CN115786745A - 一种地浸采铀浸出方法 - Google Patents
一种地浸采铀浸出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115786745A CN115786745A CN202211539688.1A CN202211539688A CN115786745A CN 115786745 A CN115786745 A CN 115786745A CN 202211539688 A CN202211539688 A CN 202211539688A CN 115786745 A CN115786745 A CN 115786745A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leaching
- pumping
- liquid
- injecting
- situ
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 142
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 10
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 7
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 36
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明属于勘探领域，具体为一种地浸采铀浸出方法。内蒙古某铀矿床目前金属浸出率最高仅为52％(在超长服务年限内，仍未达到70％的设计浸出率指标)，造成前期投运采区无法满足退役条件，现有浸出技术存在试剂消耗大、浸出周期长、能耗高等问题。本方法包括：步骤一：抽注液钻孔间距设计；步骤二：抽注液钻孔过滤器长度设计；步骤三：抽注液水量控制；步骤四：溶浸液配方优化。本发明通过缩短地浸矿山建设过程中抽注液孔间距及钻孔过滤器长度，降低运行期间抽注液水量，提高运行期间溶浸液配酸浓度，提升浸出效能，实现高效浸出。
Description
技术领域
本发明属于勘探领域，具体为一种地浸采铀浸出方法。
背景技术
地浸采铀是一种矿石在天然埋藏条件下，通过向矿层注入化学试剂，选择性的溶解其中的铀，然后将含铀溶液提升至地表进行铀提取的一种集采、冶于一体的铀矿开采技术。地浸采铀工艺技术主要有酸法、碱法、中性浸出三种，其中酸法地浸因浸出强度大、浸出速度快而广泛应用于碳酸盐含量较低的铀矿床开发。
内蒙古某铀矿床具有矿石品位低(0.005～0.01％)，含矿层渗透性强(渗透系数可达2.90～9.54m/d)，含矿含水层厚度较大(50～60m)等特点。该矿床酸法浸出主要采用“大间距、长过滤器、大流量、低浓度”的浸出方式，通过抽注液钻孔的“大间距”运行来降低钻孔成本，通过提高浸出液量来弥补浸出液浓度低的不足，从而实现工业化生产。
该铀矿床自2015～2020年生产运行以来，陆续投入10个采区，设计抽注液钻孔间距35m、钻孔过滤器长度大于或等于8m。截至2022年7月，投运采区运行时间均已超过设计服务年限(2.5年)且大部分采区浸出液铀浓度低于10mg/L以下，但目前金属浸出率最高仅为52％(在超长服务年限内，仍未达到70％的设计浸出率指标)，造成前期投运采区无法满足退役条件，严重影响了矿床正常开发，且极大地增加生产运行难度及成本，使该铀矿床难以高效浸出。鉴于“大间距、长过滤器、大流量、低浓度”的浸出方式存在试剂消耗大、浸出周期长、能耗高等问题，需要提出一种高效的浸出工艺，进一步提高浸出效能、降低生产成本。
本方法通过缩短地浸矿山建设过程中抽注液孔间距及钻孔过滤器长度，降低运行期间抽注液水量，提高运行期间溶浸液配酸浓度，提升浸出效能，实现高效浸出。
发明内容
1.目的
针对低品位、高渗透性铀矿床酸法高效浸出问题、难点，通过设置相对经济的抽注液钻孔间距、过滤器长度，以较高浓度的配酸和相对较低的单孔抽注液量来降低溶浸液稀释扩散范围，提高浸出强度，提升浸出效率，降低生产成本。
2.技术方案
一种地浸采铀浸出方法，包括：步骤一：抽注液钻孔间距设计；步骤二：抽注液钻孔过滤器长度设计；步骤三：抽注液水量控制；步骤四：溶浸液配方优化。
所述步骤一：抽注液钻孔间距设计，具体包括：控制抽注液钻孔间距为20～35m。
所述步骤二：抽注液钻孔过滤器长度设计，具体包括：控制抽注液钻孔过滤器长度为2～12m。
所述步骤三：抽注液水量控制，具体包括：在运行过程中控制单孔抽液量4～10m3/h，控制单元抽注平衡，使溶浸液与矿石充分接触。
所述步骤四：溶浸液配方优化，具体包括：控制酸化及浸出阶段溶浸液的硫酸浓度为8～15g/L，保持浸出液硫酸浓度在8～10g/L；当铀金属浸出率达到65％以上时，下调溶浸液的配酸，控制硫酸浓度在6～8g/L，直至浸出结束。
所述步骤一：抽注液钻孔间距优选为27～30m。
所述步骤二：抽注液钻孔过滤器长度优选为4～6m。
所述步骤三：所述的单孔抽液量优选为5～6m3/h。
所述步骤三：所述的单元抽注平衡，是根据单孔抽液量调整周边四个注液孔的注液量，使四个注孔对单元内抽孔的供给量较抽液量少0.3％。
所述步骤四：酸化及浸出阶段溶浸液的硫酸浓度优选为12～15g/L。
3.效果
