内蒙古哈达图铀矿石酸法铀浸出及动力学特征

通过室内酸法柱浸试验,对内蒙古哈达图铀矿石不同酸度条件下铀浸出特征和动力学机制进行了探讨,系统分析了铀矿石矿物成分与浸出过程中浸出液pH、Eh值、铀浓度、浸出速率,液计与渣计浸出率及吨矿、吨铀耗酸量,在此基础上进行浸出动力学机制的拟合。结果表明,铀矿石碳酸盐含量(0.58%)与黏土矿物含量(10.20%)均满足酸浸工艺要求;平均铀浓度为33.13~47.27 mg/L,渣计浸出率93.06%~95.43%,吨铀酸耗为37.78~95.49 t,符合酸法地浸可行性关键指标。10 g/L条件下铀矿石液计、渣计浸出率分别达到88.20%、95.43%,吨铀耗酸仅为37.78 t,考虑到最佳浸出效益及经济成本,试验现场酸度宜为10 g/L。酸度大于10 g/L,柱浸时铀浸出动力学机制符合混合作用控制模型,小于等于10 g/L则符合化学反应控制模型。

铀成矿与红层盆地关系再讨论——以湘赣边界鹿井铀矿田为例

鹿井铀矿田是我国华南地区最重要的硬岩型铀矿田之一,矿田内铀矿床围绕丰州盆地分布,红层盆地与铀成矿的关系已经讨论并争议了近40年。本文开展了铀矿带与丰州盆地红层盖层相关性研究,结合鹿井矿田隆升剥露历史和南雄盆地北缘断裂变形特点,认为丰州盆地是晚白垩世—古近纪红层盆地底部沉积的残留,是一个规模大很多的红层盆地的一小部分,其上有约1.5~2.5 km厚的红层沉积物已经被剥蚀了。铀成矿与红层盆地没有必然的成因关系,热液型铀矿床早期成矿作用发生于红层盆地形成之前,成矿后在约95~75 Ma被抬升剥露至地表;然后被红层盆地覆盖保存,至65~55 Ma被埋藏至最深(约1.5~2.5 km);约55~45 Ma再次被隆升剥露降温,至40 Ma左右已至近地表常温状态,40 Ma以来一直稳定在近地表常温状态。而遂川断裂NW侧在约15 Ma的中新世中期才开始快速隆升剥露,北西盘比南东盘隆升幅度更大,反映了遂川断裂的左行走滑特征,该断裂与热水断裂的叠接带以拉分盆地性质减缓隆升剥露幅度,才得以保存现有的丰州盆地。丰州盆地对早于盆地沉积所形成的铀矿床起到了保矿作用。因此,其找矿方向是除了丰州盆地周边以外,丰州盆地底下是铀矿找矿的非常有利区段,极大地拓宽了鹿井铀矿田的找矿空间。

广东省河源铀矿田东部花岗斑岩年代学、地球化学特征及其地质意义

广东省河源铀矿田东部发现大量花岗斑岩,多呈脉状、岩珠状产出,且在空间上与铀矿化关系较为密切;但花岗斑岩的成因及其与铀矿化的关系尚不清楚。文章在野外地质调查基础上,选取花岗斑岩进行LAICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学特征研究。结果表明,花岗斑岩的锆石U-Pb年龄为(161.3±1.2)Ma,属晚侏罗世。花岗斑岩具有高硅、富碱、富铝的特征,为亚碱性过铝质钾玄岩系列。稀土元素总量较高,属轻稀土元素富集型(LREE/HREE=3.09~9.51),明显负铕异常(δEu=0.22~0.37);相对富集Rb、U、Nd、Ti等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr、P、Nb等元素。河源铀矿田东部花岗斑岩具有壳源S型花岗岩的特征,形成于后碰撞造山构造环境,为地壳物质发生部分熔融的产物。该花岗斑岩可为铀成矿提供铀源及有利的赋矿空间。

