地浸采铀现场试验浸出液铀浓度影响因素分析

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1、地浸采铀现场试验浸出液铀浓度影响因素分析王海峰*郭忠德**（*核工业铀矿开采研究所，湖南衡阳，421001**新疆矿冶局，新疆伊宁，835000）摘要：本文简要介绍了新疆511矿床16号线地段地浸采铀现场试验情况，着重讨论浸出过程中影响浸出液铀浓度的因素，铀浓度曲线形态，并对相关问题进行详细分析。关键词：地浸采铀现场试验浸出液铀浓度ANALYSISOFINFLUENCEDFACTORSTOURANIUMCONCENTRATIONOFFIELDTESTFORIN-SITUURANIUMWangHaifeng*GuoZhongde**(*Rese

2、archInstituteofUraniumMining,Hengyang,Hunan,421001**BureauofMiningandMetallurgy,YiningXinjiang,835000)Abstract:Thefieldtestofin-situleachingofuraniumatdeposit511,Xinjiang,,isintroduced,theinfluencedfactorstouraniumconcentrationofpregnantsolutionandthecurvearediscussedand,th

3、erelatedproblemsarethoroughlyanalyzed.Keywords:in-situleachingofuraniumfieldtestpregnantsolutionuraniumconcentration1矿床条件与试验目的1.1矿床条件511矿床地表地形平坦，交通方便，矿床附近有丰富的饮用水源和工业用水水源，国家电网从矿床通过，为矿床开采创造了良好的外部环境。511矿床属砂岩型铀矿床，矿体埋深230m，倾角8°，矿层位于地下水以下，矿石渗透性0.6m/d，含矿含水层具有连续、不透水顶底板泥岩层，矿床具备了地浸开采

4、的条件。矿石室内搅拌浸出和柱浸试验得出，矿石在硫酸浸出剂的条件下铀显示出良好的可浸性，浸出率达90%以上。1.2试验目的为探索511矿床原地浸出开采的可行性，完成了矿石室内浸出试验，并对现场试验进行了论证与规划。2001年在现场开展了地浸采铀条件试验。试验旨在：(1)选择合适的浸出剂，确定其使用方法；(2)验证钻孔间距、钻孔结构的合理性及成井方法；(3)获得潜水泵提升浸出液的效果；(4)确定氧化剂的种类及使用方法；(5)摸索深地下水位情况下的钻孔洗孔方法；(6）研究铀的浸出行为及浸出液中铀浓度变化趋势。2井场抽注状态2.1浸出剂的注入试验为一

5、组5点型钻孔，4角为注入井，中心为抽出井[1]。7月16日注酸几天后，因2号井和3号井敞开注入量太小，7月22日将这两个井井口封死，形成封闭式注入。试验块段地下水位170m，井孔封闭式注入等于加压注入，加的压力为1.7MPa6，封闭注入后，这两个井的注入量明显增加。为了维持抽注平衡，4号井和5号井从注酸之日起至试验终止，一直是敞开注入，并通过阀门限制其注入量。2.2浸出液的抽出图1总注入量与抽出量关系图为加快试验进展，从7月16日开始注酸到9月20日，注入量一直大于抽出量，相差10%左右。使用大流量潜水泵(SP5A-52N)时，抽出量为4.5

6、m3/h，注入量为5m3/h;使用小流量潜水泵(SP3A-60N)时，抽出量为3m3/h，注入量为3.5m3/h，总的注入量和抽注量基本上维持这种量的关系，这可从图1中反映出来。9月21日后，注入量等于抽出量。3初期铀浸出反应机理与铀浓度曲线3.1初期铀浸出反应机理本试验在注酸20天后，浸出液中铀含量开始上升，这时的pH值为5.8。在含碳酸盐的矿床，注入硫酸后，硫酸与碳酸钙作用产生碳酸气，碳酸气在地下水中溶解，产生HCO3-和CO32-。铀与这两种离子反应生成碳酸铀酰络合物，[UO2(CO3)2]2-和[UO2(CO3)3]4-等，在酸化区域

7、的前缘生成的碳酸使大部铀转变为易溶的碳酸铀酰。而在硫酸与铀反应中又生成硫酸铀酰络合物[UO2(SO4)3]4-。在浸出初期，碳酸氢盐和硫酸双重作用，碳酸氢盐浸出逐渐向硫酸浸出过渡。碳酸氢盐浸出阶段的强度与矿石中CaCO3含量有关。当然，CaCO3含量也不能过高，当碳酸盐含量大于3%时，因硫酸耗量增加，使用酸法浸出已不再适宜。再则，过高的硫酸钙与酸反应生成硫酸钙，而硫酸钙在水中溶解度仅为2g/L，不溶解的硫酸钙会造成矿层孔隙永久堵塞，降低矿层渗透性。试验块段矿石中CO2含量为0.22%，属低碳酸盐含量矿床。浸出时，既可发生碳酸氢盐浸出又不会因碳

8、酸盐含量过高产生CaSO4沉淀。因此，浸出液中铀含量上升初期，pH值较高，主要是碳酸氢盐作用结果。3.2铀浓度曲线形态现场试验注酸20天后浸出液中开始含铀，以后每天