采时由于溶浸剂向含矿含水层的注入，使含矿含水层的水文地球化学环境发生变化，浸出反应在地下进行，注入的溶浸剂除了与铀矿物反应外，还会与造岩矿物发生反应，从而导致含矿含水层水质发生变化，因此地浸采铀过程中不可避免地对采区局部矿层地下水环境造成污染。同时，由于开采过程中溶液在含矿

4、含水层的运动受地下水天然流场和抽注动态操作条件的影响，溶液有可能向开采范围外的含水层弥散或漂移，从而对采区外围含水层造成污染，这就要求在地浸过程中对溶液的流动（污染）范围加以控制。　　地浸采铀酸浸工艺的溶浸剂通常为硫酸。在浸出过程中主要发生的化学反应有铁矿物、铀矿物、钙镁矿物、硅酸盐、铝硅酸盐及锰的化合物等与溶浸剂的反应。注入的酸（如H2SO4）及氧化剂（如H2O2）,会使地浸采区的水文地球化学环境发生改变，形成一个强氧化环境（pH值=1~2）.采区地下水中除了含有大量的SO42-外，同时还使岩石矿物中的Ca、Fe、Mg、Cu、Al、Na、K及U、Ra等放射性元素转入水

5、中，从而使采区含矿含水层地下水中的这些化学成分含量升高。　　地浸采铀碱浸工艺的溶浸剂为钠和铵的碳酸盐和重碳酸盐（溶液浓度为0.5%~5.0%）.相对于酸浸工艺，碱浸工艺对地下水影响要小得多，总矿化度提高不多，pH值基本不变，SO42-增加约10倍，RCO3、Ca2+、NH4+、Cl-、U、Cu2+等成分浓度不会发生很大变化[2].CO2+O2中性地浸采铀工艺对地下水的影响与碱浸工艺类似，其对地下水的影响也相对要小。　　地浸采铀工艺对地下水的主要影响途径有：①在正常工况情况下，溶浸液在地下向矿体浸出范围之外流散，引起含矿含水层局部环境变化，从而影响地下水环境；②在非正常情

6、况下，由于生产钻孔的渗漏，使溶浸剂（或溶浸液）进入非矿层含水层，导致地下水污染。　　2地浸采铀的地下水污染预防与控制.地下水污染防治是地浸采铀矿山环境保护的核心。　　针对地浸采铀工艺的特点，地下水污染预防与控制方法主要是确保钻孔施工质量、控制溶浸范围、加强地下水监测等。　　2.1确保钻孔施工质量。　　地浸钻孔质量直接关系到抽注液的泄漏流失与抽注比的稳定性等，实践中保障钻孔施工质量的有效措施：　　（1）在钻孔施工前，认真查阅地质勘探资料、相邻勘探孔或已施工的钻孔资料，掌握含矿含水层、顶底板隔水层位置和厚度，矿体的埋深和厚度等数据；以地质勘探资料和相邻钻孔的资料为基础，以开

7、拓地段钻孔设计要求为依据，考虑地形、地层倾角等因素，编制相应钻孔的施工设计；在钻孔施工过程中，严格执行钻井工作程序、钻井工作质量要求、钻孔安装程序、井管各部件的加工方法和质量要求、钻孔安装的要求、水泥固井程序、水泥固井的质量要求、钻孔洗井程序等。　　（2）在成孔过程中，不仅执行钻孔施工规范，并配备专门的综合物探测井设备，对成孔过程进行监测，监测的项目有伽玛测井、密度三侧向测井、井斜测井、自然电位测井、电流法测井、井温测井等。根据物探测井的结果资料，除了获取物探技术参数外，可以检查工艺钻孔塑料管安装是否完整及其位置是否准确，检查工艺钻孔在施