CN107805492A - 一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铀矿采冶技术领域，具体涉及一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，用于围岩层渗透性高于矿层或围岩层较厚的浸出过程。围岩封堵材料是由超细矿渣、蒙脱土、激发剂和水所形成的体系，通过如下步骤配制：(1)确定围岩封堵材料中各组分配比；(2)预配制围岩封堵材料；(3)配制围岩封堵材料。本发明针对常用封堵材料于地浸采铀中的不足，提供一种经济、易于注入的围岩封堵材料及其配制方法。采用超细矿渣作凝固材料、蒙脱土作悬浮稳定剂，大量降低了矿渣的应用量和经济成本，并提高了浆体可注入性；同时配以激发剂，实现固化时间的可控性。经现场试验，取得了良好的效果。

Description

一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法
技术领域
本发明属于铀矿采冶技术领域，具体涉及一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，用于围岩层渗透性高于矿层或围岩层较厚的浸出过程。
背景技术
由于砂岩型铀矿床砂体形成和成矿的复杂性，常常出现围岩层的渗透性好于矿层，或者是围岩层砂体厚度远大于矿层厚度(砂矿厚度比大于10)。在此条件下，地浸采铀由于浸出剂在围岩层中的消耗、浸出液的稀释而导致试剂消耗大、浸出液铀浓度低而使其开采的经济性受影响。
针对上述不利的开采条件，可应用的方法是采用封堵剂对围岩层进行封堵。在地面配制好封堵剂后，以高压泵将可流动堵剂泵入围岩层，堵剂在地层孔隙内经一段时间的化学反应后凝固、强度增大，从而将孔隙封堵，并达到降低围岩层渗透性目的。
目前可应用的封堵材料为高分子聚合物和水泥类无机材料。高分子聚合物已广泛用于石油开采中的调剖剂，其用量小，注入方便，可以很容易调整注入压力与注入量。但是，高分子聚合物稳定性较差，在地浸采铀浸出环境(含氧化剂和酸或碱)下，易于降解，有效期较短。水泥类无机凝固材料强度高，稳定性好，在隧道、地下防水等工程建设中也是成熟的堵水材料。但这类材料由于颗粒大，注入困难，因此常用于裂隙大的地层封堵，封堵距离较短。虽然可以采用超细水泥(或矿渣)，但封堵围岩层用量大、成本高，在地浸采铀中难以得到应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，通过利用蒙脱土作悬浮稳定剂，大幅度降低超细矿渣的使用量，实现方便注入、降低成本，并达到封堵围岩层提高浸出效率的目的。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，围岩封堵材料是由超细矿渣、蒙脱土、激发剂和水所形成的体系，通过如下步骤配制：
(1)确定围岩封堵材料中各组分配比
超细矿渣为磨细至大于1000目的矿渣粉，在体系中使用量为20～60g/100g水；
蒙脱土为纯度大于90％的蒙脱土，在体系中使用量为5～15g/100g水；
激发剂为烧碱，在体系中使用量为1.0～2.0g/100g水。
(2)预配制围岩封堵材料
将根据步骤(1)计量的蒙脱土置于水中，搅拌均匀，放置8小时以上以控制蒙脱土在水中分散、稳定；
(3)配制围岩封堵材料
在需使用围岩封堵材料时，将根据步骤(1)计量的超细矿渣与激发剂置于步骤(2)中得到的蒙脱土溶液中，搅拌均匀后注入地下围岩层。
进一步的，如上所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，步骤(1)中，超细矿渣的使用量为30～50g/100g水。
进一步的，如上所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，步骤(1)中，蒙脱土的使用量为7～10g/100g水。
进一步的，如上所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，步骤(1)中，激发剂的使用量根据地下水温度、超细矿渣使用量及所需固化时间要求确定。
进一步的，如上所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，步骤(1)中，激发剂的使用量为1.2～1.8g/100g水。
进一步的，如上所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，步骤(1)中，超细矿渣的使用量为30～50g/100g水，蒙脱土的使用量为7～10g/100g水，激发剂的使用量为1.2～1.8g/100g水。
本发明技术方案的有益效果在于：针对传统封堵材料的不足，本发明采用超细矿渣作封堵主剂，并配以蒙脱土和一定量激活剂的封堵材料及其配制方法。该封堵材料使用固体物少、粒度细、固化时间可控、性能稳定，可以较经济地实现方便注入、大面积封堵并降低围岩层渗透性的目的。
本发明针对常用封堵材料于地浸采铀中的不足，提供一种经济、易于注入的围岩封堵材料及其配制方法。采用超细矿渣作凝固材料、蒙脱土作悬浮稳定剂，大量降低了矿渣的应用量和经济成本，并提高了浆体可注入性；同时配以激发剂，实现固化时间的可控性。经现场试验，取得了良好的效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明。
本发明一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，围岩封堵材料是由超细矿渣、蒙脱土、激发剂和水所形成的体系，通过如下步骤配制：
(1)确定围岩封堵材料中各组分配比
超细矿渣为磨细至大于1000目的矿渣粉，在体系中使用量为20～60g/100g水；
蒙脱土为纯度大于90％的蒙脱土，在体系中使用量为5～15g/100g水；
激发剂为烧碱，在体系中使用量为1.0～2.0g/100g水。
(2)预配制围岩封堵材料
将根据步骤(1)计量的蒙脱土置于水中，搅拌均匀，放置8小时以上以控制蒙脱土在水中分散、稳定；
(3)配制围岩封堵材料
在需使用围岩封堵材料时，将根据步骤(1)计量的超细矿渣与激发剂置于步骤(2)中得到的蒙脱土溶液中，搅拌均匀后注入地下围岩层。
进一步优化的方案中，超细矿渣的使用量为30～50g/100g水，蒙脱土的使用量为7～10g/100g水，激发剂的使用量为1.2～1.8g/100g水。
具体实施例如下：
实施例1
室温下，将5g纯度95％蒙脱土分散于100g水中，充分分散，悬浮后，放置24小时。在蒙脱土悬浮液中加入60g超细矿渣，搅拌均匀，再加入1.5g烧碱，搅拌均匀，即是可应用的封堵剂。室温下放置24小时以后，以上分散体系变色并初步固化，析水较少。
实施例2
室温下，将7g纯度90％蒙脱土分散于100g水中，充分分散，悬浮后，放置24小时。在蒙脱土悬浮液中加入30g超细矿渣，搅拌均匀，再加入1.6g烧碱，搅拌均匀，即是可应用的封堵剂。在10℃条件下放置36小时，以上分散体系变色并初步固化，几乎无析水。
实施例3
室温下将15g纯度90％蒙脱土分散于100g水中，充分分散，悬浮后，放置8小时。在蒙脱土悬浮液中加入20g超细矿渣，搅拌均匀，再加入1.0g烧碱，搅拌均匀，即是可应用的封堵剂。在25℃条件下放置48小时，以上体系变色并初步固化，体系几无析水。
实施例4
室温下将10g纯度90％蒙脱土分散于100g水中，充分分散，悬浮后，放置24小时。在蒙脱土悬浮液中加入50g超细矿渣，搅拌均匀，再加入1.2g烧碱，搅拌均匀，即是可应用的封堵剂。在室温下放置24小时以后，以上体系变色并初步固化，体系几无析水。
需要指出的是，尽管实施例介绍了本发明的优选实施方案，但在不背离所附权利要求限定的精神实质下，本领域专业人员可以根据现场地下水温度、注入速度与固化时间、封堵强度、地下岩层孔隙大小等对矿渣粒度与用量、激发剂用量做出多种改变和改进。

