CN106930738A - 盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地浸采铀技术领域，具体涉及一种盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺，目的是解决传统的硫酸法地浸和碱法地浸的开采工艺无法满足铀资源品质下降条件下的开采要求的技术问题。在实际使用中，本发明的溶浸工艺控制稳定，衔接紧凑，提高了抽注液能力，加速并实现了铀矿物的氧化，获得了含铀浸出液，并可满足后续生产浓缩处理条件。在十红滩1#采区浸采过程中，采用了该溶浸工艺，获得了注液能力从108m3/h提高到132m3/h，氧气得到有效溶解并注入含矿砂层中，获得在浸出液中的氧含量在18mg/l，浸出液铀浓度平均峰值27.8mg/l，单井铀浓度峰值64mg/l，实现了对该采区铀资源的开发，该采区铀资源回收率达76.5％的效果。
Description
技术领域
本发明属于地浸采铀技术领域，具体涉及一种盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺。
背景技术
在地浸采铀规模化推进的过程中，资源品质的高低直接反映到生产成本上，是决定生产投资决策的因素之一，随着优势资源的枯竭，地浸采铀将面临资源分散、砂层渗透性差、水文地质条件复杂，而开发这类铀资源的地浸溶浸工艺尚未形成技术规范，在未取得突破这种类型铀矿资源的开发工艺前提下，仍选用前期的酸法地浸和碱法地浸，一方面因抽注液量满足不了开发规模，造成开发周期长，累积形成高的铀资源开发成本，另一方面在溶浸过程中控制不当将造成永久性堵塞，使得地浸采铀活动无法继续进行，直至已建成地浸采区控制的铀资源变成“呆矿”、“死矿”。
发明内容
本发明的目的是解决传统的硫酸法地浸和碱法地浸的开采工艺无法满足铀资源品质下降条件下的开采要求的技术问题，提供了一种可以开发不具备酸法和碱法地浸条件的复杂铀资源的盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺。
本发明是这样实现的：
一种盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺，具体包括如下步骤：
步骤一：完成地面及井中管道连接后，在溶液配制槽中用工业盐酸制备溶液pH为4.5的酸性溶液；
步骤二：启动化工泵将步骤一中配置的酸性溶液通过输液管，气液混合器，井中输液管输送到注液井下端设置的过滤器处，酸性溶液通过过滤器与铀矿层形成连通，通过潜水泵，抽液输液管将输入到铀矿层中的酸性溶液提升出地表，进入水冶回收车间，然后进入溶液配置槽，实现酸性溶液向铀矿层运移的目的；
步骤三：重复步骤一和步骤二，当在溶液配制槽中配制的溶液注入到铀矿层的体积累积数达铀矿层砂层总孔隙体积的2倍时，且铀矿井注液能力和抽液能力均提高50％后，此时进行步骤四；
步骤四：在完成了步骤一、步骤二和步骤三后，在铀矿层的砂岩孔隙中的沉积物被酸性溶液溶蚀携带，铀矿物被裸露出来，此时在溶液配制槽中用工作盐酸制备溶液pH不低于5的酸性溶液；
步骤五：启动化工泵将酸性溶液通过输液管，通过氧气加入口将氧气细分到气液混合器，氧气和酸性溶液混合后由铀矿井中输液管输送在注液井下端设置的过滤器处，含氧溶液通过过滤器与铀矿层形成连通，通过潜水泵，抽液输液管将液入到铀矿层中的含氧酸性溶液提升出地表，进入水冶回收车间，然后进入溶液配置槽，实现含氧酸性溶液向铀矿层运移的目的；
步骤六：在含氧酸性溶液在铀矿层中运移，扩散过程中，溶解在含氧酸性溶液中的氧气对溶液运行通道中的铀矿物及需氧物质进行氧化，实现了本地浸采铀工艺中铀矿物的氧化；
步骤七：重复步骤五和步骤六，在地面观测由潜水泵，抽液提升管获得的在步骤六中在铀矿层中运移后的溶液，测量溶液中的氧气含量，当监测到有氧气时转入步骤八；
步骤八：在溶液配制槽中进行配制碳酸氢根离子浓度达550mg/L，溶液pH在6.5-6.8的溶液；
