续使用。在这种情况下,于1997年开始潜水泵提升浸出液的现场试验。实践证明,潜水泵提升试验是成功的,单孔抽液量比空气提升有较大程度的提高。
潜水泵提升的试验成功打破了我国利用空气提升浸出液的一贯作法,从根本上解决了深地下水位情况下浸出液的提升问题。新疆新100t/a规模一个井场设计为潜水泵提升,并已应用1年以上,效果良好。 6.5 地浸铀矿床评价
铀矿床是否适合地浸开采取决于许多条件,并不是所有矿床都能用地浸方法开采的。为可能地开发我国已探明的铀矿床,我们先后研制了“地浸采铀专家系统”和“地浸铀矿资源经济评价系统”,其中“地浸采铀专家系统”为国际原子能机构资助项目。这两个系统均以矿床地浸条件为基础,利用人工智能和概率技术产生评价准则,评价铀矿床的地浸可行性。研制中利用了我们近些年科研取得的成果,将平米铀量、井型与井距确定原则、地浸铀矿床边界品位等概念融入系统,使系统科学合理。另外,我们还根据矿山需要研制了“地浸工艺信息系统”,推动了我国地浸矿山现代化管理的进程。
7 地浸矿山经济效益分析
7.1新疆737地浸矿山经济效益分析
新疆737地浸矿山1995年生产40t铀金属,1996年生产80t铀金属,1997年生产180t铀金属,以后保持每年生产160t铀金属,至今已累计生产铀金属1000t左右。地浸生产最大的优点之一是生产成本低,约是常规矿山的2/3。因此,这些年来,737地浸矿山累计创利润约8000万元。除可观的经济效益外,737矿的生产还具有以下意义:
(1) 回收了常规采矿无法利用的资源; (2) 满足我国核电燃料的需求;
(3) 解决了200多名职工的就业问题,有利于社会稳定; (4) 激励地勘部门的找矿热情; (5) 为开采类似矿床探出了新路。
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7.2 新疆511地浸工程经济效益分析
16号线的工业性试验是开发511矿床的前奏,这次试验成功后,可解决埋深大的矿体地浸开采技术难题,将成果迅速扩大应用于其它两个矿体。搞好这次试验可为尽快利用已勘探好的资源打下基础,促进砂岩型铀矿床勘探工作。本次试验4.86年内可生产“111”金属145.67t,项目总投资1299.42万元,吨金属投资40.65万元,低于平均水平。经测算,在试验期内产品成本为19.41万元/吨金属。 7.3 地浸铀矿山生产成本分析
依据新疆737和511地浸矿山分析,地浸矿山生产成本一般在20万元/吨金属以下,生产高峰期成本本可降至15万元/吨金属,与常规矿山相比有极强的竞争力。按目前我国铀产品收购价,地浸铀矿山的利润可见一斑。而且,我国地浸矿山的生产成本如按市场经济运作,完全可进一步降低,如可在不影响生产的情况下减少人员。因此,我国地浸矿山的生产成本,从某种程度上看有它虚假的一面,在对地浸矿山进行技术经济论证或矿床地浸评价时,尤其与国外同类矿山对比时,必须注意这一点,防止被假象所误导。
8 酸法与碱法地浸科研投入
8.1 “九五”科研投入
自1996年至2000年间,核工业第六研究所溶浸技术研究室共完成主要科研课题31项其中包含标准化课题4项,核科学基金项目2项,国际原子能机构资助项目1项,总研究经费639万元,年平均经费153.75万元,课题平均经费21.9万元,单项课题最高经费48万元,有的课题仅8万元,人年平均经费4.9万元。
溶浸技术研究室”九五”科研课题概览
序号 1 2 3 4 5 研究经费 (万元) 课 题 名 称 381矿床地浸中细菌代替双氧水的试验研究 新疆512矿床沟底块段地浸地下水污染研究 新疆512矿床11号井场地浸工艺参数补充研究 地浸铀矿资源经济评价研究 地浸工艺信息系统 研究起止时间 1995~1996 1995~1997 1996~1996 1996~1997 1996~1997 1996年 20.0 10.0 18.0 7.0 14.0 1997年 10.0 8.0 1998年 1999年 2000年
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溶浸技术研究室”九五”科研课题概览(续)
序号 6 7 8 9 10 研究经费 (万元) 课 题 名 称 地浸采铀工艺室内规范试验方法研究 地浸中铀的迁移规律研究 硝酸盐作为地浸采铀氧化剂的应用研究 新疆511矿床碱法浸出试验研究 铀矿石中微量钪、硒、铼的联合测定方法研究 研究起止时间 1996~1997 1996~1997 1996~1996 1996~1997 1996~1997 1996~1998 1996~1998 1996~1997 1996~1998 1997~1998 1997~1998 1997~1998 1997~1997 1997~1998 1998~1999 1998~1999 1998~1999 1998~1999 1998~2000 1998~1999 1999~2002 1998~1998 1994~1996 1998~1999 1996年 6.0 48.0 10.0 15.0 15.0 1.2 1.6 10.0 2万美元 1997年 8.0 15.0 15.0 15.0 12.0 25.0 40.0 10.0 10.0 1998年 30.0 20.0 25.0 15.0 20.0 30.0 10.0 20.0 6 6 182.0 1999年 25.0 40.0 20.0 35 