CN111044599A - 一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铀矿技术领域，具体涉及一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法。本发明包括以下步骤：步骤1、样品制备；步骤2、样品分析；步骤3确定实验参数条件实验；步骤4、温压实验及反应后介质分析；步骤5、确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件。本发明能够确定有利于花岗岩型铀矿成矿的温压条件，分析其有利于成矿的埋深，从而完善花岗岩型铀矿成矿理论，为花岗岩型铀矿找矿提供实验数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于铀矿技术领域，具体涉及一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法。
背景技术
物理化学条件是花岗岩型铀矿形成的关键因素。花岗岩型铀矿成矿温压条件一般借助流体包裹体测量，但温度、压力变化与铀地球化学性质的制约关系尚不清楚。因此亟需一种定量模拟物理化学条件变化与铀溶解沉淀关系的方法，以确定有利于花岗岩型铀矿成矿的温压条件，分析其有利于铀成矿的埋深，从而完善花岗岩型铀矿成矿理论，为花岗岩型铀矿找矿提供实验数据支撑。
发明内容
本发明解决的技术问题：
本发明提供一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的实验研究方法，能够确定有利于花岗岩型铀矿成矿的温压条件，分析其有利于成矿的埋深，从而完善花岗岩型铀矿成矿理论，为花岗岩型铀矿找矿提供实验数据支撑。
本发明采用的技术方案：
一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，包括以下步骤：
步骤1、样品制备；步骤2、样品分析；步骤3确定实验参数条件实验；步骤4、温压实验及反应后介质分析；步骤5、确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件。
所述步骤1包括如下步骤，步骤1、采集铀矿石样品，粉碎至40～60目，超声波清洗10min去粉尘和毛刺，50℃鼓风干燥箱烘干6小时备用。
所述步骤2包括如下步骤，分析步骤1采集到样品中的含铀量，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀含量分析，依据硅酸盐岩石化学分析方法获得铀含量。
所述步骤3包括如下步骤，
步骤3.1、确定反应介质，选取0.5％Na2CO3、0.5％NaHCO3、0.75％NaHCO3、去离子水、0.5％Na2SO3、2×10-6HCl不同pH值的反应介质50ml与步骤1实验样品10g反应，实验温度设定为80℃，实验时间设定为25天；实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，选定在不同pH值介质中溶解铀能力最强的介质为温压实验反应介质；
步骤3.2、确定实验时间，选取上述步骤3.1确定的反应介质和步骤1实验样品，开展实验时间为8小时、16小时、1天、2天、10天、20天、30天的实验，实验温度设定为80℃。实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，选定溶解铀能力最高的天数为温压实验时间；
步骤3.3、确定实验水岩比，选取上述步骤3.1确定的反应介质和上述步骤1实验样品，依据进行水岩比为50:1、20:1、10:1、5:1、3:1、2:1实验，实验温度为80℃，实验时间为上述步骤3.2确定的天数，实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，确定温压实验水岩比。
所述步骤4为依据上述步骤3确定的反应介质、实验时间、水岩比，在反应釜中开展温压实验。
所述步骤4包括如下步骤，
步骤4.1、定压变温实验，实验压力定为6.89Mpa，实验温度分别为80、100、150、175、250℃；
步骤4.2、定温变压实验，实验温度定为200℃，实验压力分别为3.45、6.89、10.34、13.79Mpa；
步骤4.3、分析上述步骤4.1，步骤4.2实验后介质中铀浓度，依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀含量分析。
所述步骤5中，确定铀的优势溶解温压条件，探讨花岗岩型铀矿成矿有利的温压条件。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件方法，可操作性强；
(2)本发明提供的一种有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件方法，通过条件实验确定的实验参数使温压实验效果更明显，节约实验时间；
(3)本发明提供的一种有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件方法，获得物理化学条件的直接数据可信度高，可与其他方法进行相互验证，探讨花岗岩型铀矿成矿理论；
(4)本发明提供的一种有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件方法，能够确定有利于花岗岩型铀矿成矿的温压条件，分析其有利于成矿的埋深，从而完善花岗岩型铀矿成矿理论，为花岗岩型铀矿找矿提供实验数据支撑。
附图说明
图1为温度与铀浸出能力关系图；
图2为压力与铀浸出能力关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法作进一步详细说明。
本发明提供的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法包括以下步骤：
步骤1、采集广西省苗儿山沙子江矿床矿样1件，编号ZY01,粉碎至40～60目，超声波清洗10min去粉尘和毛刺，50℃鼓风干燥箱烘干6小时备用；
步骤2、分析上述步骤1采集到样品中的含铀量，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀含量分析，依据硅酸盐岩石化学分析方法获得ZY01铀含量为74586×10-6；
步骤3、开展上述步骤1实验样品参数条件实验；
步骤3.1、确定反应介质，选取0.5％Na2CO3、0.5％NaHCO3、0.75％NaHCO3、去离子水、0.5％Na2SO3、2×10-6HCl等不同pH值的反应介质50ml与上述步骤1实验样品10g反应，实验温度设定为80℃，实验时间设定为25天。实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析。分析数据如表1所示，实验表明，在不同pH值介质中0.5％NaHCO3介质溶解铀能力最强，因此选定该介质为温压实验反应介质。
表1不同反应介质铀浸出能力