步骤九：启动化工泵将含碳酸氢根离子的溶液通过输液管，通过氧气加入口将氧气细分到气液混合器，氧气和含碳酸氢根离子的溶液混合后由井中输液管输送在注液井下端的过滤器处，含氧碳酸氢根溶液通过过滤器与铀矿层形成连通，通过潜水泵，抽液输液管将铀矿层中的含碳酸铀铣络合物的溶液提升出地表，进入水冶回收车间，进行铀金属回收，回收后的废液返回至溶液配制槽，经再次加工后实现含氧碳酸氢根溶液向铀矿层运移的目的；
步骤十：持续运行步骤九，直至在水冶回收车间回收的铀金属的量达到勘探得到铀金属量的65％以上时，溶浸结束。
配置步骤八的溶液时向溶液配制槽中加入碳酸氢钠或碳酸氢氨晶体。
本发明的有益效果是：
在实际使用中，本发明的溶浸工艺控制稳定，衔接紧凑，提高了抽注液能力，加速并实现了铀矿物的氧化，获得了含铀浸出液，并可满足后续生产浓缩处理条件。在试验研究过程应用中，在含矿砂层渗透系数为0.07m/d的地段进行该溶浸工艺的应用，获得了单井注液从0.9m3/h提到1.7m3/h，单井抽液量从1.2m3/h提升到2.8m3/h，浸出液铀浓度峰值达31.2mg/l的溶浸效果。在十红滩1#采区浸采过程中，采用了该溶浸工艺，获得了注液能力从108m3/h提高到132m3/h，氧气得到有效溶解并注入含矿砂层中，获得在浸出液中的氧含量在18mg/l，浸出液铀浓度平均峰值27.8mg/l，单井铀浓度峰值64mg/l，实现了对该采区铀资源的开发，该采区铀资源回收率达76.5％的效果。
附图说明
图1是本发明的盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺的工作原理图。
其中：1.化工泵，2.溶液，3.输液管，4.气液混合器，5.氧气加入口，6.注液井，7.井中输液管，8.抽液井，9.抽液输液管，10.潜水泵，11.过滤器，A.溶液配置槽，B.水冶回收车间，U.铀矿层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
一种盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺，具体包括如下步骤：
步骤一：按图1所示，完成地面及井中管道连接后，在溶液配制槽A中用工业盐酸制备溶液pH为4.5的酸性溶液。管道的连接方式与现有的硫酸法地浸工艺和碱法地浸工艺相同，整个溶浸工艺系统包括化工泵1、溶液2、输液管3、气液混合器4、氧气加入口5，注液井6、井中输液管7、抽液井8、抽液输液管9、潜水泵10、过滤器11、溶液配置槽A、水冶回收车间B和铀矿层U。
步骤二：启动化工泵1将步骤一中配置的酸性溶液通过输液管3，气液混合器4，井中输液管7输送到注液井6下端设置的过滤器11处，酸性溶液通过过滤器11与铀矿层U形成连通，通过潜水泵10，抽液输液管9将输入到铀矿层U中的酸性溶液提升出地表，进入水冶回收车间B，然后进入溶液配置槽A，实现酸性溶液向铀矿层U运移的目的。
步骤三：重复步骤一和步骤二，当在溶液配制槽A中配制的溶液注入到铀矿层U的体积累积数达铀矿层U砂层总孔隙体积的2倍时，且铀矿井注液能力和抽液能力均提高50％后，此时进行步骤四。
步骤四：在完成了步骤一、步骤二和步骤三后，在铀矿层U的砂岩孔隙中的沉积物被酸性溶液溶蚀携带，铀矿物被裸露出来，此时在溶液配制槽A中用工作盐酸制备溶液pH不低于5的酸性溶液。
步骤五：启动化工泵1将酸性溶液通过输液管3，通过氧气加入口5将氧气细分到气液混合器4，氧气和酸性溶液混合后由铀矿井中输液管7输送在注液井6下端设置的过滤器11处，含氧溶液通过过滤器11与铀矿层U形成连通，通过潜水泵10，抽液输液管9将液入到铀矿层U中的含氧酸性溶液提升出地表，进入水冶回收车间B，然后进入溶液配置槽A，实现含氧酸性溶液向铀矿层U运移的目的。
步骤六：在含氧酸性溶液在铀矿层U中运移，扩散过程中，溶解在含氧酸性溶液中的氧气对溶液运行通道中的铀矿物及需氧物质进行氧化，实现了本地浸采铀工艺中铀矿物的氧化。
步骤七：重复步骤五和步骤六，在地面观测由潜水泵10，抽液提升管9获得的在步骤六中在铀矿层中运移后的溶液，测量溶液中的氧气含量，当监测到有氧气时转入步骤八。
