探采结合技术在新疆砂岩型铀矿中的应用

以新疆蒙其古尔P0线以西的矿床为研究对象,针对其矿体变化系数大、埋藏深、赋存条件复杂、规模化开发困难等问题,采用勘探钻孔与生产钻孔相结合的“探采结合”一体化模式,使勘探钻孔的利用率达到了61%,节约了钻孔投入成本,提高了资源质量,缩短了矿床建设周期,减少了植被破坏,做到了矿山绿色可持续发展。该技术经济效益及环境效益显著,为复杂砂岩地浸铀矿开发提供了新思路、新方法。

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ34SV-CDT=-68.4‰~22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ13CV-PDB=-10.2‰^-7.4‰,δ18OV-PDB=-9.6‰^-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO4^2-产生的H2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。

反硝化细菌生物反应器去除地浸采铀矿山退役采区地下水中NO_3^--N的试验研究

地浸采铀矿山退役采区地下水的NO3--N污染是一备受关注的问题。本文通过对取自某地浸采铀矿山退役采区的污泥进行驯化,得到了能去除地浸采铀矿山退役采区污染地下水中NO3--N的反硝化细菌,自行设计了上流式固定床反硝化细菌生物反应器,研究了pH值、C/N比和水力停留时间(HRT)对反硝化细菌生物反应器去除地浸采铀矿山退役采区污染地下水中NO3--N的影响。研究结果表明:当进液pH值为6.50、NO3--N浓度为1 000mg/L、HRT为2.3h时,NO3--N的去除率和去除速率分别达97%和388mg/(h.L),生物反应器处理废水的能力达0.35m3/(h.m3);当进液NO3--N浓度为550mg/L、HRT为1.4h时,NO3--N的去除率和去除速率分别达96%和368mg/(h.L),生物反应器处理废水的能力达0.62m3/(h.m3);反硝化细菌生物反应器适宜的运行条件是pH值为5.00～8.00,C/N比为0.6～0.8。

耐冷嗜酸硫杆菌快速氧化地浸采铀吸附尾液中Fe^(2+)

为解决中温菌在低温吸附尾液中作氧化剂时生长繁殖慢、氧化Fe^(2+)速率低等问题,实验结合新疆某酸法地浸采铀现场生产实际,选取耐冷嗜酸硫杆菌作为氧化剂,以生物陶粒为挂膜载体,在生物反应器内对细菌进行固定化培养,研究了细菌快速氧化吸附尾液中Fe^(2+)规律。实验结果表明,选用的生物陶粒具有高孔隙率、高透水性、高吸附性和高比表面积等特点,对细菌有较好的吸附固着效果,有利于细菌的生长繁殖,提高了细菌氧化Fe^(2+)速率;生物陶粒在pH 1.6~1.7的吸附尾液中具有较强的耐酸性和稳定性;当通气量为20L/h、吸附尾液温度为17~19℃、流量为500L/h时,生物反应器连续氧化Fe^(2+)速率达到0.85g/(L·h);与H2O2作氧化剂相比,可以节约费用约72.6%,为实现细菌作氧化剂的工业化应用提供了有力依据。

地浸采铀过程中的矿层解堵增渗技术及现场应用

针对某矿床CO_2+O_2地浸采铀过程中有碳酸盐与黄铁矿被大量浸出造成浸出液中Ca^(2+)、Fe^(2+)/Fe_总及SO_4^(2-)浓度过高,钻孔抽、注液量较低的现状,初步分析了主要堵塞物及常规方法洗孔效果不佳的原因,研究了活化剂、综合解堵剂、防膨胀顶替液解堵增渗效果,并在生产中加以应用。试验结果表明:解堵剂中加入表面活性剂及氢氟酸进行化学洗孔,可有效解决矿层堵塞问题,并可防止地层受到二次伤害,钻孔恢复运行后抽、注液量均高于正常水平,效果维持时间达130d左右。

某铀矿地浸采铀钻孔施工中缩径卡钻原因分析及解决措施

针对某砂岩铀矿床地浸采铀钻孔过程中发生的缩径卡钻事故,分析钻孔施工中缩径和卡钻的原因,根据工程现场的地质条件和施工技术水平,结合地浸工艺钻孔施工特点,提出了改进施工技术、调整泥浆配比、配置大功率泥浆泵、减少施工间断时间等解决措施。实践验证明,这些措施能够有效地控制钻孔缩径卡钻事故的发生。

地浸铀矿山钻井施工中钻井设备对钻速的影响

对新疆某地浸铀矿山钻孔施工中使用的不同型号钻机、钻具和泥浆泵的主要参数及技术钻速进行总结和分析,以研究钻井施工设备对技术钻速的影响规律.结果表明,在钻孔深度为350～500 m的条件下,转盘式钻机的技术钻速略高于立轴式钻机.为了获得较快的技术钻速,建议采用额定功率高于90 kW的钻机和泥浆泵,且泥浆泵的额定流量不低于850 L/min,配套的钻铤直径在156 mm以上、长度不小于9.5m,钻杆直径在89 mm以上、长度不小于9.6m.

