CN111808592A - 一种原地浸出采铀的化学洗井剂及洗井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种原地浸出采铀的化学洗井剂及洗井方法，属于地浸采铀技术领域。以水为溶剂，包括以下质量浓度的组分：氨基磺酸3.0％～5％、甲酸0.3％～0.6％、乳酸0.1％～0.5％、100～300mg/L乙二胺四乙酸四钠。本发明中，氨基磺酸为中强酸，具有酸的通性，可以与多种物质发生化学反应，氨基磺酸与化学堵塞物发生溶解反应得到的氨基磺酸钙镁盐以及氨基磺酸铁盐在水中的溶解度都很大；EDTA四钠是螯合剂，能与化学堵塞物中的钙、铁等形成稳定的水溶性配合物；乳酸是铁离子稳定剂，能够避免铁离子的再次沉淀。
Description
技术领域
本发明涉及地浸采铀技术领域，尤其涉及一种原地浸出采铀的化学洗井剂及洗井方法。
背景技术
原地浸出采铀是集采、选、冶于一体的砂岩型铀矿开采方法，广泛应用于国内外的砂岩型铀矿床开发中。地浸采铀中，通过生产井实现抽注液，即注液井注入的浸出剂通过过滤器浸入到矿层中，抽液井的浸出液经过滤器被潜水泵提升至地表。地浸采铀生产过程中，注入矿层的浸出剂与矿石反应，容易形成不同程度的化学堵塞。
常见的化学堵塞物主要包括硫酸钙、碳酸钙、氢氧化铁等。发生化学堵塞后，常见的处理方法为化学洗井。利用化学试剂与泥皮接触，发生化学反应使泥皮溶解，并通过抽水带至地表。洗井常用试剂为盐酸或氢氟酸，直接将1～2桶工业盐酸或氢氟酸从井口倒入生产井内浸泡1～2天，然后用空压机将余酸洗出。这种方法操作简单。但是，当化学堵塞物成分复杂，仅使用盐酸或氢氟酸等强酸，很难达到清洗的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种原地浸出采铀的化学洗井剂及洗井方法。本发明提供的化学洗井剂对成分复杂的化学堵塞物均有一定的溶解能力，能够恢复矿层渗透性，提高生产井的抽液量。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种原地浸出采铀的化学洗井剂，以水为溶剂，包括以下质量浓度的组分：氨基磺酸3.0％～5％、甲酸0.3％～0.6％、乳酸0.1％～0.5％、100～300mg/L乙二胺四乙酸四钠。
优选地，所述氨基磺酸的质量浓度为4％～4.2％。
优选地，所述甲酸的质量浓度为0.32％～0.46％。
优选地，所述乳酸的质量浓度为0.28％～0.36％。
优选地，所述乙二胺四乙酸四钠的质量浓度为220～240mg/L。
本发明还提供了上述技术方案所述的化学洗井剂在原地浸出采铀洗井中的应用。
本发明还提供了一种原地浸出采铀生产井的洗井方法，包括以下步骤：
将聚乙烯管下放至原地浸出采铀生产井过滤器的上方，且所述聚乙烯管与所述过滤器不接触，通过所述聚乙烯管将上述技术方案所述化学洗井剂注入矿层，进行溶解反应；
所述溶解反应后，进行洗井。
优选地，所述聚乙烯管下放至距离原地浸出采铀生产井过滤器的上表面2～3m处。
优选地，所述溶解反应的时间为48～72h。
优选地，所述洗井所得洗井水体积达到3.0～4.0倍化学洗井剂注入量时，结束洗井。
本发明提供了一种原地浸出采铀的化学洗井剂，以水为溶剂，包括以下质量浓度的组分：氨基磺酸3.0％～5％、甲酸0.3％～0.6％、乳酸0.1％～0.5％、100～300mg/L乙二胺四乙酸四钠。本发明中，氨基磺酸为中强酸，具有酸的通性，可以与多种物质发生化学反应，氨基磺酸与化学堵塞物发生溶解反应得到的氨基磺酸钙盐以及氨基磺酸铁盐在水中的溶解度都很大；EDTA四钠是螯合剂，能与化学堵塞物中的钙、铁等形成稳定的水溶性配合物；乳酸是铁离子稳定剂，能够避免铁离子的再次沉淀；甲酸的作用是溶解钙铁等化学堵塞物。本发明提供的化学洗井剂对成分复杂的化学堵塞物均有一定的溶解能力，发生化学堵塞时，化学洗井剂能够充分溶解沉淀物，恢复矿层渗透性，提高生产井的抽液量。实施例的数据表明，利用本发明提供的化学洗井剂，生产井的平均抽液量提高20.7％～25.2％。
本发明还提供了一种原地浸出采铀生产井的洗井方法，利用上述技术方案所述的化学洗井剂，包括以下步骤：将聚乙烯管下放至原地浸出采铀生产井过滤器的上方，通过所述聚乙烯管将所述化学洗井剂注入矿层，进行溶解反应；所述溶解反应后，进行洗井。本发明提供的洗井方法操作简单，成本低，洗井效果好。
具体实施方式
本发明提供了一种原地浸出采铀的化学洗井剂，以水为溶剂，包括以下质量浓度的组分：氨基磺酸3.0％～5％、甲酸0.3％～0.6％、乳酸0.1％～0.5％、100～300mg/L乙二胺四乙酸四钠。
在本发明中，所述氨基磺酸的质量浓度优选为4％～4.2％。本发明中，氨基磺酸为中强酸，具有酸的通性，可以与多种物质发生化学反应，氨基磺酸与化学堵塞物发生溶解反应得到的氨基磺酸钙盐以及氨基磺酸铁盐，在水中的溶解度都很大，所述氨基磺酸与CaCO3、CaSO4以及Fe(OH)3发生溶解反应的反应式如下：
2NH2SO3H+CaCO3→Ca(NH2SO3)2+H2O+CO2
2NH2SO3H+CaSO4→Ca(NH2SO3)2+H2SO4
3NH2SO3H+Fe(OH)3→Fe(NH2SO3)3+3H2O
在本发明中，所述甲酸的质量浓度优选为0.32％～0.46％。在本发明中，所述甲酸的作用是溶解钙镁铁等化学堵塞物，作用与氨基磺酸基本相同。
在本发明中，所述乳酸的质量浓度优选为0.28％～0.36％。在本发明中，所述乳酸是铁离子稳定剂，能够避免铁离子的再次沉淀。
在本发明中，所述乙二胺四乙酸四钠的浓度优选为220～240mg/L。在本发明中，所述EDTA四钠是螯合剂，能与化学堵塞物中的钙、铁等形成稳定的水溶性配合物。
本发明对所述的化学洗井剂的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的的组合物的方法制得即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的化学洗井剂在原地浸出采铀洗井领域中的应用。
本发明还提供了一种原地浸出采铀生产井的洗井方法，利用上述技术方案所述的化学洗井剂，包括以下步骤：
将聚乙烯管下放至原地浸出采铀生产井过滤器的上方，且所述聚乙烯管与所述过滤器不接触，通过所述聚乙烯管将所述化学洗井剂注入矿层，进行溶解反应；
所述溶解反应后，进行洗井。
本发明将聚乙烯管(PE管)下放至原地浸出采铀生产井过滤器的上方，且所述聚乙烯管与所述过滤器不接触，通过所述聚乙烯管将所述化学洗井剂注入矿层，进行溶解反应。
在本发明中，所述聚乙烯管优选下放至距离原地浸出采铀生产井过滤器的上表面2～3m处，更优选为2.6～2.8m。在本发明中，所述过滤器优选为环形外骨架过滤器，本发明对所述过滤器的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。本发明对所述生产井的具体型号没有特殊的限定，在本发明的具体实施例中，优选为铀矿床SC108生产井或铀矿床C0120生产井。
本发明优选使用氟化工泵连接PE管，再将所述PE管下放。
在本发明中，当所述矿层厚度小于6.0m时，所述化学洗井剂注入量优选为1.6～2.0m3/米矿层，当所述矿层厚度介于6.0m与15.0m之间时，所述化学洗井剂注入量优选为1.2～1.5m3/米矿层。
在本发明中，所述溶解反应的时间优选为48～72h，更优选为50～60h，本发明对所述溶解反应的温度没有特殊的限定，在矿层温度下进行即可。
所述溶解反应后，本发明进行洗井。
在本发明中，所述洗井所得洗井水体积达到3.0～4.0倍化学洗井剂注入量时，结束洗井，更优选为3.2～3.8倍，最优选为3.5倍。在本发明中，所述洗井优选为空压机洗井，本发明对所述空压机洗井的具体参数没有特殊的限定，能够实现空压机洗井即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的原地浸出采铀的化学洗井剂及洗井方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
某铀矿床SC108生产井，矿层厚度为7.2m，过滤器位置为267.2～275.2m，发生化学堵塞开展洗井。
使用氟化工泵连接PE管，PE管下放深度为265.2m，距离SC108生产井过滤器上端2.0m；
化学洗井剂配方为：氨基磺酸为4.2％(质量分数)、甲酸为0.32％(质量分数)、乳酸为0.28％(质量分数)、EDTA四钠为240mg/L，其余为水；
启动氟化工泵，将化学洗孔剂注入到矿层中，注入量为10.08m3(1.4m3/米矿层)，反应48h；开展空压机洗井，洗井水体积达到40.32m3(4倍化学洗孔剂体积)时，停止洗井。
洗井结束后，SC108生产井平均抽液量达到6.2m3/h，较洗井前提高25.2％。
实施例2
某铀矿床C0120生产井，矿层厚度为4.95m，过滤器位置为247.28～252.23m，发生化学堵塞开展洗井。
使用氟化工泵连接PE管，PE管下放深度为244.68m，距离C0120生产井过滤器上端2.6m；
化学洗井剂配方为：氨基磺酸为3.8％(质量分数)、甲酸为0.46％(质量分数)、乳酸为0.36％(质量分数)、EDTA四钠为220mg/L，其余为水；
启动氟化工泵，将化学洗孔剂注入到矿层中，注入量为8.91m3(1.8m3/米矿层)，反应48h；开展空压机洗井，洗井水体积达到31.18m3时(3.5倍化学洗孔剂体积)时，停止洗井。
洗井结束后，C0120生产井平均抽液量达到3.9m3/h，较洗井前提高20.7％。
实施例3
某铀矿床C0322生产井，矿层厚度为11.5m，过滤器位置为396.2～411.0m，发生化学堵塞开展洗井。
使用氟化工泵连接PE管，PE管下放深度为393.4m，距离C0320生产井过滤器上端2.8m；
化学洗井剂配方为：氨基磺酸为3％(质量分数)、甲酸为0.3％(质量分数)、乳酸为0.1％(质量分数)、EDTA四钠为100mg/L，其余为水；
启动氟化工泵，将化学洗孔剂注入到矿层中，注入量为16.68m3(1.45m3/米矿层)，反应72h；开展空压机洗井，洗井水体积达到63.4m3时(3.8倍化学洗孔剂体积)时，停止洗井。
洗井结束后，C0322生产井平均抽液量达到8.75m3/h，较洗井前提高23.3％。
实施例4
某铀矿床SC0750生产井，矿层厚度为8.0m，过滤器位置为405.3～415.3m，发生化学堵塞开展洗井。
使用氟化工泵连接PE管，PE管下放深度为403.0m，距离SC0750生产井过滤器上端2.3m；
化学洗井剂配方为：氨基磺酸为4％(质量分数)、甲酸为0.6％(质量分数)、乳酸为0.5％(质量分数)、EDTA四钠为240mg/L，其余为水；
启动氟化工泵，将化学洗孔剂注入到矿层中，注入量为10.8m3(1.35m3/米矿层)，反应50h；开展空压机洗井，洗井水体积达到34.6m3时(3.2倍化学洗孔剂体积)，停止洗井。
洗井结束后，SC0750生产井平均抽液量达到7.2m3/h，较洗井前提高21.8％。
对比例1
某铀矿床SC112生产井，矿层厚度为8.3m，过滤器位置为272.5～281.8m，发生化学堵塞开展洗井。
使用氟化工泵连接PE管，PE管下放深度为270.5m，距离SC112生产井过滤器上端2.0m；
化学洗井剂配方为：盐酸为26％(质量分数)，其余为水；
启动氟化工泵，将化学洗孔剂注入到矿层中，注入量为11.62m3(1.4m3/米矿层)，反应48h；开展空压机洗井，洗井水体积达到46.48m3(4倍化学洗孔剂体积)时，停止洗井。
洗井结束后，SC112生产井平均抽液量达到5.62m3/h，较洗井前提高13.6％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种原地浸出采铀的化学洗井剂，其特征在于，以水为溶剂，包括以下质量浓度的组分：氨基磺酸3.0％～5％、甲酸0.3％～0.6％、乳酸0.1％～0.5％、100～300mg/L乙二胺四乙酸四钠。
2.根据权利要求1所述的化学洗井剂，其特征在于，所述氨基磺酸的质量浓度为4％～4.2％。
3.根据权利要求1所述的化学洗井剂，其特征在于，所述甲酸的质量浓度为0.32％～0.46％。
4.根据权利要求1所述的化学洗井剂，其特征在于，所述乳酸的质量浓度为0.28％～0.36％。
5.根据权利要求1所述的化学洗井剂，其特征在于，所述乙二胺四乙酸四钠的质量浓度为220～240mg/L。
6.权利要求1～5任一项所述的化学洗井剂在原地浸出采铀洗井中的应用。
7.一种原地浸出采铀生产井的洗井方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚乙烯管下放至原地浸出采铀生产井过滤器的上方，且所述聚乙烯管与所述过滤器不接触，通过所述聚乙烯管将权利要求1～5任一项所述化学洗井剂注入矿层，进行溶解反应；
所述溶解反应后，进行洗井。
8.根据权利要求7所述的洗井方法，其特征在于，所述聚乙烯管下放至距离原地浸出采铀生产井过滤器的上表面2～3m处。
9.根据权利要求7所述的洗井方法，其特征在于，所述溶解反应的时间为48～72h。
10.根据权利要求7所述的洗井方法，其特征在于，所述洗井所得洗井水体积达到3.0～4.0倍化学洗井剂注入量时，结束洗井。
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