6 6 132.0 2000年 11 铀矿地浸环境影响报告的标准格式与内容 12 铀矿石中铼的测定 13 铀矿床地浸钻孔物探综合测井应用技术研究 地浸地下水污染范围和水体量确定方法研究 14 可溶浸含铀砂岩标准物质研究 15 16 碱法地浸技术及设备研究 17 地浸钻孔局部扩径技术与成井方法研究 18 地浸采铀中溶液提升方式优化研究 19 新疆地浸矿山细菌作氧化剂可行性研究 20 硝酸盐作氧化剂对环境的影响及治理方法研究 21 地浸采铀钻孔井型与井距的研究 22 二氧化碳作为铀矿地浸浸出剂试验研究 23 512矿床1采区地下水治理方法研究 24 新疆511矿床地浸采铀条件试验研究 25 弱渗透性砂岩铀矿床水力压裂强化地浸工艺试验研究 #26 七一九矿堆浸细菌作氧化剂工艺研究 27 地浸钻孔新型成井方法及其工艺试验研究 28 铀矿石中钼的测定 29 铀矿山经济评价专家系统 30 珠型微生物氧化剂的制备及其在地浸中的应用研究 合 计 31 原地浸出采铀地球化学动力学模型研究 195.8 168.0 8.2 “十五”科研投入
“十五”期间主要科研任务为核能开发两大项目,大型地浸砂岩铀资源调查与采冶技术研究和碱法地浸采铀工艺关键技术研究。其中大型地浸砂岩铀资源调查与采冶技术研究包括四个子项:
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(1) 地浸矿山井场生产自动监控系统研究; (2) 地浸钻孔新型成井工艺及其配套技术研究; (3) 地浸采铀浸出液铀浓度预测研究;
(4) 矿石浸出地球化学和地下水动力学环境优化。 碱法地浸采铀工艺关键技术研究包括四个子项: (1) 碱法地浸溶浸液配方和使用方法研究; (2) 碱法地浸钻孔结构与施工工艺研究; (3) 碱法地浸合理井型与井距研究; (4) 碱法地浸采铀现场条件试验研究。
核能开发项目总经费1000万元,其中大型地浸砂岩铀资源调查与采冶技术研究400万元;碱法地浸采铀工艺关键技术研究600万元。
溶浸技术研究室“十五”科研课题概览
序号 1 课 题 名 称 研究起止时间 2000~2002 2000~2003 研究经费 (万元) 2001年 2002年 2003年 200 200 400 200 200 400 200 200 大型地浸砂岩铀资源调查与采冶技术研究 (1)地浸矿山井场生产自动监控系统研 究 (2)地浸钻孔新型成井工艺及其配套技 术研究 (3)地浸采铀浸出液铀浓度预测研究 (4)矿石浸出地球化学和地下水动力学 环境优化 2 碱法地浸采铀工艺关键技术研究 (1)碱法地浸溶浸液配方和使用方法研 究 (2)碱法地浸钻孔结构与施工工艺研究
(3)碱法地浸合理井型与井距研究 (4)碱法地浸采铀现场条件试验研究 合 计 9 存在问题
9.1 实验室及试验设备
根据多年的科研实践,我们深感有些科研项目的研究受到实验室装备和试验设备的制约。溶浸采矿技术重点实验室于1995年开展基本建设,建设时由于资金缺乏,
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一些必要的研究装置及试验设备未能装备。重点实验室建成后,研究经费仅能维持实验室日常运转,缺乏购置设备或扩建实验室的资金。因此,实验室建成5年来,仪器设备未得到更新,无法适应科学技术的发展与进步。
地浸采铀过程中,注入矿层的化学试剂与矿物和非矿物发生反应,反应的生成物及影响范围,地下水在抽注条件下动力学形态等多年来仅依靠推断,无法确切掌握。对于此类问题的研究,一方面应建立岩矿实验室,从矿物与非矿物的微观研究入手,找到其与浸出剂的反应机理,从理论和实践上予以解决。但是,目前我们尚无岩矿实验室,而且模拟地下水流动状态的地下浸出动力学装置也未完善,研究手段不健全。 9.2 技术人员专业配备
地浸采铀涉及到采矿、地质、水文地质、化工、钻探、岩矿等多专业,不但是采矿的分支,而且也是一门多专业综合性学科。在研究过程中,每个课题都有多专业参加,但由于我们专业配备缺欠,没有从事岩矿专业的人员,而且钻探专业也仅1人,专业配备不全和人员缺乏都给科研带来了不利影响。
地浸采铀是通过钻孔与矿层联系,矿山生产任务的完成也完全依赖钻孔工作性能,因此钻孔施工及成井工艺在地浸采铀中尤为重要。钻探专业人员正是研究钻孔设计、钻孔施工、成井工艺方面的技术人员,对地浸采铀来说,钻探专业应是主体专业之一。在钻孔工艺上虽然有一些想法,但是由于我们人员不足,力不从心。
多年来,我们一直未开展岩矿研究,一些课题涉及到岩矿方面的试验不得不送到外单位,对于矿物及非矿物的微观世界,地下化学反应的动态无法揭露。在新疆738工程酸法地浸试验中,为了确切掌握浸出剂与矿物及非矿物的反应状态,找到铀矿物是否被包裹的根据,曾建议在浸出区打孔取样。但由于我们一不具备岩矿分析实验室,二缺乏专业人员,该项研究无法进行,最终也无法对地下浸出状态给出令人信服的数据,对问题迷茫。 9.3 试验基地
多年来的科研实践我们体会到,一些课题由于在矿山现场开展,在研究过程中有些想法和规划或多或少受到矿山生产的制约,无法完全按照开题计划完成。解决这一矛盾的唯一途径是建设试验基地,这样一些想法及新技术的开发可先在试验基地开展,既能严格遵循课题研究者的意愿,又不影响矿山生产,新技术开发后再到矿山应
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