CN106507863B

CN106507863B - 原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法

Info

Publication number: CN106507863B
Application number: CN200910123877.9A
Authority: CN
Inventors: 廖文胜; 姚益轩; 王立民; 赵海军
Original assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Current assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2029-11-27

Abstract

本发明提供一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其将酸溶液通过井孔自流或普通耐酸泵注入矿层，所用酸量为每米矿层0.3～0.5m³，反应1～2天后，再反抽洗孔至残液pH值为中性即完成酸化过程；上述酸溶液组成为：盐酸或甲酸，重量百分比为3％～8％；醋酸，重量百分比为0.5％～3％；柠檬酸，重量百分比为0.5％～2％；其余为水。本发明采用稀酸清洗方式，使用有效的酸添加剂和简单、易行的施工工艺，消除原地浸出采铀开采过程中井孔的堵塞，最大限度提高井孔的抽、注液能力。

Description

原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法

技术领域

本发明涉及一种原地浸出采铀过程中井孔的增抽增注方法，其可用于抽、注孔的洗孔，解除孔的各种堵塞，对于低渗透砂岩铀矿床，尤其有效。

背景技术

原地浸出采铀已成为我国主要的铀矿开采工艺，其开采的对象是砂岩型铀矿床。铀矿床能否采用原地浸出方法开采，除含矿情况外，其前提条件是含矿含水层有良好的渗透性能，能够保证抽注孔的生产量。但是，我国诸多砂岩型铀矿床，如鄂尔多斯盆地、二连盆地和松辽盆地，其渗透性差、承压水头低(易疏干)、碳酸盐胶结、粘土含量高，这导致井孔涌水量非常低。此外，在地浸开采过程中，由于施工作业的伤害，也导致矿层的渗透率降低，抽注孔水量减小。

对于以上情况，通常采用洗孔特别是酸法洗孔来提高井孔的涌水量。地浸采铀中，使用盐酸或氢氟酸进行洗孔，其工艺是直接将1～2桶工业酸直接倒入孔中，浸泡1～2天，然后用空压机将残酸洗出【1.李熙琪，张勇，王海峰，柳建祥，新疆某矿床16号线矿体地浸钻孔洗井工艺，铀矿冶，2003，22(1)：10-14.；2.王海峰、谭亚辉、杜运斌等编著，原地浸出采铀井场工艺，北京：冶金工业出版社，2002：88.】。这种方法工艺简单，但由于使用原酸，酸浓度很大(工业盐酸为30％，氢氟酸为40％)。不加添加剂的高浓度酸液在钻孔周围过度溶解地层矿物，产生大量敏感性铁、硅、铝等离子，对地层造成伤害，有时不但不能提高钻孔抽、注液量，反而会降低钻孔生产能力。此外，高浓度酸特别是氢氟酸几乎完全溶解矿层中的铀，这部分铀无法回收，浪费资源的同时会造成环境放射性污染。

考虑到以上地浸采铀洗井的不足之处，需要发明一种能有效提高地浸钻孔的涌水量，同时对矿层无伤害、铀的溶解少的酸化洗孔技术，以满足地浸生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其采用稀酸清洗方式，使用有效的酸添加剂和简单、易行的施工工艺，消除原地浸出采铀开采过程中井孔的堵塞，最大限度提高井孔的抽、注液能力。

实现本发明目的的技术方案：一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其将酸溶液通过井孔自流或普通耐酸泵注入矿层，所用酸量为每米矿层0.3～0.5m³，反应1～2天后，再反抽洗孔至残液pH值为中性即完成酸化过程；上述酸溶液组成为：

酸：盐酸或甲酸，重量百分比为3％～8％；

pH值缓冲剂：醋酸，重量百分比为0.5％～3％；

铁离子稳定剂：柠檬酸，重量百分比为0.5％～2％；

其余为水。

如上所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其所述的盐酸或甲酸的重量百分比为3％～8％。

如上所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其所述的盐酸或甲酸的重量百分比为5％

如上所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其所述的醋酸的重量百分比为2％；

如上所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其所述的柠檬酸的重量百分比为1％。

本发明的效果在于：本发明涉及一种原地浸出采铀过程中井孔的增抽增注方法，其使用经济、易得的原料配制酸液，通过简单的酸化施工工艺，可以显著提高地浸采铀钻孔的抽注液能力。由于酸浓度低和使用铁离子稳定剂，酸化过程对矿层几乎无伤害。同时，低酸液浓度，也显著降低了酸化过程产生的铀浓度，大大减轻了对环境的污染。