步骤八：在溶液配制槽A中进行配制碳酸氢根离子浓度达550mg/L，溶液pH在6.5-6.8的溶液。配置上述溶液时需要向溶液配制槽A中加入碳酸氢钠或碳酸氢氨晶体。
步骤九：启动化工泵1将含碳酸氢根离子的溶液通过输液管3，通过氧气加入口5将氧气细分到气液混合器4，氧气和含碳酸氢根离子的溶液混合后由井中输液管7输送在注液井6下端的过滤器11处，含氧碳酸氢根溶液通过过滤器11与铀矿层U形成连通，通过潜水泵10，抽液输液管9将铀矿层U中的含碳酸铀铣络合物的溶液提升出地表，进入水冶回收车间B，进行铀金属回收，回收后的废液返回至溶液配制槽A，经再次加工后实现含氧碳酸氢根溶液向铀矿层U运移的目的。
步骤十：持续运行步骤九，直至在水冶回收车间B回收的铀金属的量达到勘探得到铀金属量的65％以上时，溶浸结束。
Claims (2)
1.一种盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺，具体包括如下步骤：
步骤一：完成地面及井中管道连接后，在溶液配制槽(A)中用工业盐酸制备溶液pH为4.5的酸性溶液；
步骤二：启动化工泵(1)将步骤一中配置的酸性溶液通过输液管(3)，气液混合器(4)，井中输液管(7)输送到注液井(6)下端设置的过滤器(11)处，酸性溶液通过过滤器(11)与铀矿层(U)形成连通，通过潜水泵(10)，抽液输液管(9)将输入到铀矿层(U)中的酸性溶液提升出地表，进入水冶回收车间(B)，然后进入溶液配置槽(A)，实现酸性溶液向铀矿层(U)运移的目的；
步骤三：重复步骤一和步骤二，当在溶液配制槽(A)中配制的溶液注入到铀矿层(U)的体积累积数达铀矿层(U)砂层总孔隙体积的2倍时，且铀矿井注液能力和抽液能力均提高50％后，此时进行步骤四；
步骤四：在完成了步骤一、步骤二和步骤三后，在铀矿层(U)的砂岩孔隙中的沉积物被酸性溶液溶蚀携带，铀矿物被裸露出来，此时在溶液配制槽(A)中用工作盐酸制备溶液pH不低于5的酸性溶液；
步骤五：启动化工泵(1)将酸性溶液通过输液管(3)，通过氧气加入口(5)将氧气细分到气液混合器(4)，氧气和酸性溶液混合后由铀矿井中输液管(7)输送在注液井(6)下端设置的过滤器(11)处，含氧溶液通过过滤器(11)与铀矿层(U)形成连通，通过潜水泵(10)，抽液输液管(9)将液入到铀矿层(U)中的含氧酸性溶液提升出地表，进入水冶回收车间(B)，然后进入溶液配置槽(A)，实现含氧酸性溶液向铀矿层(U)运移的目的；
步骤六：在含氧酸性溶液在铀矿层(U)中运移，扩散过程中，溶解在含氧酸性溶液中的氧气对溶液运行通道中的铀矿物及需氧物质进行氧化，实现了本地浸采铀工艺中铀矿物的氧化；
步骤七：重复步骤五和步骤六，在地面观测由潜水泵(10)，抽液提升管(9)获得的在步骤六中在铀矿层中运移后的溶液，测量溶液中的氧气含量，当监测到有氧气时转入步骤八；
步骤八：在溶液配制槽(A)中进行配制碳酸氢根离子浓度达550mg/L，溶液pH在6.5-6.8的溶液；
步骤九：启动化工泵(1)将含碳酸氢根离子的溶液通过输液管(3)，通过氧气加入口(5)将氧气细分到气液混合器(4)，氧气和含碳酸氢根离子的溶液混合后由井中输液管(7)输送在注液井(6)下端的过滤器(11)处，含氧碳酸氢根溶液通过过滤器(11)与铀矿层(U)形成连通，通过潜水泵(10)，抽液输液管(9)将铀矿层(U)中的含碳酸铀铣络合物的溶液提升出地表，进入水冶回收车间(B)，进行铀金属回收，回收后的废液返回至溶液配制槽(A)，经再次加工后实现含氧碳酸氢根溶液向铀矿层(U)运移的目的；
步骤十：持续运行步骤九，直至在水冶回收车间(B)回收的铀金属的量达到勘探得到铀金属量的65％以上时，溶浸结束。
2.根据权利要求1所述的盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺，其特征在于：配置步骤八的溶液时向溶液配制槽(A)中加入碳酸氢钠或碳酸氢氨晶体。
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