DNB去除地浸铀矿山污染地下水中NO_3^-的研究

针对地浸铀矿山污染地下水,开展了溶液pH、ρ(COD)/ρ(NO3-)、不同碳源及温度等因素对反硝化细菌(DNB)去除地浸铀矿山污染地下水中NO3-的影响研究。研究结果表明,DNB去除NO3-最适宜的pH为6~8,pH≤5时NO3-的去除率明显下降,随着NO3-去除过程的进行,溶液趋于中性;ρ(COD)/ρ(NO3-)≥1时,NO3-的去除率可达到90%以上,ρ(COD)/ρ(NO3-)<1时,DNB脱氮受到抑制,适宜的ρ(COD)/ρ(NO3-)为1~1.5;碳源影响DNB脱氮速率,乳酸钠、甲醇、乙酸3种碳源中乳酸钠效果最好;氧化还原电位在-50^-200 mV时,电位绝对值越大DNB脱氮速率越快;溶解氧(DO)对DNB去除NO3-影响较大,(ρDO)<1 mg/L时,DNB脱氮进行顺利;温度对DNB去除NO3-效果影响较大,温度高,DNB去除NO3-速度快,当温度为17℃时,DNB对NO3-仍能保持较好的去除效果。

地浸采铀中单位面积酸耗概念及其应用

针对由常规搅拌浸出试验计算出的酸耗明显小于现场实际酸耗的问题,提出了单位面积酸耗的概念;论述了该酸耗的计算方法;结合实例对单位面积酸耗进行了应用分析,对其结果进行了讨论。结果表明,单位面积酸耗可以较准确地代表矿床地浸采铀的实际酸耗。

钻孔割铣工具在地浸采铀中的应用

介绍钻孔割铣工具结构和工作原理,列举应用于地浸采铀中可行方案,以2个试验钻孔应用实例对方案进行了可行性验证,在此基础上对割铣工具优缺点及其应用前景进行了剖析。

地浸铀矿山自动化数据中间件系统设计与实现

针对地浸铀矿山生产的自动化控制程序,研制一款WinCC数据中间件系统。系统基于VB.Net语言开发,可将WinCC加密归档的历史数据自动转化为数据库标准数据。根据地浸铀矿山生产工艺和现场实际需求设计转存数据库结构,并开发了采区编辑功能。

地浸采铀搅拌浸出试验中的有关因素探讨

搅拌浸出试验是地浸开采最基本的研究工作之一.对试验中的搅拌、浸出时间、碱性浸出中的氧化剂、洗涤液、样品质量和粒度等因素进行分析与对比.结果表明：搅拌可以保证扩散速度;对于含易浸铀矿物和低酸耗矿物样品,其浸出时间为1～2 d较合适,而含难浸铀矿物和慢酸耗矿物样品的浸出时间以3～4 d为宜;碱性浸出时采用高锰酸钾作氧化剂比双氧水效果好;液计浸出率可用抽滤液单独计算,不用分析洗涤液铀浓度;样品研磨至1 mm时,试验用质量在60 g较合适.通过控制上述试验因素,可以提高不同岩性样品的适用性,提供更可靠的数据.

几种进度控制方法在某地浸铀矿山钻孔工程中的应用

以新疆某地浸采铀钻孔施工项目为研究对象,分析了目前工程在进度管理中存在的问题;在现有进度控制的基础上提出通过持续时间、实物工作量和投资量3种进度指标来评价项目进度;采用横道图法、S曲线法和赢得值法作为进度评价的手段和工具,对原先的进度控制系统进行了优化。

分光光度法测定重铀酸盐中的磷酸根

建立磷钼蓝分光光度法测定重铀酸盐中磷酸根的方法，研究显色条件，考察共存离子的干扰情况。结果表明：显色体系磷酸根质量浓度在0．6～4．9μg／mL范围内，线性良好，线性相关系数〉0．999；样品加标回收率为97％～104％，在磷酸根质量分数为1．10％时，测定结果RSD为2．3％；4mg SiO2、6mgFe、400mg Cl-、4．5mg Ge对磷酸根的测定没有影响。

浅谈中国铀矿冶系统分析测试实验室质量保证体系的建立

建立了适用于铀矿冶系统分析测试工作特点的分析测试质量保证体系。对提高铀矿冶系统分析测试实验室规范化管理水平、加强实验室质量控制管理、加强分析测试人员技术能力培训及管理等方面进行了探讨。