某地浸铀矿山，采用一种低品位高渗透铀矿床酸法地浸采铀高效浸出技术进行新采区开拓及运行管理。与原运行采区相比，调整后采区抽注液钻孔间距由35m缩短到30m，过滤器长度由8～12m缩短到4～6m，单孔抽液量由10m3/h减少到6m3/h，单孔注液量由7m3/h减少到4m3/h，配酸浓度由8g/L调整至15g/L。运用该技术后采区浸出液峰值铀浓度由30mg/L提升至59.72mg/L，平均铀浓度由12mg/L提升至28mg/L。采用这种创新的高效浸铀技术，运行溶浸液量减少了18.3％，整个服务周期内试剂和能源消耗减少了42.9％，浸出周期缩短了47.5％，实现了低品位铀矿石、高渗透含矿层酸法地浸的高效开采。
附图说明
图1一种低品位高渗透铀矿床酸法地浸采铀高效浸出方法示意图
具体实施方式
结合具体实施情况对本发明所述的一种低品位高渗透铀矿床酸法地浸采铀高效浸出方法作进一步说明。
如图1所示，地浸阶段主要分为三个阶段，一是采区设计，主要包括抽注液钻孔间距设计。二是采区建设，主要包括抽注液钻孔过滤器长度设计。三是采区运行，主要包括抽注液量控制和溶浸液配方优化。
步骤一：抽注液钻孔间距设计。控制抽注液钻孔间距为27～30m，以控制溶浸死角和垂向上溶浸液的扩散。
步骤二：抽注液钻孔过滤器长度设计。将上述抽注液钻孔过滤器长度控制为4～6m，以保证过滤器所对应矿层能与溶浸液有效接触，同时减少地下水对溶浸液的稀释。
步骤三：抽注液水量控制。在运行过程中控制单孔抽液量5～6m3/h，控制单元抽注平衡，保证溶浸液与矿石有充分接触时间。
步骤四：溶浸液配方及使用方法。控制酸化及浸出阶段溶浸液的硫酸浓度为12～15g/L，保持浸出液硫酸浓度在8～10g/L；当铀金属浸出率达到65％以上时，下调溶浸液的配酸，控制硫酸浓度在6～8g/L，直至浸出结束。
步骤一所述抽注液钻孔间距视矿体产出状况可控制在20～35m范围。例如21m、22m、23m、24m、25m、26m、27m、28m、29m、30m、31m、32m、33m、34m、35m，优选为27～30m。抽注液钻孔间距过小则钻孔施工及设备投入过大，抽注液钻孔间距过大则不利于溶浸死角和垂向上溶浸液的控制，从而影响钻孔浸出效率。
步骤二所述过滤器长度视矿体厚度及延伸情况控制在2～12m范围。例如2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、11m、12m，优选为4～6m。过滤器长度过短则无法保证过液量，过滤器过长地下水对溶浸液的稀释作用增强且在高渗环境下部分渗透性稍差的区域则无法被有效浸出。
步骤三所述单孔抽液量视矿石品位及平米铀量控制在4～10m3/h范围。例如4m3/h、5m3/h、6m3/h、7m3/h、8m3/h、9m3/h、10m3/h，优选为5～6m3/h。抽液量过小则浸出周期长，抽液量过大则接触时间短浸出液浓度低。
步骤三所述单元抽注平衡，按照抽注液孔理论供给关系，根据单孔抽液量调整周边四个注液孔的注液量，四个注孔对单元内抽孔的供给量应较抽液量少0.3％。
步骤四所述，酸化及浸出阶段溶浸液的硫酸浓度控制在8～15g/L，例如8g/L、8.5g/L、9g/L、9.5g/L、10g/L、10.5g/L、11g/L、11.5g/L、12g/L、12.5g/L、13g/L、13.5g/L、14g/L、14.5g/L、15g/L，15.5g/L、16g/L、16.5g/L、17g/L、17.5g/L、18g/L、18.5g/L、19g/L、19.5g/L、20g/L，优选为12～15g/L。溶浸液硫酸浓度过低，浸出强度不够，不利于铀金属的快速浸出；溶浸液硫酸浓度过高，硫酸与围岩反应，酸耗增加，会增加产生硫酸钙等沉淀的风险。
步骤四所述，若浸出阶段浸出液的硫酸浓度超过10g/L，则逐步下调溶浸液配酸，控制浸出液硫酸浓度在8～10g/L之内。
步骤四所述，当浸出率达到65％以上时，下调溶浸液配酸，溶浸液硫酸浓度控制在6～8g/L，过低则浸出强度低，浸出周期长；过高则浸出液pH和铀浓度又较低，不利于后续铀提取。
具体实施情况：
某铀矿床采用酸法地浸采铀工艺，其矿石品位低(0.005～0.01％)、含矿层渗透性强(渗透系数可达2.90～9.54m/d)，含矿含水层厚度较大(50～60m)，应用一种低品位高渗透铀矿床酸法地浸采铀高效浸出技术进行采区开拓和运行管理。
⑴抽注液钻孔间距设计。在新采区开拓过程中，采用“五点型”井型，抽注液钻孔间距确定为30m。
⑵抽注液钻孔过滤器长度设计。步骤⑴所述抽注液钻孔，根据测井结果确定过滤器长度为4～6m，如矿层较厚，过滤器相应加长，但不超过6m。
⑶抽注液水量控制。在运行过程中控制单孔抽液量6m3/h，按照单元抽注平衡控制单孔注液量为4m3/h。
⑷溶浸液配方及使用方法。一是采用独立配酸的方式合理配置各采区配酸浓度，即采用独立管道将硫酸输送至采区注液主管内，经过混合后注入含矿层；二是提高溶浸液配酸浓度，在酸化及浸出阶段溶浸液配酸浓度控制在15g/L，当浸出液余酸达到10g/L以上时，逐步下调溶浸液配酸，保持浸出液余酸在8～10g/L之内；当浸出率达到65％时，溶浸液硫酸浓度下调至6～8g/L直至浸出结束。
Claims (10)
1.一种地浸采铀浸出方法，包括：步骤一：抽注液钻孔间距设计；步骤二：抽注液钻孔过滤器长度设计；步骤三：抽注液水量控制；步骤四：溶浸液配方优化。
2.根据权利要求1所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤一：抽注液钻孔间距设计，具体包括：控制抽注液钻孔间距为20～35m。