本发明方法可用于抽、注孔的洗孔，解除孔的各种堵塞，对于低渗透砂岩铀矿床，尤其有效。本发明方法也可用于其他埋深浅(＜700米)、压力低(静水位低于井口)的井孔的增抽增注，如水井、地热井，以及相似条件的原地浸出采矿，包括地浸采铜、地浸采金及地浸采稀土等。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法作进一步描述。

实施例1

本实施例对内蒙鄂尔多斯铀矿床进行实验，岩心取自SZ01-7号钻孔，用岩心钻取机在液氮冷却下钻取直径约2.5cm的圆柱体，然后在渗透仪LP-401(美国Temco公司)上进行岩心流动试验。岩心在试验前用空隙度仪HP-01(Temco公司)测得其空隙度，然后用模拟地层盐水饱和，饱和后的岩心置于渗透仪的岩心夹持器中，加模拟地层上覆压力(即围压)，即可进行酸化试验。

本实施例采用岩心36号在0.5ml/min流速下先用1g/L氯化铵溶液测定其基准渗透率，然后注入酸溶液20孔体积，酸溶液配方为5wt％盐酸+2wt％醋酸+1wt％柠檬酸溶液。之后，注入1g/L氯化铵溶液至渗透率基本稳定。岩心36号基准渗透率为1.10×10^-3μm²，经20孔体积盐酸体系酸液酸化后，渗透率增大至1.91×10^-3μm²，用氯化铵溶液驱替残酸及二氧化碳后，渗透率再上升至3.05×10^-3μm²，渗透率增大约185％。说明本方法有很好的改善渗透性效果。

实施例2

本例仍以内蒙鄂尔多斯铀矿床岩心(岩心3号)进行模拟实验。方法同实施例1，但采用7wt％甲酸+0.5wt％醋酸+2wt％柠檬酸溶液作为酸溶液。岩心3号起始渗透率为1.33×10^-3μm²，经甲酸酸液体系酸化后，渗透率最后增大至4.96×10^-3μm²，渗透率增大约273％。表明甲酸体系酸液也有很好的提高渗透率效果。

实施例3

在实验室模拟实验的基础上，本发明在内蒙鄂尔多斯地区铀矿床进行了酸化增抽增注的现场试验。本例试验选择了抽液量较小的监测孔GC01-1进行酸化，采用自流工艺注入酸溶液3.5m³(每米矿层用酸量为0.3m³、0.4m³或0.5m³)，酸液配方为8wt％盐酸+3wt％醋酸+1wt％柠檬酸。注完后，关井两天，使酸液基本反应完全，以提高酸的利用率，而后用空气提升方式进行反抽洗孔，直至残液成中性。

GC01-1孔酸化前抽液量为0.70m³/h，酸化后，同等水位抽液量增大至0.81m³/h，增抽率为16％。由于酸液浓度较大，该孔起始铀峰值浓度为273.4mg/L，但浓度降低很快，12小时左右即降至10mg/L以下，接近基准水平。而总返排时间为8天，这表明铀的溶解少，铁、钙、镁等敏感离子的产生量较大，使敏感离子较铀不易洗干净。

实施例4～7

同实施例3，在内蒙鄂尔多斯地区铀矿床选择了注液量较小的4个孔进行酸化洗孔试验。表1为4个注液孔酸化处理的效果。

表1钻孔酸化处理对注液量的影响

以上结果表明，本发明的酸化洗孔技术对砂岩型铀矿床地浸采铀工艺具有十分明显的增抽增注效果，可以显著提高钻孔注液能力。

Claims

1.一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其特征在于，将酸溶液通过井孔自流或普通耐酸泵注入矿层，所用酸量为每米矿层0.3～0.5m³，反应1～2天后，再反抽洗孔至残液pH值为中性即完成酸化过程；上述酸溶液组成为：

酸：盐酸或甲酸，重量百分比为3％～8％；

pH值缓冲剂：醋酸，重量百分比为0.5％～3％；

铁离子稳定剂：柠檬酸，重量百分比为0.5％～2％；

其余为水。

2.根据权利要求1所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其特征在于：所述的盐酸或甲酸的重量百分比为3％～5％。

3.根据权利要求2所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其特征在于：所述的盐酸或甲酸的重量百分比为5％。

4.根据权利要求1所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其特征在于：所述的醋酸的重量百分比为2％。

5.根据权利要求1所述的一种原地浸出采铀中井孔的增抽增注方法，其特征在于：所述的柠檬酸的重量百分比为1％。