气体循环对氦屏蔽效应下铀流通床吸氢性能的具体影响

通过定容吸附实验及气体循环吸附实验,验证分析氦气对铀流通床吸氢时的屏蔽效应;探究气体循环对氦屏蔽效应下铀流通床吸氢性能的具体影响。结果表明,氦气对铀流通床吸氢时产生了明显的屏蔽效应,氦气浓度越高,产生的氦屏蔽效应越明显;气体循环能减轻铀流通床吸氢时的氦屏蔽效应,使铀吸氢性能提升;氦浓度增加,减轻效果削弱;氢分压极低时,可以通过增加循环时长来提高吸氢效率。

砂岩铀矿床新构造渗出成矿作用

砂岩铀矿床,特别是产于油气盆地中的砂岩铀矿床是铀矿床的重要类型。油气盆地的完整的补-径-排水动力系统是砂岩铀矿形成的基本动力学条件,但这种“补”是通过盆缘山体蚀源区“补”还是通过盆地深部流体“补”,这种“径”是沿着砂岩层由高处往低处径流还是由低处向高处径流,以及成矿后的流体是如何排出的,都没有充分的论据进行过论述。砂岩型铀矿成矿物质来源、运移和沉淀富集机理仍是有待解剖研究的重大理论课题,为此,笔者换了个视角,从盆地深部烃源岩提供成矿物质来源的思路,重新思考砂岩铀矿的沉淀富集机理。研究认为,砂岩铀矿床是新构造期渗出成矿作用下的产物,铀及伴生元素来源于盆地深部烃源岩(内源或深源),而不是来源于现代蚀源区(外源或浅源);铀的迁移是在新构造期切层断层发育并成为导矿构造的前提下,在强还原环境中以有机络合物形式存在的铀等金属元素,由深部向浅部迁移,而不是在氧化带中以碳酸铀酰络合物形式由浅部向深部渗移;铀等元素的沉淀是由于氧化还原作用而发生的,具体说是先氧化后还原而形成的,而不是直接由还原作用形成的。最后建立了油气盆地砂岩铀矿床新构造渗出成矿模式。

螺杆马达复合动力切割在地浸钻孔施工中的应用——以巴音青格利矿床为例

为提高埋深大、致密矿层的切割速度,以鄂尔多斯盆地北部巴音青格利矿床研究区的地浸采铀钻孔为对象,进行了常规切割工艺和螺杆马达复合动力切割工艺研究,获得了螺杆马达复合动力切割工艺在该研究区的应用参数。结果显示,螺杆马达复合动力切割工艺的切割速度较常规切割速度提升102.8%,切割质量满足地浸钻孔要求,应用前景广泛。针对现阶段切割效果,建议引入带扶正器的螺杆马达、设计新型切割刀具,同时配套建立相应施工流程,以进一步提高切割质量。

流化床离子交换从含铀废水中吸附铀

研究流化床离子交换从含铀废水中吸附铀的过程。结果表明,在吸附溶液pH=3左右,铀浓度15～36mg/L,塔有效吸附段高6.65m的条件下,采用30～40m/h的空塔线速度,流量比400～600,用新旧树脂吸附都可使吸附尾液中的铀浓度≤0.1mg/L。