Claims (6)

1.一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，其特征在于：围岩封堵材料是由超细矿渣、蒙脱土、激发剂和水所形成的体系，通过如下步骤配制：
(1)确定围岩封堵材料中各组分配比
超细矿渣为磨细至大于1000目的矿渣粉，在体系中使用量为20～60g/100g水；
蒙脱土为纯度大于90％的蒙脱土，在体系中使用量为5～15g/100g水；
激发剂为烧碱，在体系中使用量为1.0～2.0g/100g水；
(2)预配制围岩封堵材料
将根据步骤(1)计量的蒙脱土置于水中，搅拌均匀，放置8小时以上以控制蒙脱土在水中分散、稳定；
(3)配制围岩封堵材料
在需使用围岩封堵材料时，将根据步骤(1)计量的超细矿渣与激发剂置于步骤(2)中得到的蒙脱土溶液中，搅拌均匀后注入地下围岩层。
2.如权利要求1所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，其特征在于：步骤(1)中，超细矿渣的使用量为30～50g/100g水。
3.如权利要求1所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，其特征在于：步骤(1)中，蒙脱土的使用量为7～10g/100g水。
4.如权利要求1所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，其特征在于：步骤(1)中，激发剂的使用量根据地下水温度、超细矿渣使用量及所需固化时间要求确定。
5.如权利要求4所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，其特征在于：步骤(1)中，激发剂的使用量为1.2～1.8g/100g水。
6.如权利要求1所述的一种原地浸出采铀围岩封堵材料及其配制方法，其特征在于：步骤(1)中，超细矿渣的使用量为30～50g/100g水，蒙脱土的使用量为7～10g/100g水，激发剂的使用量为1.2～1.8g/100g水。
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曹霖等: ""流体控制剂在地浸采铀中的应用"", 《湿法冶金》 *

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