3.根据权利要求1所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤二：抽注液钻孔过滤器长度设计，具体包括：控制抽注液钻孔过滤器长度为2～12m。
4.根据权利要求1所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤三：抽注液水量控制，具体包括：在运行过程中控制单孔抽液量4～10m3/h，控制单元抽注平衡，使溶浸液与矿石充分接触。
5.根据权利要求1所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤四：溶浸液配方优化，具体包括：控制酸化及浸出阶段溶浸液的硫酸浓度为8～15g/L，保持浸出液硫酸浓度在8～10g/L；当铀金属浸出率达到65％以上时，下调溶浸液的配酸，控制硫酸浓度在6～8g/L，直至浸出结束。
6.根据权利要求2所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤一：抽注液钻孔间距为27～30m。
7.根据权利要求3所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤二：抽注液钻孔过滤器长度为4～6m。
8.根据权利要求4所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤三：所述的单孔抽液量为5～6m3/h。
9.根据权利要求4所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤三：所述的单元抽注平衡，是根据单孔抽液量调整周边四个注液孔的注液量，使四个注孔对单元内抽孔的供给量较抽液量少0.3％。
10.根据权利要求5所述的一种地浸采铀浸出方法，其特征在于：所述步骤四：酸化及浸出阶段溶浸液的硫酸浓度为12～15g/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211539688.1A CN115786745A (zh) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | 一种地浸采铀浸出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211539688.1A CN115786745A (zh) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | 一种地浸采铀浸出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115786745A true CN115786745A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85445037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211539688.1A Pending CN115786745A (zh) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | 一种地浸采铀浸出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115786745A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102102502A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-06-22 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种地浸钻孔过滤器布置方法 |
| CN106507866B (zh) * | 2012-05-10 | 2014-07-23 | 核工业北京化工冶金研究院 | 原地松动浸出采铀方法 |
| CN104711439A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-06-17 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种利用混合有机酸作浸出剂的地浸采铀方法 |
| CN112627795A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-09 | 石家庄铁道大学 | 砂岩铀矿水平井地浸开采模拟试验系统及试验方法 |
| CN216665589U (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-03 | 石家庄铁道大学 | 砂岩铀矿水平井地浸开采模拟试验系统 |
| CN115163025A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-10-11 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种砂岩型铀矿原地浸出精准开采方法 |
-
2022