中国北方晚中生代陆相盆地红-黑岩系耦合产出对砂岩型铀矿成矿环境的制约

为研究中国北方陆相盆地红层-黑色岩系对砂岩型铀成矿的制约,文章研究了国内外红-黑岩系与砂岩型铀矿赋存岩层的时空关系,筛选了10万余m岩心钻探资料,选择准噶尔、鄂尔多斯和松辽盆地这3个典型产铀盆地,通过编制盆地钻孔柱状图、典型地区连井剖面图及关键岩层的地球化学测试等方法,对红-黑岩系和砂岩型铀矿的赋存岩层进行了垂向、横向上综合分析与对比。研究发现:北方陆相盆地自西向东铀矿赋存地层的时代由中侏罗世过渡到晚白垩世;晚中生代至少存在6次大规模的富氧红层沉积事件:Ⅰ中侏罗世—晚侏罗世早期(BathonianOxfordian),Ⅱ早白垩世早中期(Berriasian-Barremian),Ⅲ早白垩世中期(Barremian),Ⅳ晚白垩世早期(Cenomanian),Ⅴ晚白垩世中期(Coniacian)和Ⅵ晚白垩世晚期(Campanian)。其中第Ⅰ、Ⅴ和Ⅵ期红层之下沉积了时代相近的黑色层,与之构成"红-黑岩系"的沉积结构,是北方砂岩型铀成矿的3个重要层位。典型盆地内地球化学表明,红层与黑色层的B、Sr和Cu元素含量及Fe^(2+)/Fe^(3+)、B/Ga、Sr/Cu和FeO/MnO比值具有明显的差异,结合黑色岩层中草莓状黄铁矿、碳屑、油斑和红层中碳酸盐岩的发育,认为红层为相对较强氧化环境,黑色层为相对较还原环境。连井剖面资料显示红层、黑色层与砂岩型铀矿空间关系密切,铀矿多产于红层与黑色层之间过渡带上,呈板状矿体赋存于灰色、绿灰色砂岩和细砂岩中。一般红层与黑色层垂向距离超过500 m不利于成矿。晚中生代陆相盆地内耦合产出的黑色岩系和红色岩系是古沉积环境由还原向氧化转变形成的垂向分带,前者为铀矿物质沉淀提供了"障",后者为表生流体溶解铀矿提供了"场"。文章初步提出了红-黑岩系垂向环境变化制约着北方陆相盆地砂岩型铀大规模成矿作用的新认识。这些认识不仅对砂岩型铀矿成矿环境、成矿规律及成矿模式研究具有重要意义,更对目前正在开展的砂岩型铀矿勘查工作具有实践指导意义。

铀床氚残留量的测量

分别采用直接测量法、同位素交换法和溶解法测量铀床中的氚残留量,并分析了这三种测量方法在本实验条件下的误差,直接测量法测量铀床的氚残留量的结果如下:铀床的氚残留量为2.68%,即每克铀含(0.0308±0.0003)mmol氚气:当压力读数在1500～133332 Pa之间时,基于理想气体状态方程的测量方法(简称PVT法)的标准差小于0.95%.同位素交换法测量铀床氚的结果如下:加热充分解吸过的铀床经多次同位素交换后,其交换效率仅为2.84%,即不到3%(摩尔分数)的氚被氘气载带出来,其同位素交换法测量的标准差为7.35%.溶解法能够彻底地测量铀床中残留的氚,其溶解法测量的标准差为6.49%。

内蒙古东胜地区侏罗系砂岩铀矿体与煤层某些关联性

金属成矿与有机成藏的关联性是成藏成矿动力学研究的重要课题,东胜砂岩铀矿体与煤层或煤层气是何种关联尚不清楚。文中以多年勘探事实为基础,研究表明,东胜铀矿区铀矿体与煤层平面位置重叠或相近,剖面中铀矿体上下均有煤层,铀矿体与煤层垂距2～15m,两者厚度变化相互响应,铀矿体与煤层具有内在关联性。铀储层酸解烃类主要是CH4,与来自煤层的煤层气主成分一致,铀储层中从砂岩铀矿石,到铀矿化砂岩,再到无铀矿化砂岩,酸解烃类含量依次(CH4分别为569.43μL/kg、174.93μL/kg、156.12μL/kg)降低,铀矿化与煤层气内在关联明显。煤层、尤其是由它产生的煤层气是铀储层中铀矿物沉淀和成矿的重要还原剂,煤层及其厚度的变化可以作为本地区砂岩铀矿体勘探的有机质标志。

保源地区碳硅泥岩型铀矿床成因

在系统研究区域地质及铀矿化地质特征的基础上，本文通过铀矿床铀源、稀土元素特征，氢、氧、碳、硫同位素组成特征及铀成矿年代学研究，提出了多期次累聚成矿作用（特别是热液叠加改造成矿作用）是形成该区碳硅泥岩型铀矿床较普遍而重要的铀成矿作用。

某包裹型铀钼矿沸腾焙烧工艺试验研究

对某包裹型铀钼矿进行了沸腾焙烧试验研究,结果表明,在焙烧温度530~570℃、空气过剩系数1.1、操作气流速度0.55m/s的条件下进行焙烧,能达到较好的氧化效果,沸腾炉床能率为78.9t/(m^2·d)。为进一步验证最佳焙烧条件,对焙烧矿进行酸浸试验,铀和钼浸出率分别达到89.2%和82.6%,研究结果可指导工业炉设计。