步骤3.2、确定实验时间，选取上述步骤3.1确定的0.5％NaHCO3反应介质和步骤1实验样品，开展实验时间为8小时、16小时、1天、2天、10天、20天、30天的实验，实验温度设定为80℃。实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析。分析数据如表2所示，实验表明，实验时间为2天溶解铀能力最高，因此选定2天为温压实验时间。
表2不同实验时间铀浸出能力
步骤3.3、确定实验水岩比，选取上述步骤3.1确定的0.5％NaHCO3反应介质和上述步骤1实验样品，依据进行水岩比为50:1、20:1、10:1、5:1、3:1、2:1实验，实验温度为80℃，实验时间为上述步骤3.2确定的2天，实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析。分析数据如表3所示，实验表明，随水岩比的降低，介质溶解铀能力逐渐趋于稳定，结合样品和反应介质分析所需的样品量，确定温压实验水岩比为5:1。
表3不同水岩比铀浸出能力
步骤4、依据上述步骤3确定的反应介质、实验时间、水岩比，在美国PARR公司的PARR4578反应釜中开展温压实验。
步骤4.1、定压变温实验，实验压力定为6.89Mpa，实验温度分别为80、100、150、175、250℃，反应介质为0.5％NaHCO3、实验时间为2天、水岩比为5:1。
步骤4.2、定温变压实验，实验温度定为200℃，实验压力分别为3.45、6.89、10.34、13.79Mpa，反应介质为0.5％NaHCO3、实验时间为2天、水岩比为5:1。
步骤4.3、分析上述步骤4.1，步骤4.2实验后介质中铀浓度，依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀含量分析，实验结果如图1所示，在6.89Mpa条件下，介质对样品中铀浸出能力随温度升高而降低，在80℃实验条件下溶解铀能力最高；在200℃实验条件下，介质对样品中铀浸出能力随压力的增高而降低，在3.45Mpa实验条件下溶解铀能力最高。
步骤5、依据上述步骤4获得的分析数据，确定在6.89Mpa条件下铀的优势溶解温度为80℃，结合之前实验数据，在15MPa条件下样品中铀优势溶解温度在100℃左右；在20MPa条件下铀优势溶解温度在150℃左右。定温变压实验结果揭示铀优势溶解温度随压力增加而增加，在铀优势溶解温度附近的温度变化引起的地质流体中铀沉淀析出量最大，因此在该温度附近的温度变化最有利于铀成矿，指示深度具有铀成矿的可能；定温变压实验结果表明，恒温热液流体的减压作用并非铀富集沉淀的直接因素。
上面结合附图和实际操作对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述工作，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，包括尺寸的变化等。本发明中未作详细描述的内容均可采用现有技术。
Claims (7)
1.一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)、样品制备；步骤(2)、样品分析；步骤(3)确定实验参数条件实验；步骤(4)、温压实验及反应后介质分析；步骤(5)、确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件。
2.根据权利要求1所述的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，其特征在于：所述步骤(1)包括如下步骤，采集铀矿石样品，粉碎至40～60目，超声波清洗10min去粉尘和毛刺，50℃鼓风干燥箱烘干6小时备用。
3.根据权利要求2所述的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，其特征在于：所述步骤(2)包括如下步骤，分析步骤(1)采集到样品中的含铀量，采用ElementXR等离子体质谱仪进行铀含量分析，依据硅酸盐岩石化学分析方法获得铀含量。
4.根据权利要求3所述的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，其特征在于：所述步骤(3)包括如下步骤，
步骤(3.1)、确定反应介质，选取0.5％Na2CO3、0.5％NaHCO3、0.75％NaHCO3、去离子水、0.5％Na2SO3、2×10-6HCl不同pH值的反应介质50ml与步骤1实验样品10g反应，实验温度设定为80℃，实验时间设定为25天；实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，选定在不同pH值介质中溶解铀能力最强的介质为温压实验反应介质；
步骤(3.2)、确定实验时间，选取上述步骤(3.1)确定的反应介质和步骤(1)实验样品，开展实验时间为8小时、16小时、1天、2天、10天、20天、30天的实验，实验温度设定为80℃。实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，选定溶解铀能力最高的天数为温压实验时间；
步骤(3.3)、确定实验水岩比，选取上述步骤(3.1)确定的反应介质和上述步骤(1实验样品，依据进行水岩比为50:1、20:1、10:1、5:1、3:1、2:1实验，实验温度为80℃，实验时间为上述步骤(3.2)确定的天数，实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用ElementXR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，确定温压实验水岩比。
5.根据权利要求4所述的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，其特征在于：所述步骤(4)为依据上述步骤(3)确定的反应介质、实验时间、水岩比，在反应釜中开展温压实验。
6.根据权利要求5所述的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，其特征在于：所述步骤(4)包括如下步骤，
步骤(4.1)、定压变温实验，实验压力定为6.89Mpa，实验温度分别为80、100、150、175、250℃；
步骤(4.2)、定温变压实验，实验温度定为200℃，实验压力分别为3.45、6.89、10.34、13.79Mpa；
步骤(4.3)、分析上述步骤(4.1)，步骤(4.2)实验后介质中铀浓度，依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀含量分析。
7.根据权利要求6所述的一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，确定铀的优势溶解温压条件，探讨花岗岩型铀矿成矿有利的温压条件。
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