桂北摩天岭西段高堤地区脆韧性变形特征与铀成矿关系

桂北摩天岭位于江南造山带西南端,是九万大山-元宝山铀成矿区的重要组成部分。高堤铀矿点位于摩天岭西段,矿区内脆韧性变形发育,铀成矿潜力较大,但是脆韧性变形与铀成矿的关系不清晰,限制了区内找矿方向。本次研究对高堤地区进行野外构造特征识别与室内微观构造研究,发现区内麻木岭和梓山坪脆韧性剪切带走向NNE、倾向NW,发育长石旋转碎斑、云母鱼、S-C组构及书斜构造等,指示麻木岭和梓山坪脆韧性剪切带具左旋逆冲特征。区内早期发育的韧性剪切变形为先存构造,后叠加逆冲断层,同时在麻木岭剪切带上盘发生反冲断层,导致麻木岭剪切带以西花岗岩内发育的片麻理倾向SE,麻木岭剪切带以东片麻理倾向NW,及麻木岭剪切带上盘与其近平行的韧性剪切带产状倾向发生反转。结合铀矿体产出特征分析,认为麻木岭和梓山坪剪切带作为导矿构造,与深部沟通良好,其自身成矿空间有限、潜力较小;麻木岭剪切带上盘叠加的逆冲断层F_(1)、F_(2)和梓山坪剪切带旁侧韧性剪切带属配矿构造;F_(1)、F_(2)逆冲断层夹持区透镜体发育的裂隙系统和梓山坪剪切带旁侧糜棱岩面理构造为储矿构造。在此基础上,建立了高堤铀矿构造控矿模式,提出在高堤地区(即高堤屯)南东侧发育的麻木岭剪切带上盘断裂构造,即走向NNE、倾向SE的断裂破碎带是区内重要的找矿方向。

探采结合技术在蒙其古尔铀矿床P0线以西的应用

为了提高矿山企业的生产效率、降低生产成本,选择蒙其古尔铀矿床P0线以西地区作为试点,进行探采结合工程的布设原则以及施工工艺应用研究。实践表明,与传统施工流程相比,探采结合工程既达到了地质勘探目的,又满足了矿冶生产需要,做到了时间效益、经济效益、环保效益的优化。

表面活性剂对地浸生产液中铀的树脂吸附和淋洗的影响

地浸采铀是为核电可持续发展提供燃料的重要途径之一。表面活性剂在地浸中具有增高矿层渗透性、提高铀浸出率的潜在功效。为了研究表面活性剂在地浸采铀中的应用,验证表面活性剂的加入是否会影响地浸生产中树脂的性能,采用柱实验研究了OP-10、FSO、LVA、LF221等几种非离子表面活性剂及其复配物对地浸生产液中铀的树脂吸附和淋洗的影响。结果表明,生产液中加入50–100mg·L-1上述不同表面活性剂和复配物均对铀的树脂吸附没有产生影响,吸附曲线、树脂吸附容量、树脂的循环利用与不含表面活性剂的结果相一致。表面活性剂的加入能够提高淋洗液中铀含量的峰值,降低淋洗后树脂中残余铀含量,从而可以提升淋洗效率;其中以OP-10与FSO复配表面活性剂的效果最佳。因此,表面活性剂完全可以应用于地浸生产中。

高碳酸盐型铀矿床微酸中性地浸采铀试验

某砂岩铀矿碳酸盐含量高,为避免常规酸法或碱法地浸的化学堵塞,开展了微酸中性地浸试验。以0.3g/L的硫酸溶液为溶浸剂,双氧水、氧气为氧化剂。浸出体系pH控制在6.1~6.7避免了碳酸钙沉淀;Ca^(2+)、SO_4^(2-)分别不超过900mg/L和2 100mg/L,硫酸钙沉淀得到有效控制。酸液与矿石碳酸盐反应可获得400~450mg/L的HCO_3^-作为浸铀剂,在双氧水氧化条件下可使浸出铀浓度达到24~31mg/L,改用300~350mg/L的氧气则使铀浓度进一步升高到48~62mg/L。与常规酸法和碱法工艺相比,微酸中性工艺更有利于在浸铀的同时对硫酸钙和碳酸钙沉淀进行有效控制。

JCX3-3019多参数组合测井探管研制及其在地浸铀矿山中的应用

针对地浸铀矿山单参数物探测井效率低、仪器设备易损耗、测井参数对地浸采铀钻孔针对性不强等问题,优选了三侧向电阻率、单臂井径、自然电位和FD-3019定量伽马等4种参数,设计研制了JCX3-3019多参数组合探管。探管下放1次即可完成所有参数的综合测井,测井曲线图平滑稳定,新参数提高了对地层的辨识性,测井解释质量得到提升;测井时间由原来的6h缩短至2h,在效率显著提升的同时,也有效降低了仪器设备损耗、设备投资和测井风险。