粤北下庄花岗岩中晶质铀矿成分特征及其铀成矿指示

晶质铀矿是产铀花岗岩的标型矿物,是形成花岗岩型铀矿床最重要的铀源矿物,理解其成分特征与结晶年龄对揭示铀成矿过程具有重要意义。粤北下庄铀矿田是我国重要的花岗岩型铀矿床产地,本文利用电子探针对该矿田的下庄花岗岩和石土岭铀矿床近矿蚀变花岗岩中的晶质铀矿开展了结构特征和化学年龄研究。结果表明,下庄花岗岩中晶质铀矿(Urn-1)主要以矿物包体形式赋存于造岩矿物中;而石土岭铀矿床近矿花岗岩中晶质铀矿(Urn-2)主要与黄铁矿共生,位于造岩矿物之间。Urn-1和Urn-2的化学年龄分别为233±3 Ma与156±2 Ma。前者与下庄岩体的锆石U-Pb年龄一致,指示Urn-1为岩浆结晶成因。近矿花岗岩发育白云母化和绿泥石化,对应石土岭矿床的铀成矿早期阶段。这些蚀变花岗岩具有较高的U含量(55.5×10^(-6)~118×10^(-6))和较低的Th/U值(0.15~0.35),表明这些样品受到了富铀流体的影响,Urn-2从该流体中结晶,为热液成因。Urn-2的化学年龄进一步约束石土岭铀矿床的铀成矿时代为晚侏罗世。下庄岩体中一些晶质铀矿颗粒发生了蚀变,其蚀变区域的UO_(2)含量为33.83%~56.01%,明显低于未蚀变区域(UO_(2)=86.21%~95.91%),这可能指示了流体作用下的铀活化迁移与成矿作用。

铀对α-Al_(2)O_(3)中氢与本征点缺陷相互作用的影响

在长期高温服役过程中,铀床的氚渗透泄露问题是聚变堆涉氚系统中需要关注的焦点之一,而一种行之有效的解决思路是在内壁制备阻氚涂层.然而,服役过程中通过热扩散渗入涂层内部的铀可能在阻氚涂层氢行为中起作用,进而影响其服役可靠性.基于此,采用第一性原理计算方法,研究了铀对α-Al_(2)O_(3)中氢与本征点缺陷相互作用的影响.结果发现,铀对α-Al_(2)O_(3)中空位型本征点缺陷及氢相关缺陷的存在形式、电荷态及相对稳定性有重要影响.从形成能观点来看,铀对α-Al_(2)O_(3)中空位型本征点缺陷及氢相关缺陷的形成有利,且α-Al_(2)O_(3)中空位型点缺陷对氢的捕陷能力因铀的引入显著增加.研究结果对α-Al_(2)O_(3)基内壁阻氚涂层在氚工艺系统铀床中应用的可靠性评估具有重要的指导意义.

洪海沟矿床北西矿带头屯河组下段砂体非均质性特征与铀成矿关系

近年来由于在伊犁盆地南缘西端洪海沟矿床找矿勘查工作中取得了显著成效,特别是对新层位头屯河组的投入不断增加,落实了特大型规模铀矿床,因此深入研究矿床北西矿带成矿特征对于指导矿床外围勘查工作尤为重要。本次研究分别从砂体外部形态和内部结构两方面入手,对洪海沟矿床北西矿带头屯河组下段砂体厚度、砂地比、非渗透性岩石层数及累计厚度进行了数据统计,对矿床北西矿带头屯河组下段砂体非均质性进行了定量化表征,判断其与铀成矿关系,发现区内含矿砂体受河道沉积相带变化因素较为密切,砂体厚度在20~30 m,砂地比在40%~60%时,非渗透性岩石隔夹层层数为0~2层、累计厚度为0~3 m时,铀成矿几率最高,铀矿化多出现在砂岩粒度为粗粒的部位。本次研究成果对类似铀矿体的寻找以及矿体边界的确定有一定的指导作用。

砂岩型铀矿形成的新模式:来自深部有机流体的成矿作用

已有的铀成矿模式大多认为,砂岩型铀矿是浅表层含氧水从盆地周邻蚀源区析出携带的外源铀汇入盆地而成矿。本研究发现,鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东部砂岩型铀矿矿集区的地质演化、地貌特征和铀成矿与此成矿模式相悖。其中令人困惑的关键问题是铀成矿物质的来源。对研究区的代表性矿物铀石(形成于强还原环境)及其共生的矿物进行多种地球化学测试分析发现:铀矿区存在淡水低温和中高盐度热液两类截然不同的铀矿化环境;铀成矿年龄主体小于80 Ma。结合盆地煤系气源岩富铀、天然气耗散量巨大和在伊盟隆起发现大面积分布的多种与成熟煤型气耗散有关的蚀变产物和凝析油苗,综合相关模拟实验和测试分析,提出了铀源来自深部的铀成矿新模式:来自盆地中部深层富铀煤系地层中的溶气热流体,在向伊盟隆起东部高部位运移耗散过程中,萃取并携带母岩和沿途围岩富铀地层中的铀元素运移到浅层,随温压降低亮晶方解石与铀石相伴沉淀完成了热液成矿过程,被析出的大规模有机天然气则在浅表层低温成矿同时为铀矿的保存创造了还原环境。此铀成矿新模式拓展了盆地勘探铀矿的思路和领域,提升了多种能源矿产相互作用的成矿效应和综合评价预测的科学性。

美核管会批准尤尼斯生产丰度达10%的浓缩铀

【欧洲铀浓缩公司网站2024年12月11日报道】美国核管会(NRC)近日批准欧洲铀浓缩美国公司(Urenco USA)提交的许可证修订申请,准许尤尼斯铀浓缩厂生产铀-235丰度达10%的浓缩铀。预计尤尼斯将于2025年开始生产铀-235丰度达10%的浓缩铀。

贵东岩体及下庄铀矿田典型矿床式及成矿预测

贵东产铀花岗岩岩体分布在南岭铀多金属成矿带中东部,属于吴川-四会断裂带的北段。岩体的形成时代、成因类型、岩石学特征以及与成矿作用关系等方面的研究成果颇多。然而,岩体只在其东部产出有下庄花岗岩型铀矿田,岩体的西部目前还只发现有少量的铀矿点和矿化点,没有发现铀矿床。岩体东部已知矿田还有多大的铀资源潜力、岩体西部是否确实无矿床存在,加强这方面的研究和勘查工作。

砂岩型铀矿“源-汇”系统

把从“源”到“汇”的分析方法应用到我国北方盆地砂岩型铀矿成矿作用研究中来,确定不同时期含铀物质的汇流路径,有利于砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律的研究和总结。砂岩型铀矿“源—汇”系统是富铀物质从蚀源区风化剥蚀或从盆地深部富铀烃源岩活化,经汇流体系运移,再到盆地有利赋矿砂体聚集成矿的物理、化学和生物作用的过程,主要包括铀源、汇流体系和富集体系三部分。铀源外源是指在产铀盆地边缘大面积出露的富铀基底和岩石;内源是指含矿目的层本身的含铀建造,是在沉积成岩过程中形成的铀预富集;盆地深部富铀烃源岩在高温-高压条件下排烃,通过活动断裂可为浅部砂岩铀矿提供铀源。富铀物质从铀源区风化或活化搬运迁移到赋矿砂体并在砂体中运移的统一过程称为铀成矿汇流体系,沉积盆地的含铀物质主要在沉积期和成矿期通过汇流体系进入赋矿层位中。铀富集体系是砂岩中还原性物质或微生物等将含铀流体还原沉淀富集成矿的相关整体。鄂尔多斯盆地西南部具有浅部渗入、深部渗出汇流体系特点,渗入与渗出汇流体系的相互叠加改造对铀成矿也起到了比较重要的作用。

基于COMSOL+PHREEQC耦合数值模拟的浸出试验--以内蒙古某铀矿浸出工艺试验为例

室内浸出工艺试验是联系科研和工业生产的必要环节,针对可地浸砂岩型铀矿浸出工艺室内试验条件与工业生产条件不同、物理试验组数多、矿岩采取困难等问题,提出了一套基于COMSOL+PHREEQC耦合的地浸采铀柱浸数值模拟模型构建方法,并以内蒙古某铀矿浸出室内试验(物理试验)为例,开展了物理试验与数值模拟试验对比研究。结果表明:采用基于COMSOL+PHREEQC耦合的数值模拟法,在酸法浸出室内柱浸试验模拟方面,具有良好的可行性;相同压力条件下,pH、U、Fe^(3+)、Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)等溶出组分的浸出规律基本一致,峰值出现的时间相对较吻合;不同压力条件下,数值模拟模型的结果符合压力调节情况下的一般规律;所建数值模拟模型在U、Ca^(2+)浓度峰值大小方面尚存在差异,需要进一步完善模拟模型。

中国铀矿资源成矿地质特征与资源潜力分析

铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产,为摸清其资源潜力,科学规划资源勘探、开发与利用,铀矿与其他25个重要矿种一同开展了全国性的资源潜力评价工作。在项目开展过程中,通过对中国铀矿资源特征、铀矿床类型(成因类型和预测类型)、时空分布研究,总结了中国铀矿的成矿规律。评估工作全面梳理了中国铀资源勘查成果与最近铀矿勘查工作进展,总结了中国铀矿时空分布特征及规律,划分了29个铀成矿区带和20个铀成矿远景区带;建立了4大类9类21亚类铀矿床类型划分方案,划分了50个铀矿预测类型;采用矿床模型综合地质信息法完成了共49个铀成矿(远景)区带的资源潜力评价工作;并对各区带潜力评价成果进行了全面的统计与分析。上述研究成果综合分析、评价了我国铀资源潜力,为未来的铀矿找矿工作和核能发展规划提供了依据。

酸法地浸采铀中矿物溶解/沉淀量空间演化的逆向模拟

地浸采铀过程中沿溶浸液流向不仅铀矿物被溶解,同时伴随有大量其它矿物的溶解,沿溶浸液流向矿物溶解、沉淀(形成)量具有随溶浸液运移距离增长而增高的规律。以巴彦乌拉铀矿C1_(2)采区南部抽注单元为研究对象,采用逆向模拟方法探讨了沿溶浸液运移方向,矿物溶解、沉淀(形成)量空间分布特征与规律。结果表明:酸法地浸采铀过程中溶浸液运移至27.10 m时,发生溶解的矿物主要有钙长石(溶解量16.95 g/L)、钠长石(溶解量2.8 g/L)、钾长石(溶解量2.00 g/L)、赤铁矿(溶解量8.74 mg/L)、黄铁矿(溶解量7.72 mg/L);发生沉淀的矿物主要有石膏(沉淀量10.45 g/L),新形成的矿物主要有伊利石(形成量13.65 g/L)、高岭石(形成量3.90 g/L)。矿物溶解、沉淀(形成)量具有沿程不断增大的空间演化规律,并在空间上具有一致性,长石发生黏土化蚀变和石膏沉淀是造成酸法地浸采铀中含矿层堵塞的重要机制。

纳米比亚罗辛大型白岗岩型铀矿床

罗辛（Rossing）铀矿床位于纳米比亚中西部,距首都温得和克（Windhoek）约200 km,是世界上最大的白岗岩型铀矿床（图1）。该矿床目前为世界天然铀资源的主要提供者之一,生产的铀矿约占世界年产量的7%。20世纪初期,人们在罗辛地区的伟晶岩中发现了放射性物质的存在,以后陆续圈定出一些放射性异常带。

桃山-诸广山铀成矿带矿床类型和成矿特征及时空定位模式

为了进一步摸清和扩大产有大量铀矿床(点)的重要铀成矿带及其老矿区的资源潜力,指导本区带新一轮的铀矿勘查工作,选取了铀资源潜力大且研究程度相对较高的桃山—诸广山铀成矿带作为研究对象,系统研究了本区铀成矿地质背景和成矿条件,详细解剖了区内典型铀矿田及其铀矿床的成矿特征。

2D电法监测地浸采铀溶浸剂运移过程探讨

为提高砂岩型铀矿地浸开采效率,需要掌握注入含矿层的溶浸剂溶浸范围,但目前铀矿山还没有高效的观测手段。酸法溶浸剂的主要组分是硫酸,其浓度高达15 g/L,会显著改变含矿层中地下水电阻率。电法勘探对地下介质电阻率变化反应灵敏,为溶浸剂运移观测提供了可能。以我国内蒙古某酸法地浸铀矿为背景,通过数值算例,探讨双偶极、温纳、施伦贝尔三种高密度电阻率装置探测因硫酸运移产生电性异常区域,并通过电性异常区域反向圈定硫酸的溶浸区域。结果表明,三种装置均能够观测到100 m深度因溶浸剂运移产生电性变化区域的视电阻率响应,其中双偶极装置的观测效果和圈定效果最好,其反演结果能够较好地划分电性异常区域的左右边界,60 d后的反演低电阻异常区域面积与对应时刻溶浸区域面积较为吻合。井测线观测装置对地下电阻率变化的灵敏度要高于纯地表测线观测方式,但成本也更高。

诸广南铀矿田脉岩地球化学与地质年代学特征——对“交点型”铀矿床成因的启示

我国华南东南部产出众多的花岗岩型铀矿床(热液型),以诸广南、贵东铀矿田为代表,是我国最重要的铀产区之一。矿区内多产出镁铁质(中基性)和长英质(酸性)脉岩,且脉岩经历了广泛的热液蚀变,蚀变类型包括硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和赤铁矿化,与铀矿体附近的蚀变类型相似。镁铁质脉岩烧失量高,体现其富含挥发分,主量元素在一定程度上保留了源区的地球化学特征,K2O含量偏高,TiO2和∑FeO含量较低,Na2O<K2O。与蚀变的镁铁质脉岩相比,矿化的镁铁质脉岩Fe2O3/FeO值明显偏高,且Zn、Mo、Th和REE含量同样较高;而V、Cr和Ni元素含量则偏低。这些镁铁质脉岩的稀土元素配分模式(以C1球粒陨石为标准)显示从LREE到HREE具有负斜率,负δEu异常和几乎无δCe异常。矿石相较于未矿化的脉岩蚀变样品,显示出明显的轻、重稀土元素富集(Eu元素除外),这一现象与沥青铀矿中富含稀土元素相关。镁铁质脉岩的40Ar/39Ar定年显示,其侵位时间可能老于131 Ma,为~140 Ma。而伟晶岩脉的侵位年龄为161.81±0.85 Ma(白云母坪年龄)。所有样品的40Ar/39Ar测年结果显示:诸广南铀矿田的区域热液蚀变事件不早于66.0±1.1 Ma。鉴于前人的U-Pb定年结果,华南地区东南部的矿床主要形成于两个阶段,分别为贵东铀矿田的100~110 Ma和诸广南铀矿田的52~65 Ma。这些铀矿田的成矿年龄通常比区域上的脉岩侵位晚数千万年,因此区域铀矿化与镁铁质脉岩的侵位没有成因关系。

相山铀矿及其伴生稀土资源生物浸出研究

为了对相山铀矿伴生稀土资源进行有效的经济开发,研究了利用一株全新的具有特异性铀识别能力的微杆菌Microbacterium sp.6-1对相山富稀土铀矿石进行浸出。结果表明:该株微杆菌可定向附着在含铀矿物表面,高效浸出铀元素及伴生稀土元素。在30 d内可浸出原岩约81%铀元素和约62%稀土元素,且能进一步富集浸出液中重稀土元素。研究结果对综合开发铀-稀土伴生矿资源具有重要参考意义。

我国核素铀检测技术及标准现状综述

随着核科学的发展,核素铀的检测和处理变得至关重要。国家已制定多项标准来规范核素铀检测行业,但是早期的标准已难以满足当前的需求,亟须制定符合行业发展需求的核素铀检测标准,同时还要建立灵敏度更高、检出限更低、精确度更好的检测技术。本文深入分析了当前铀核素检测技术的发展现状,以及国内相关标准的适用情况,旨在为铀核素检测标准的更新和完善提供科学的依据和参考。

不能遗忘的一次铀矿地质考察

在撰写《我国铀矿地质发展历程及主要经验》一书查阅相关资料时,未发现1989年以核工业地质局局长王陞学为团长的代表团到苏联进行访问情况的文字记载。这次访问是上世纪80年代中苏关系恢复后,中国铀矿地质界对苏联的首次访问,对中国铀矿地质发展的影响很大,是不能遗忘的一次铀矿地质考察。