酒泉盆地砂岩型铀成矿规律及白垩系找矿方向

通过对典型砂岩型铀矿床(点)的综合对比,分析了铀矿地质特征,总结了酒泉盆地白垩系砂岩型铀矿成矿规律,明确了白垩系红层找矿标志。酒泉盆地下白垩统新民堡群为主要找矿目标层,其中花海盆地主攻目标层位为下沟组,酒西盆地主要目标层位为赤金堡组,酒东盆地为下沟组和中沟组。扇三角洲平原和扇三角洲前缘相为下白垩统新民堡群有利的沉积相带。酒泉盆地砂岩型铀矿主要控矿因素有构造、层位及岩性-岩相、后生氧化改造和铀源;铀成矿具有近铀源成矿、铀矿化大多发育在富铀花岗岩体周缘的富含炭屑的灰色砂体中、铀矿体主要发育在棕红色砂泥岩和灰色砂岩的过渡带中、铀成矿类型以沉积成岩为主叠加潜水氧化等规律。通过综合分析认为,相对稳定且适度抬升的构造斜坡带、长期隆升的富铀花岗岩体周缘、红色建造和灰色建造的过渡带、有利的容矿砂体及炭屑密集区或油气叠置区和多期次氧化作用叠加部位可作为酒泉盆地白垩系红层找矿方向。

化工流化床技术在铀燃料循环工业中的应用

阐述了化工流化床技术在铀燃料循环工业各个过程中的具体应用,包括铀矿石浸析、铀化学转化、铀同位素富集、水堆燃料元件制备、高温气冷堆燃料元件制造、乏燃料后处理、铀燃料工业三废处理以及新型流化床核反应堆概念设计等过程。概述了各种应用流化床的类型和构造,结合具体应用过程评价了各种流化床的设计特性和优缺点,展望了流化床技术在铀燃料循环工业中的未来发展方向和广阔应用前景。指出必须结合我国核电快速发展的新趋势和新要求,加大针对铀燃料工业中的流化床应用技术研究,特别是气固流化床的基础研究工作。

UO_2氢氟化生产UF_4新型反应器的研究

根据ＵＯ＿２氢氟化反应的动力学特性，提出了一种用于氢氟化过程的新型反应器─—“７”型炉反应器，并进行了中试研究。结果表明，在保证产品ＵＦ＿４含量≥９３％的情况下，尾气ＨＦ浓度＜５％，达到了国际先进水平。

砂体非均质性是铀成矿的关键因素之一——鄂尔多斯盆地东北部铀成矿规律探讨

在鄂尔多斯盆地东北部 ,铀成矿与直罗组底部砂体的非均质性关系密切。砂体非均质性主要表现在平面和垂向上 ,其中 ,砂体平面非均质性可以通过砂分散体系来表征 ,而垂向非均质性则可以通过隔挡层和沉积物粒度来表征。在平面上 ,铀成矿主要分布于辫状河沉积体系向辫状河三角洲沉积体系过渡的辫状分流河道一侧 ,最佳成矿区则位于辫状分流河道砂体的频繁分岔处和从无隔挡层到隔挡层突发区的河道砂体边缘 ,且随着隔挡层数量和厚度的增加 ,铀成矿几率和品位逐渐降低 ;在垂向上 ,隔挡层的存在可以导致多个垂向序列单元、层间氧化带和铀矿卷头的发育。统计发现 ,中砂岩和细砂岩是铀成矿的最佳载体 ,所以在每个垂向序列单元中 ,铀矿通常位于辫状分流河道砂体的中下部。铀的成矿机理一方面可能是砂体非均质性通过对成矿流体运移状态的影响进而实现对铀成矿的控制 ,另一方面可能与沉积环境相变导致还原性物质的增加有关。通过砂体非均质性研究而总结的铀成矿规律是进行铀成矿空间定位和预测的基础。

地浸采铀矿层堵塞的化学解堵探索性研究

在对地浸采铀时注液对矿层造成的地层伤害因素及伤害程度进行分析的基础上,进行了有针对性的解堵剂筛选及研究,通过化学解堵有效地解决了试验块断的地层堵塞。

带管道铀床回收氘气过程分析

在ICF实验用微球靶充气工艺系统中,通过测试管道中氘气压强p与时间t的变化关系,研究了室温下铀床回收氘气的动力学过程。用数据处理软件Origin拟合p-t曲线,得到了氘气吸收速率方程,讨论了速率方程中各参数的物理意义以及影响因素。9×10-4m3氘气罐中初始压强p0=0.6MPa的氘气通过长2.3m、孔径1～2mm不锈钢管道,与铀床反应30s后压强降为0。通过计算流体平均雷诺数Re发现,随着压强不断下降,氘气在管道中流动状态逐渐从湍流向层流转变。压强随时间的变化规律符合一次指数衰减曲线,t=0～12s时湍流状态下的速率方程满足p(t)=y0+A1exp(-t/t1)(y0=0.05～0.1MPa,为非湍流状态下铀床的吸氘量;A1=0.5～0.6MPa,为反应初始氘气量;t1=3.3～3.7s)。该过程可看作一级反应,决速步骤为氘气在管道中的扩散,反应速率常数k=1/t1,半衰期τ=t1ln2。在室温(20℃)下,减少铀床中初始氘含量可提高反应速率常数k。层流状态下的回收过程需进行进一步探讨。

密实移动床吸附塔吸附及多塔串联淋洗的研究

本文叙述300mm×6000mm密实移动床吸附塔对新疆七三七矿地浸液的吸附工艺试验结果。试验使用201×7强碱性阴离子交换树脂，与由下进料方式的原料铀溶液呈逆流操作，其传质高度6m。原料液来自地浸生产线，铀浓度为46～49mg／L，进料空塔线速度35～45m／h，树脂工作容量58～63mg／g（干）．尾弃铀浓度均＜lmg／L。淋洗采用四塔串联，传质高度1．8m，淋洗剂1mol／LNaCl＋0．05mol／LH2SO4，空塔线速度2m／h，合格液铀浓度6．6～7．7g／L，贫树脂含铀0．24～0．4g／L。结果表明，密实移动床吸附塔处理新疆七三七矿地浸液是适用的。

潮水盆地平易凹陷南缘航放异常区铀找矿前景分析

潮水盆地是河西走廊北侧阿拉善台隆中部的中新生代伸展断陷盆地。盆地中分布砂岩型、泥岩型、煤岩型4个铀矿床,13个铀矿点及数十处铀矿化点。通过对潮水盆地平易凹陷一带分布的航空放射性异常查证结果分析,结合盆地成矿地质背景、成矿特征、铀源、找矿目的层特征等,探讨了潮水盆地平易凹陷南缘铀找矿前景。分析认为,在平易一带白垩系存在有利的找矿目的层段,是找矿的突破口,航空放射性异常区是重点找矿地段,值得进一步探索。

固定床生物反应器模拟溶浸采铀吸附尾液中Fe^(2+)的氧化试验

以活性炭作载体固定嗜酸氧化亚铁硫杆菌,构建固定床生物反应器,模拟溶浸采铀矿山吸附尾液全Fe浓度和溶液pH条件,对生物反应器氧化Fe2+工艺参数进行了试验研究。结果表明:活性炭作载体比无载体时生物反应器氧化Fe2+速率增加了1.4倍,由0.5g.L-1.h-1增大至1.2g.L-1.h-1;生物反应器运行过程中溶液中全Fe因生成铁钒而不断消耗,需要定期清理反应器中的铁矾和补充FeSO4以保持溶液中全Fe浓度;生物反应器最优的操作条件是:底部通气,Fe2+浓度为5g.L-1时,溶液流量为1.2～1.4L.h-1;Fe2+浓度为1g.L-1时,溶液流量为5.4L.h-1。

采用碱性解吸系统从加工地浸液的饱和树脂中回收铀

以碳酸钠-硫酸铵溶液作解吸剂，采用密实移动床从饱和树脂中解吸铀，所得合格液铀浓度高达10g／L左右。然后加热合格液沉淀铀并回收试剂，制得的黄饼含水量约60％，含铀量＞60％（干基）。通过冷凝和吸收从加热放出的气体中回收了约70％的CO2和几乎全部的NH3，回收的试剂和沉淀母液可返回重新利用。

酸法地浸采铀废水离子交换与中和试验研究

对酸法地浸采铀矿山放射性污染的地下水进行了强碱性阴离子交换树脂吸附除铀,和石灰石消除除铀尾液酸性的试验研究,研究结果表明,经过两阶段处理的地下水,其中pH值、V及TFe的指标均达到或基本达到Ⅳ类地下水允许标准,Eh、U、Al的指标达到开采前的本底值范围。