- 2022-12-02 CN CN202211539688.1A patent/CN115786745A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102102502A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-06-22 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种地浸钻孔过滤器布置方法 |
| CN106507866B (zh) * | 2012-05-10 | 2014-07-23 | 核工业北京化工冶金研究院 | 原地松动浸出采铀方法 |
| CN104711439A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-06-17 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种利用混合有机酸作浸出剂的地浸采铀方法 |
| CN112627795A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-09 | 石家庄铁道大学 | 砂岩铀矿水平井地浸开采模拟试验系统及试验方法 |
| CN216665589U (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-03 | 石家庄铁道大学 | 砂岩铀矿水平井地浸开采模拟试验系统 |
| CN115163025A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-10-11 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种砂岩型铀矿原地浸出精准开采方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 马亮等: "哈萨克斯坦楚—萨雷苏盆地砂岩型铀矿床地质—水文地质条件及地浸工艺", 《地质论评》, vol. 63, no. 4, pages 1017 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Qun et al. | Achievements and future work of oil and gas production engineering of CNPC | |
| CN106640023B (zh) | 一种二氧化碳爆破与酸化联合作用的含瓦斯煤体增透方法 | |
| CN107740701A (zh) | 一种顶板薄层灰岩含水层精准注浆改造的方法 | |
| CN106437824A (zh) | 一种含瓦斯煤体多级增透方法 | |
| CN206860155U (zh) | 一种煤系气u型井钻进及压裂结构 | |
| CN115075797B (zh) | 一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法及系统 | |
| CN105714115B (zh) | 一种碳硅泥岩型铀矿石细菌浸铀方法 | |
| CN111622269B (zh) | 一种离子型稀土浅层地下水污染防控方法 | |
| CN102606175A (zh) | 煤矿井下砂岩裂隙承压水封堵方法 | |
| CN104790918A (zh) | 复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法 | |
| CN106930738A (zh) | 盐酸改良砂层渗透性地浸采铀溶浸工艺 | |
| CN100402677C (zh) | 铜矿石细菌地下堆浸工艺 | |
| Oryngozhin et al. | In-situ leaching technology for uranium deposits | |
| CN103485773A (zh) | 一种多分支水平井分支参数的确定方法 | |
| CN115786745A (zh) | 一种地浸采铀浸出方法 | |
| CN115822548B (zh) | 一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法 | |
| CN102492838B (zh) | 一种堆浸场喷淋装置及工艺 | |
| CN115612869B (zh) | 一种中性地浸铀矿山二次强化浸出方法 | |
| CN205205202U (zh) | 一种流动浸铀池及流动浸铀系统 | |
| CN111931264A (zh) | 一种深部矿山水热型地热能与煤层协同开采工作面设计方法 | |
| CN110669950A (zh) | 一种地浸采铀强化浸出方法 | |
| CN106437826A (zh) | 一种钻孔负压划区分源自动调节的煤层瓦斯抽采方法 | |
| CN115711127A (zh) | 一种大倾角砂岩型铀矿体地浸开采方法 | |
| CN115788439A (zh) | 一种砂岩铀矿的采铀方法 | |
| CN213392121U (zh) | 一种用于杂卤石原位焙烧的开采井结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |